Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 0

Цветные металлы и их сплавы

Область применения

Все вышеперечисленные характеристики позволили ЦАМ получить широкое распространение в разного рода производстве. Среди них выделяются следующие:

  • Наибольшее применение ЦАМы получили в сфере автомобилестроения. Из них производят тонкостенные корпуса карбюраторов и насосов, решетки радиаторов и элементы гидравлического тормоза.
  • Подшипниковая промышленность использует сплав как материал для изготовления подшипников скольжения и монометаллических вкладышей.
  • В текстильном производстве, по причине способности сплавов хорошо передавать сложные оттенки, изготовляют застежки на молнии, кнопки и пуговицы.
  • В пищевой промышленности сплав можно встретить в качестве материала деталей холодильников, посудомоечных машин и прочей бытовой техники.
  • Из ЦАМ производят спусковой механизм стрелкового оружия.
  • Дверная фурнитура: ручки, петли, элементы замков и прочее.
  • Рыболовные снасти: катушки, элементы удочек и т.д.
  • Все чаще можно встретить ЦАМ в часовых механизмах.
  • Всевозможная сувенирная продукция и игрушки.

Коррозия цинка в воде

Коррозия цинка в воде наблюдается при температуре выше 55 °C. С повышением температуры скорость коррозии увеличивается, максимум наблюдается при температуре 70  °C. После этого разрушение металла проходит очень медленно. Это связано с образованием в воде на поверхности цинка продуктов коррозии. При температурах до 55 °C и выше 90 – 95 °C продукты коррозии обладают достаточно высокими защитными свойствами, образуя на поверхности  плотную сплошную пленку.  Максимальная скорость   коррозии цинка объясняется образованием рыхлой пленки, состоящей с Zn(OH)2, которая не имеет хороших защитных свойств, т.к. легко отслаивается.

В нейтральных растворах коррозия цинка проходит с кислородной деполяризацией.

В морской воде цинковое покрытие стали можно назвать достаточно эффективным. За год расходуется около 0,03 мм цинка. Срок службы цинкового покрытия, толщиной 0,13 мм составляет около 4 – 5 лет, что достаточно много для такой агрессивной среды. Для алюминия и его сплавов, находящихся в морской воде, цинк является протектором.

Для уменьшения скорости коррозии цинка в водной среде применяют следующие ингибиторы:  кремненатриевую и двухромовонатриевую соль, гексаметафосфат натрия, ланолин, буру.

Преимущества холодного цинкования

Когда традиционные способы покрытия слоем цинка металла сопряжены с трудностями, прекрасной альтернативой станет холодное цинкование — покрытие металла цинксодержащим составом. Подобная обработка формирует слой, антикоррозионные свойства которого почти не уступают характеристикам покрытий, полученных другими способами.

Наиболее значимые преимущества:

  • Используемая краска имеет хорошую адгезию и в отношении к поверхности обрабатываемого изделия, и в отношении покрытия иного типа.
  • Холодным методом оцинковываются конструкции с любой геометрией.
  • Не требуется серьезных финансовых затрат при подготовке к обработке.
  • Металлические детали, оцинкованные по данной технологии, хорошо свариваются.
  • Состав может наноситься в домашних условиях краскопультом, малярным валиком или даже обычной кистью.
  • При таком покрытии не требуется демонтаж подлежащей обработке конструкции и транспортировка ее к месту выполнения работ.

Еще одно значимое преимущество — в возможности осуществления процесса в довольно широком температурном интервале: от -20 до +40 °C .

Защитный цинковый слой получается недостаточно устойчивым к механическим повреждениям, и это можно отнести к недостаткам метода. Однако с учетом того, что поврежденное покрытие всегда можно восстановить с помощью состава для цинкования, этот минус можно считать незначительным.

