Металлические чушки ZnTi2.5: цинк-титановый сплав для литейного производства
Металлические чушки ZnTi2.5 — товарная форма цинкового сплава с регламентированным содержанием титана 2,3–2,7 % (номинал 2,5 %), выплавляемого по ГОСТ 3640 с легированием титаном. В отличие от нелегированного цинка марок Ц0, Ц1, Ц2, присутствие титана в расплаве обеспечивает модифицирование зерна и повышает сопротивление ползучести при рабочих температурах до 100 C. Чушки отливают в изложницы массой 20–25 кг с трапециевидным сечением для удобства штабелирования и механизированной загрузки в тигельные и индукционные печи.
Состав и металлургические особенности
Титан вводится в цинковый расплав в виде лигатуры ZnTi или титановой губки при температуре 550–600 C. Растворимость титана в цинке ограничена, поэтому избыток легирующего элемента выше 2,7 % приводит к выделению интерметаллида TiZn15 по границам зёрен и охрупчиванию отливок. Готовая чушка имеет однородную дендритную структуру без ликвационных зон; содержание примесей (свинец, кадмий, железо) нормируется на уровне первичного цинка.
- Титан (Ti) — 2,3–2,7 %
- Цинк (Zn) — основа, не менее 97 %
- Свинец (Pb) — не более 0,005 %
- Кадмий (Cd) — не более 0,003 %
- Железо (Fe) — не более 0,02 %
- Алюминий (Al) — не более 0,005 %
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Температура плавления | 418–425 | ДТА | атмосферное давление | C |
| Плотность | 7,10–7,15 | гидростатика | 20 C | г/см |
| Предел прочности | 180–220 | растяжение | литьё в кокиль | МПа |
| Твёрдость | 55–70 | Бринелль | 20 C | HB |
| Скорость ползучести | 0,8–1,2 | длительная нагрузка | 50 C, 30 МПа | %/1000 ч |
| Масса чушки | 20–25 | взвешивание | партия | кг |
Области применения
Сплав ZnTi2.5 востребован там, где требуется сочетание литейной технологичности цинка и повышенной размерной стабильности под нагрузкой. Основные направления:
- Литьё под давлением деталей узлов трения — втулки, вкладыши, подшипниковые корпуса насосного оборудования.
- Изготовление анодов для катодной защиты трубопроводов и резервуаров в системах водоснабжения.
- Производство комплектующих запорной арматуры, работающих при температурах до 90 C.
- Литьё корпусных деталей электротехнических изделий и низковольтной аппаратуры.
- Получение гранул и порошков для последующего переплава в литейных цехах.
Условия переработки
Загрузку чушек в тигельную печь ведут при температуре расплава 440–480 C; перегрев выше 520 C вызывает интенсивное окисление и угар титана. Для защиты зерна применяют флюсы на основе хлористого аммония. При литье под давлением температура пресс-формы поддерживается в диапазоне 180–220 C, давление впрыска — 15–25 МПа. Отливки подвергают естественному старению 24–48 ч для стабилизации размеров.
Вопросы и ответы
Чем ZnTi2.5 отличается от цинка марки Ц0?
Легирование титаном до 2,5 % снижает скорость ползучести в 3–5 раз при 50 C и модифицирует зерно, тогда как Ц0 — нелегированный цинк без модифицирующих добавок.
Какой максимальный перегрев допустим при плавке?
Рабочий интервал — 440–480 C. Превышение 520 C приводит к угару титана и выходу состава за пределы 2,3–2,7 %.
Применяется ли сплав для литья под давлением?
Да, при температуре формы 180–220 C и давлении впрыска 15–25 МПа. Сплав обеспечивает стабильное заполнение тонкостенных полостей.
Как контролируется содержание титана в партии?
Спектральным анализом каждой плавки; отбор проб — из середины слитка после затвердевания. Допуск по Ti — 2,3–2,7 %.
