Металлические чушки ЦА10 — лигатура для точного легирования алюминиевых расплавов
Металлические чушки ЦА10 представляют собой литейную лигатуру системы алюминий–цинк с номинальным содержанием цинка около 10 %. Материал поставляется в виде мерных слитков массой 4–6 кг, что обеспечивает удобство дозирования при загрузке в плавильные агрегаты. Чушки ЦА10 применяются для корректировки химического состава алюминиевых сплавов, преимущественно вторичных силуминов и деформируемых составов, где требуется введение цинка в узком концентрационном диапазоне.
Химический состав и структурные особенности
Основу чушки ЦА10 составляет алюминий (база), легирующий элемент — цинк в количестве 9,0–11,0 %. Примеси ограничены: железо — не более 0,5 %, кремний — до 0,3 %, медь — до 0,1 %. Благодаря низкому содержанию тугоплавких примесей лигатура быстро растворяется в алюминиевом расплаве при температуре 720–780 C без образования шлаковых включений и неоднородностей по объёму ванны.
Структура чушки ЦА10 характеризуется равномерным распределением интерметаллидной фазы AlZn по сечению слитка. Такая морфология обеспечивает стабильное усвоение цинка при введении лигатуры в расплав и исключает локальную ликвацию в готовом изделии. Материал не требует предварительного подогрева перед загрузкой, однако рекомендуется просушивать чушки при 120–150 C для удаления поверхностной влаги при работе с магниевыми расплавами.
Технология применения в литейном производстве
Чушки ЦА10 вводят в расплав непосредственно перед разливкой после рафинирования и дегазации. Оптимальная температура введения — 700–750 C, при которой достигается полное растворение лигатуры за 5–10 минут при перемешивании. Расход материала рассчитывается исходя из требуемого содержания цинка в конечном сплаве и обычно составляет 1–3 % от массы плавки.
Лигатура совместима с флюсами на основе карналлита и покровно-рафинирующими смесями, не вступает с ними в реакцию и не снижает их эффективность. При использовании в литейных конвейерных линиях с автоматическим дозированием чушки ЦА10 обеспечивают воспроизводимость химического состава в пределах 0,2 % по цинку между плавками.
Промышленное применение
Основные области использования чушки ЦА10 — производство фасонного литья и полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, где цинк выступает упрочняющим элементом:
- литьё корпусных деталей насосного оборудования и арматуры, работающих при умеренных нагрузках;
- изготовление поршневых заготовок для двигателей внутреннего сгорания;
- производство деформируемых сплавов системы Al–Zn–Mg для авиастроения;
- выплавка вторичных силуминов с повышенными прочностными характеристиками;
- модифицирование литейных сплавов для автомобильной промышленности.
Физико-механические параметры
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля цинка | 9,0–11,0 | Спектральный анализ | % | Основной легирующий элемент |
| Массовая доля железа | 0,5 | Атомно-абсорбционный | % | Ограничение примеси |
| Температура плавления | 620–650 | Дифференциальная сканирующая калориметрия | C | Интервал солидус–ликвидус |
| Плотность | 2,85–2,95 | Гидростатическое взвешивание | г/см | При 20 C |
| Масса чушки | 4–6 | Взвешивание | кг | Допуск 0,5 кг |
Условия хранения и транспортировки
Чушки ЦА10 хранят в сухих закрытых складских помещениях на деревянных поддонах или металлических стеллажах. Допускается хранение под навесом при условии защиты от прямого попадания атмосферных осадков. Транспортировка осуществляется железнодорожным и автомобильным транспортом в крытых вагонах или контейнерах. При длительном хранении на поверхности чушек возможно образование оксидной плёнки толщиной до 0,05 мм, которая не влияет на технологические свойства материала и удаляется при расплавлении.
Вопросы и ответы
Какая температура расплава оптимальна для введения чушки ЦА10?
Рекомендуемая температура введения — 700–750 C. При более низких температурах увеличивается время растворения, при перегреве свыше 800 C возможен повышенный угар цинка.
Можно ли использовать чушки ЦА10 для легирования магниевых сплавов?
Да, но только после предварительной просушки при 120–150 C для удаления влаги. Введение влажной лигатуры в магниевый расплав может вызвать выброс металла.
Какой расход лигатуры требуется для получения содержания цинка 2 % в сплаве?
При содержании цинка в лигатуре 10 % расход составит примерно 20 кг на тонну расплава. Точный расчёт выполняется с учётом угара цинка, который составляет 3–5 %.
Допускается ли хранение чушек ЦА10 на открытых площадках?
Кратковременное хранение под навесом допустимо, но длительное воздействие атмосферной влаги приводит к образованию гидроксидной плёнки, увеличивающей газонасыщенность расплава при плавке.