Вреден ли цинковый сплав в бижутерии – , . — stalevar.net , , , ,

Все больше покупателей во всем мире обращают внимание на содержание в бижутерии опасных металлов — прежде всего свинца и никеля. В некоторых странах, в США, в нескольких Европейских странах — бижутерия подлежит обязательной сертификации и проверке, продажа украшений, содержащих свинец, строго ограничивается

Чем же опасно содержание свинца в бижутерии, и можно ли в Китае гарантированно купить бижутерию без содержания свинца?

Чем опасно содержание свинца в бижутерии?

Свинец — токсичный металл. При попадании в организм он негативно воздействует на печень, почки, мозг, накапливается в костях и зубах — откуда может позже снова высвобождаться. Минимального безопасного содержания свинца в организме — не существует.

Наиболее опасен для беременных (так как воздействует на плод) и для детей младше шести лет. У детей с повышенным содержанием свинца в организме могут произойти задержки в развитии, проблемы с поведением, может быть нанесен урон нервной системе, вызывает судороги, и даже смерть при высокой концентрации. 

Урон, нанесенный нервной системе и развитию мозга ребенка в следствие отравления свинцом — необратим. Высокий уровень свинца в организме беременной может привести к выкидышам, преждевременной смерти плода и другим последствиям.

Цинковый сплав вреден ли? — kisstyle.ru

Давайте разберемся подробнее, какие сплавы используются в бижутерии. При изготовлении современных ювелирных украшений и бижутерии используется целый ряд сплавов различных металлов с добавлениями тех или иных компонентов, все такие сплавы, как правило, обозначаются производителями как «ювелирный сплав».

В современных ювелирных сплавах уже не используется никель – ведь именно его высокое содержание в сплаве, из которого изготовлено украшение, или покрытие из никеля вызывают аллергию.

Вторая часть нашего рассказа о ювелирных сплавах, которые используются для изготовления ювелирных украшений и бижутерии, которые можно купить в нашем магазине, посвящена сплавам на основе цинка. Чаще всего производители указывают в качестве материала «цинковый сплав».

Один из самых распространенных сплавов подобного рода – латунь. Это сочетание цинка и меди с добавлением других металлов и компонентов.

Иногда в качестве отдельного ювелирного сплава выделяют такую разновидность латуни, как томпак – этот сплав очень пластичен и не подвержен коррозии, благодаря чему очень популярен для изготовления украшений.

Также термином «цинковый сплав» производители украшений и бижутерии обозначают сочетание цинка, алюминия и меди. Часто этот сплав своим внешним видом имитирует серебро, поэтому и находит такое широкое применение в изготовлении украшений и бижутерии, которые сочетают в себе прекрасный дизайн и доступную стоимость.

Нина Скалько

www.kisstyle.ru

Цинковый сплав: виды, состав, в бижутерии

Судя по археологическим находкам, сделанным на территории Индии, Китая и Греции, человечество применяет цинк для производства различных изделий примерно с 7 века. Инструменты, украшения и даже оружие изготавливались с использованием цинковых сплавов, но отделять цинк от примесей люди научились только 300 лет назад. В металлической руде содержание цинка менее 5%.

Обезводороживание

Гальванические покрытия на поверхности деталей могут затруднять обезводороживание, изменяя скорость процесса рекомбинации адсорбированных атомов водорода Яадс Яадс — Н2 ( аде) и перехода молекул водорода в газовую фазу. Наиболее сильно затрудняет удаление водорода цинк, несколько меньше кадмий, еще меньше хром и никель. В этой связи для обезводорожнвания деталей из высокопрочных сталей с гальваническими покрытиями нужно более продолжительное время, чем для обезводорожи-вания деталей без покрытий после их травления.

Кроме того, для деталей из высокопрочных сталей по сравнению с деталями из сталей средней прочности нужно добиваться более полного удаления водорода, находящегося в твердом растворе.  

В paciBOpe № 5 допускается хрома-тировакпс до обезводороживания. После хроматировання оцинкованные и кадмированные детали промывают в холодной соде и сушат обдувкой сжатым теплым воздухом. В процессе сушки хроматные пленки уплотняются.

