Лигатура в слитках NiMg: никель-магниевая лигатура для модифицирования чугуна и алюминиевых сплавов
Лигатура в слитках NiMg — это комплексный модификатор на основе никеля с массовой долей магния, применяемый для глубокого сфероидизирующего и десульфурирующего модифицирования расплавов. В отличие от чистой магниевой лигатуры, никель-магниевый сплав обеспечивает контролируемое введение магния с низкой скоростью испарения, что критично при обработке высокотемпературных расплавов чугуна и алюминия. Никель выступает носителем, снижающим упругость паров магния и повышающим усвоение активного элемента в расплаве.
Состав и технические характеристики
Стандартный диапазон содержания магния в лигатуре NiMg составляет 10–20 % по массе, остальное — никель и регламентированные примеси. Температура плавления лигатуры находится в интервале 1150–1250 C, что ниже температуры обработки чугуна (1350–1450 C), обеспечивая стабильное растворение слитка без пироэффекта. Плотность сплава — 7,8–8,4 г/см, что позволяет вводить его в расплав методом погружения или через колокол.
| Параметр | NiMg-10 | NiMg-15 | NiMg-20 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Mg, % | 9,5–11,0 | 14,0–16,0 | 19,0–21,0 | ГОСТ 13047.2 |
| Массовая доля Ni, % | основа | основа | основа | расчёт |
| Fe, % не более | 0,15 | 0,15 | 0,20 | ГОСТ 13047.4 |
| Si, % не более | 0,05 | 0,05 | 0,08 | ГОСТ 13047.5 |
| Температура плавления, C | 1200–1250 | 1170–1220 | 1150–1200 | ДСК |
| Масса слитка, кг | 0,5–2,0 | 0,5–2,0 | 0,5–2,0 | весовой |
Области применения
- Модифицирование высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) в литейных цехах с индукционными печами ёмкостью 1–10 т.
- Десульфуризация и раскисление чугуна в ковшах перед разливкой на автоматических линиях горизонтального непрерывного литья.
- Введение магния в алюминиевые сплавы систем Al–Mg–Si и Al–Mg–Mn при производстве профилей методом экструзии.
- Обработка расплава в литейных комплексах с установками вторичной металлургии и печами-миксерами.
- Модифицирование никелевых и кобальтовых жаропрочных сплавов в вакуумных индукционных печах.
Технология ввода в расплав
Лигатура NiMg вводится в расплав при температуре 1400–1480 C для чугуна и 720–780 C для алюминиевых сплавов. Усвоение магния составляет 85–95 % при использовании погружного колокола или капсулы с защитным покрытием. Скорость растворения слитка зависит от дисперсности структуры: мелкозернистая лигатура растворяется за 30–90 с, крупнозернистая — до 180 с. Для предотвращения пироэффекта и угара магния рекомендуется предварительный подогрев слитка до 200–300 C и введение под зеркало расплава.
Условия хранения и транспортировки
Слитки NiMg хранятся в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не более 70 % и температуре от –20 C до +40 C. Магний в составе лигатуры химически связан с никелем, что снижает риск возгорания по сравнению с чистым магнием, однако контакт с влагой и кислотами недопустим. Транспортировка осуществляется в герметичной таре с влагопоглотителем, исключающей механические повреждения слитков.
Вопросы и ответы
Какое усвоение магния обеспечивает лигатура NiMg при обработке чугуна?
Усвоение магния составляет 85–95 % при введении под зеркало расплава через колокол. Потери на испарение минимальны благодаря низкой упругости паров магния в никелевой матрице.
При какой температуре вводится лигатура NiMg в алюминиевый расплав?
Оптимальный интервал — 720–780 C. При более низких температурах замедляется растворение слитка, при более высоких возрастает угар магния.
Чем NiMg отличается от чистой магниевой лигатуры?
Никель связывает магний в интерметаллид, снижая скорость испарения и повышая плотность лигатуры до 7,8–8,4 г/см. Это позволяет вводить модификатор погружением без пироэффекта.
Какой размер слитка NiMg оптимален для ковша ёмкостью 1 т?
Для ковша 1 т рекомендуется слиток массой 0,5–1,0 кг. Это обеспечивает точную дозировку магния и равномерное распределение модификатора по объёму расплава.
