Металлические чушки ЦА5: цинк-алюминиевый сплав для литья под давлением
Металлические чушки ЦА5 — товарная форма цинк-алюминиевого литейного сплава, соответствующего марке ЦА5 по ГОСТ 19424-97. Сплав относится к системе Zn–Al–Cu–Mg и предназначен для изготовления отливок методами литья под давлением, в кокиль и по выплавляемым моделям. Чушки отливают массой 8–25 кг с толщиной сечения 30–60 мм, что обеспечивает контролируемую кристаллизацию и однородность химического состава по объёму слитка.
Химический состав и структура
Основа сплава — цинк марки Ц0 или Ц1 (не менее 94 %). Легирующие компоненты: алюминий 4,0–5,0 %, медь 0,8–1,2 %, магний 0,03–0,06 %. Примеси железа, свинца, кадмия и олова ограничены на уровне 0,05–0,015 % каждая, поскольку Pb, Cd и Sn провоцируют межкристаллитную коррозию и снижают размерную стабильность отливок. Структура литой чушки — первичные дендриты -фазы (цинк) с эвтектикой Zn–Al и дисперсными включениями фазы MgZn, упрочняющей границы зёрен.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Условия |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 6,6–6,8 | г/см | ГОСТ 8.024 | 20 C |
| Температура плавления | 380–390 | C | ДТА | ликвидус |
| Предел прочности в | 240–280 | МПа | ГОСТ 1497 | литьё под давлением |
| Относительное удлинение | 1–3 | % | ГОСТ 1497 | 20 C |
| Твёрдость | 90–115 | HB | ГОСТ 9012 | после 5 сут |
| Температура заливки | 415–440 | C | термопара | литьё под давлением |
Технологические свойства
Сплав ЦА5 в чушках отличается узким интервалом кристаллизации — 380–390 C, что обеспечивает высокую жидкотекучесть и заполняемость тонкостенных полостей пресс-форм. Усадка составляет 1,1–1,3 %, что учитывается при проектировании литниковой системы и формообразующих вставок. Склонность к горячим трещинам низкая; сплав устойчив к образованию пористости при скорости впрыска 1,5–3,0 м/с и давлении прессования 20–40 МПа.
Расплав защищают от окисления и угара цинка покровным флюсом на основе хлоридов. Перегрев выше 450 C недопустим — возрастает насыщение расплава газом и образуется грубая структура. Чушки перед загрузкой в тигель подогревают до 100–150 C для удаления влаги и предотвращения выбросов металла.
Области применения
- Литьё под давлением корпусов топливной аппаратуры, карбюраторов, деталей насосов.
- Арматура запорно-регулирующих устройств систем водоснабжения и отопления.
- Элементы электротехнических изделий: клеммные колодки, экраны, крепёж.
- Детали бытовой техники и приборов с декоративным гальваническим покрытием.
- Узлы автомобильной светотехники, замков, стеклоподъёмников.
- Заготовки для последующей механической обработки на станках с ЧПУ.
Соответствие стандартам
- ГОСТ 19424-97 — сплавы цинковые литейные, марка ЦА5.
- ГОСТ 3640-94 — цинк марок Ц0, Ц1 для шихты.
- ISO 301 — Zinc alloy ingots for casting.
- ASTM B86 — Zinc alloy ingots, аналог Zamak 5.
Вопросы и ответы
Чем ЦА5 отличается от ЦАМ4-1?
ЦА5 содержит 4,0–5,0 % алюминия и 0,8–1,2 % меди, тогда как ЦАМ4-1 — 3,9–4,3 % Al и 0,7–1,1 % Cu. Повышенное содержание алюминия в ЦА5 увеличивает прочность и твёрдость, но незначительно снижает пластичность.
Какая температура заливки оптимальна для литья под давлением?
Рекомендуемый интервал — 415–440 C. При температуре ниже 415 C снижается жидкотекучесть и возможны недоливы; выше 450 C возрастает газонасыщение и угар цинка.
Допускается ли длительное хранение чушек на открытой площадке?
Хранение под навесом или в закрытом складе при влажности до 75 % не вызывает изменений состава. Длительный контакт с влагой приводит к образованию белого налёта гидроксида цинка, который удаляют перед плавкой.
Как контролируют химический состав партии чушек?
От каждой партии отбирают пробу для спектрального анализа на оптико-эмиссионном спектрометре. Содержание Pb, Cd, Sn и Fe проверяют отдельно, поскольку эти примеси лимитированы ГОСТ 19424-97.