В растворе № 5 допускается хроматирование до обезводороживания. После хроматирования оцинкованные и кадмпрованные детали промывают в холодной воде и сушат обдувкой сжатым теплым воздухом. В процессе сушки хромагпые пленки уплотняются.  

В растворе № 5 допускается хроматированне до обезводороживания.

После хроматирования оцинкованные и кадмпрованные детали промывают в холодной воде и сушат обдувкой сжатым теплым воздухом.

В процессе сушки кромагпые пленки уплотняются.  

После удаления хрома со стальных деталей необходимо проводить обезводороживание в течение 2 — 2 5 ч при 200 — 250 С.  

Следовательно возникает вопрос, как поступить при необходимости обезводороживания оцинкованных или кадмированных предметов, когда нужен нагрев до 150 — 200 С.

В этих случаях нормальные процессы кадмирования болтов и последующего обезводороживания также не вызывают замедленного разрушения.  

Раствор № 3 предназначен для деталей, подвергаемых обезводороживанию после пассивирования; раствор № 4 — для одновременного пассивирования и осветления ( в растворе можно обрабатывать детали ка подвесках и в бара-банах); раствор № 5 — для получения светлой пассивной пленки.

Детали после обработки в растворе № 5 промываются проточной холодной водой и затем осветляются погружением на 1 — 2 мин в раствор тринатрийфосфата при комнатной температуре.

Свойства цинковых сплавов

Отмечаются отличные литейные свойства сплавов. Благодаря высокой пластичности в горячем виде, металлы используют для отливок деталей, имеющих сложную форму, глубокие полости, резьбу и тонкой толщины стенки. Они не прилипают к пресс-форме, потому что не вступают в реакцию с железом. Литые детали имеют высокую точность и чистую поверхность. Сплавы обладают отменными механическими свойствами: достаточным пределом прочности, твердостью и хорошо обрабатываются. Их можно паять и сваривать.

Из недостатков следует отметить склонность к старению, большую плотность и коррозию. При использовании цинковых сплавов происходит их естественный процесс старения, в результате детали уменьшаются в размерах. Самая большая усадка происходит в первые 5 недель, а последующая – на протяжении очень длительного периода времени. Для компенсации размеров деталей их подвергают термической обработке – отжигу. Для уменьшения коррозии в сплавах ограничивают содержание магния до 0,1 %. Для увеличения долговечности деталей их подвергают защитным покрытиям: никелируют, хромируют, кадмируют.

Цинковые антифрикционные сплавы

Антифрикционные сплавы, содержащие в своём составе цинк, медь и алюминий, являются наиболее распространёнными и востребованными. Они применяются в литом и деформированном состоянии (прессованном или прокатном).

Отличительная особенность цинково-алюминиево-медных сплавов состоит в их высоких антифрикционных показателях наряду с достаточной прочностью в условиях комнатной температуры. Это позволяет применять такие сплавы (вместо бронзы) в узлах трения, где температура не превышает 80—100°С. В случае повышения температуры происходит размягчение сплавов, вследствие чего они намазываются на вал. Различают следующие марки сплава: ЦАМ9-1,5 в ЦАМ10-5.

Устанавливая величины зазора в подшипнике, следует учитывать высокий коэффициент линейного расширения сплавов из цинка.

Цинковые антифрикционные сплавы служат для изготовления литых монометаллических и биметаллических деталей, сплавы марки ЦАМ10-5 – для изготовления проката.

В процессе производства литых деталей на практике обычно используются чушковые сплавы или сплавы, изготовленные их первичных материалов. Изготовление таких сплавов происходит посредством литейного производства и переплава. Для получения качественного результата плавка должна быть проведена под древесно-угольным слоем. Хлористый аммоний, составляющий 0,1-0,2% от общей массы плавки выступает в качестве флюса. В случае загрязнённой шихты необходимо увеличить количество аммония.

Цинковые антифрикционные сплавы следует отливать при температуре 440-470°С. Если металл перегреть сильнее, чем на 480°С, произойдёт насыщение расплава газами.

Для получения монометаллических литых деталей применяется отливка в землю, литьё под давлением, центробежный способ, а также отливка в кокиль. Разрабатывая технологию отливки, необходимо иметь ввиду, что для сплавов марок ЦАМ9-1,5 и ЦАМ10-5 характерно образование горячих трещин, таким образом формы, которые создают трудную усадку, не должны иметь место в процессе изготовления.

Если необходимо отлить детали сложной конфигурации, вызывающие затруднения отливки в кокиль, то целесообразнее использовать литьё в землю. Это объясняется тем, что литые детали, полученные отливкой в землю, характеризуются укрупнённым размером зёрен и большим количеством пор, в сравнении с деталями, полученными кокильным литьём.

В процессе центробежного литья (скорость литья составляет 2—2,5 кг/с, линейная скорость на периферии — 6—8 м/с) существует большая вероятность получения зоны столбчатых кристаллов, обладающих пониженными механическими свойствами. Увеличение скорости приводит к тому, что структура становится мелкозернистой, при этом структурная составляющая сплава, содержащая алюминий, заметно ликвидируется

Ввиду этого центробежное литьё необходимо применять с большой осторожностью, если речь идёт об изготовлении важных деталей

Заливка сплава на сталь, протекающая через подслой цинка в чистом виде, используется для изготовления биметаллических деталей, которые состоят из стали и цинкового антифрикционного покрытия. Стальная поверхность подвергается протравливанию и обезжириванию, вследствие чего образуется прочное соединение. Флюсование проходит при температуре флюса не более 150°С. После него стальное основание подогревается и оцинковывается. В цинковую ванну, содержание железа в которой должно быть не больше 0,5%, добавляют алюминий в количестве 0,5%. Завершающий этап изготовления – установка основания в форму и заливка сплавом.

Изготовление деталей из проката способствует повышению коэффициента использования металла. Процессы вырубки и штамповки сплава ЦАМ10-5 целесообразнее проводить при высоких температурах (100—150° С), обеспечивающих пластичность этой марке сплавов. Сплав ЦАМ9-1,5 для качественной обработки не требует повышенных температур (обработка вхолодную). При этом биметаллический прокат, содержащий обе марки сплавов, легко поддаётся обработке вхолодную. Изделия из деформированных сплавов могут быть использованы при более тяжёлых условиях, поскольку их усталостная прочность превышает прочность литых сплавов.

Работая совместно со стальным валом и цинковым сплавом, твёрдость стального вала не должны быть ниже НВ 300. Сплавы из цинка характеризуются слабым сопротивлением усталостным напряжениям, если осуществляется воздействие больших изгибающих усилий. Поэтому, если такая возможность существует, в конструкции монометаллических трущихся деталей необходимо избегать резких переходов, бортов и т.п.

Иные сферы применения цинка

Помимо оцинкования, металл применяется и в других сферах промышленности.

  1. Цинковые листы. Для производства листа выполняется прокатка, в которой важна пластичность. Это зависит от температурного режима. Температура в 25 °С дает пластичность только в одной плоскости, что создает определенные свойства металла. Тут главное для чего изготавливается лист. Чем выше температура, тем тоньше получается металл. В зависимости от этого идет маркировка изделия Ц1, Ц2, Ц3. После этого из листов создаются различные изделия для автомобилей, профиля для строительства и ремонта, для полиграфии и так далее.
  2. Цинковые сплавы. Для улучшенных свойств металлических изделий, добавляется цинк. Данные сплавы создаются при высоких температурах в специальных печах. Чаще всего производятся сплавы из меди, алюминия. Данные сплавы применяются для производства подшипников, различных втулок, которые применимы в машиностроении, судостроении и авиации.

В домашнем обиходе оцинкованное ведро, корыто, листы на крыше – это норма. Применяется цинк, а не хром или никель. И дело не только в том, что оцинкование дешевле, чем покрытие другими материалами. Это наиболее надёжный и продолжительный по службе эксплуатации защитный материал нежели, хром или другие применяемые материалы.

В итоге – цинк наиболее распространенный металл, применяемый широко в металлургии. В машиностроении, строительстве, медицине – материал применим не только как защита от коррозии, но и для увеличения прочности, продолжительного срока эксплуатации. В частных домах оцинкованные листы защищают крышу от осадков, в зданиях выравниваются стены и потолки гипсокартонными листами на основе оцинкованных профилей.

Практически у каждой хозяйки в доме есть оцинкованное ведро, корыто, которым она пользуется длительное время.

Сплавы горячего цинкования

Сплавы горячего цинкования

ООО «Урал-Олово» изготавливает сплавы горячего цинкования по ТУ заказчика:

Изготовление цинк-алюминиевых сплавов является одним из основных направлений производственной деятельности ООО “Урал-Олово”.

Цинк-алюминиевые сплавы на основе цинка

Сплав ЦА – это сплав цинк-алюминий (zinc-aluminum alloy grades: ZnAl)

Цинк — алюминиевые сплавы используются для горячего оцинкования.

Жидкотекучесть этого сплава позволяет отливать детали сложной формы с тонкими стенками. ООО “Урал-Олово” изготавливает следующие марки цинк-алюминиевых сплавов:

Марки: ЦА0, ЦА015, ЦА03, ЦА04, ЦА1,2, ЦА4, ЦА5, ЦА10, ЦА12 Grades: ZnAl0, ZnAl015, ZnAl03, ZnAl04, ZnAl1,2, ZnAl4, ZnAl5, ZnAl10, ZnAl12

ООО “Урал-Олово” имеет возможность изготовления любых цинк-алюминиевых сплавов, и по требованию заказчика, при предоставлении ТУ/ТЗ — может изготовить сплав ЦА с необходимым содержанием цинка, алюминия и других примесей.

Возможность изготовления любых цинк-алюминиевых сплавов подчеркивает наличие на производственной площадке собственной стационарной сертифицированной спектральной лаборатории, с настроенными на государственных стандартных образцах методиками сплавов горячего цинкования, калибровка которых проходит строго каждые шесть месяцев, а так же высоко квалифицированному персоналу с большим опытом работы с данными сплавами и современными высокотехнологичными печами с возможностью производства до 250 тонн сплава при максимальной загрузке в месяц.

Стандартный размер: 400х200х50

Вес чушки: 19-27кг

Возможно изготовление сплава горячего цинкования в виде блоков массой 500кг и 1000кг. Допускаемые отклонения по массе блоков ±10%.

Химический состав:

Массовая доля, %Марка цинк — алюминиевого сплава
ЦА0ЦА03ЦА04ЦА10
ЦинкОстальноеОстальноеОстальноеОстальное
Алюминийот 0,25 до 0,35от 0,36 до 0,45от 9,5 до 10
Свинецот 0,1 до 0,2от 0,1 до 0,2от 0,1 до 0,2от 0,1 до 0,2
Железо0,010,010,010,018
Кадмий0,010,010,010,01
Медь0,0020,0020,0020,002
Олово0,0010,0010,0010,001
Мышьяк0,00050,00050,00050,0005

Примечание:

Содержание алюминия, свинца, железа, или отдельных примесей в сплаве может быть изменено поставщиком по уведомлению и согласованию с заказчиком, либо по требованию заказчика. При этом содержание цинка, соответствующее определенной марке сплава, должно быть увеличено либо уменьшено в соотношении по величине содержания легирующих компонентов или примесей.

Алюминиево-цинковые сплавы на основе алюминия

Алюминий-цинковые сплавы используются для горячего оцинкования.

ООО “Урал-Олово” изготавливает следующие марки алюминиево-цинковых сплавов:

Марка: ЦА50, ЦА80

Grades: ZnAl50,ZnAl80

С возможность изготовления любых алюминиево-цинковых сплавов, и по требованию заказчика, при предоставлении ТУ/ТЗ — может изготовить сплав ЦА с необходимым содержанием алюминия, цинка и других примесей.

Стандартный размер: 400х200х50

Вес чушки: 19-27 кг

Возможно изготовление сплава горячего цинкования в виде блоков массой 500 кг и 1000 кг. Допускаемые отклонения по массе блоков ±10%.

Цинковый-оловянно-сурьмянистый сплав на основе цинка

ООО “Урал-Олово” изготавливает следующую марку цинк-олово-сурьмянистого сплава:

Марка: ЦОСу10-10

Grades: ZnSnSb10-10

Сплав ЦОСу10-10 это сплав цинка олова и сурьмы(цинк – основа, олово 10%, сурьма 10%)

С возможность изготовления любых цинк-олово-сурьмянистых сплавов, и по требованию заказчика, при предоставлении ТУ/ТЗ — может изготовить сплав ЦОСу с необходимым содержанием цинка, олова, сурьмы и других примесей.

Стандартный размер: 400х200х50

Вес чушки: 19-27кг

Возможно изготовление сплава горячего цинкования в виде блоков массой 500кг и 1000кг. Допускаемые отклонения по массе блоков ±10%.

Цинк-сурьмянистый сплав на основе цинка

ООО “Урал-Олово” изготавливает следующую марку цинково-сурьмянистого сплава:

Марка: ЦСу4

Grades: ZnSb4

Сплав ЦСу4 это сплав цинка с сурьмой (цинк- основа, сурьма 4%)

С возможность изготовления любых цинк-сурьмянистых сплавов, и по требованию заказчика, при предоставлении ТУ/ТЗ — может изготовить сплав ЦСу с необходимым содержанием цинка, сурьмы и других примесей.

Стандартный размер: 400х200х50 Вес чушки: 19-27кг

Возможно изготовление сплава горячего цинкования в виде блоков массой 500кг и 1000кг. Допускаемые отклонения по массе блоков ±10%.

3 Обзор составов для холодного цинкования

На сегодняшний день создано немало композиций, которые позволяют выполнять качественное и эффективное холодное цинкование. Обо всех существующих ныне составах мы, конечно же, не сможем рассказать, но самые распространенные и популярные опишем далее.

Начнем обзор с антикоррозионной композиции Гальванол, которая оптимально подходит для защиты внутренних и наружных частей металлоконструкций и оборудования промышленного назначения. Данный жидкий состав является однокомпонентным раствором очень чистого электролитического цинка, к которому в незначительных количествах добавлены специальные связующие компоненты и летучие соединения.

Гальванол полностью соответствует требованиям ГОСТ, характеризуется стопроцентным защитным влиянием на поверхность обработки и хорошей адгезией к черным металлам, быстротой и легкостью нанесения. Его можно использовать при температуре воздуха от -30 до +50 градусов, наносить на открытые ржавые участки (при условии, что ржавчина прочно держится на поверхности изделия). Допускается выполнять обработку при повышенной влажности.

Достоинством Гальванола, который выпускается с учетом требований ГОСТ, является то, что он остается устойчивым в атмосфере этилового спирта, в растворах солей, в морской и пресной воде. Кроме того, состав одновременно обеспечивает барьерную (то есть сугубо пассивную) и катодную (то есть активную) антикоррозионную защиту.

Для защиты от коррозии гидросооружений, емкостей для нефтепродуктов и горючего, дорожных ограждений, резервуаров и труб для снабжения горячей и холодной водой, опор ЛЭП, железнодорожных и автомобильных сооружений, промышленных конструкций часто используется состав Цинотан. Обычно его применяют в комплексных защитных системах с виниловыми и полиуретановыми материалами, как надежный грунтовочный слой. Хотя и в качестве отдельного защитного покрытия он показывает отличные результаты в промышленной сильнозагрязненной атмосфере и соленой воде.

С Цинотаном можно работать практически в любых климатических зонах нашей страны (класс размещения объектов по ГОСТ 15150). Именно по этой причине композиция не один десяток лет используется грандами отечественной экономики – Российскими железными дорогами, Госстроем, Газпромом и многими другими не менее известными корпорациями.

Другие известные антикоррозионные «холодные» композиции:

  • Мастер АК-100: высокоэффективный состав для защиты элементов и агрегатов кузовов транспортных средств, разнообразных строительных сооружений из металла, мостов, линий электропередач;
  • ЦВЭС: цинксодержащее покрытие (связка на основе этилсиликата плюс цинковый порошок высокого уровня дисперсности), рекомендованное для нанесения на конструкции из обычной и высоколегированной стали;
  • Цинотерм: кремнийорганический раствор, может использоваться в комплексе с меламиновыми, перхлорвиниловыми и эмалевыми ЛКМ;
  • Цинконол: цинконаполненная полиуретановая грунтовка, характеризующаяся повышенной термической стойкостью и эластичностью, стойкостью к воздействию морской воды, нефти и масел, паров щелочей и газов.

Особенности получения цинка ЦАМ4-1

Особенности получения цинка ЦАМ4-1: марка относится к сплавам системы Zn-Al-Cu. К промышленным сплавам этой системы также относятся сплавы ЦАМ4-3, ЦАМ10-5, ЦАМ9-4,5. Сплавы типа ЦАМ при плавке в тигельных печах готовят следующим образом.

В тигель, предварительно очищенный и разогретый до 400—500 °С, или в печь, подогретую до 500—600 °С, загружают примерно 2/3 необходимого по расчету количества цинка, алюминиево-медную лигатуру (50 % А1 и 50 % Си), а также чистые алюминий и медь в количествах, определяемых расчетом шихты в зависимости от марки сплава. Шихту засыпают хорошо прокаленным древесным углем. По мере расплавления загруженной части шихты сплав перемешивают, и при температуре 480—500 °С догружают остальной частью цинка (1/3 от общего количества). Непосредственно перед разливкой в расплав вводят магний с помощью дырчатого колокольчика.

Готовый сплав при 470—490 °С рафинируют хлористым цинком или хлористым аммонием (0,1-0,2 % от массы шихты). После отстаивания и удаления с поверхности расплава шлака сплав направляют на разливку.

Плавку ведут при 470-500 °С. Сплавы цинка, в которых основным легирующим компонентом является медь (ЦАМ4-3, ЦАМ10-5), допустимо выплавлять при более высоких температурах (500-550 °С).

Состав сплава ЦАМ

Это разновидность цинкового сплава, основными легирующими элементами которого является алюминий и медь. Сама аббревиатура ЦАМ расшифровывается как цинк-алюминий-медь. Цифры, указанные после названия сплава, обозначают процентное содержание металлов. Так обозначение ЦАМ 4-1 говорит, что сплав включает в себя пр  имерно 4% алюминия, 1% меди и 95% цинка. Также ЦАМ всегда содержат в своем составе небольшое количество (до 0,1%) магния.

Цинк представляет собой пластичный металл серебристого цвета и белого оттенка. Достаточно хрупок. Отличается пониженной температурой плавления, высокой жидкотекучестью и низкой стоимостью. Является основой для ЦАМ.

Алюминий сокращает растворимость железа в сплаве, что благоприятно воздействует на механические и литейные характеристики ЦАМа. Помимо этого, алюминий уменьшает влияние зональной ликвации. Способствует измельчению зерна.

Медь вводят в сплав с целью увеличения его прочностных характеристик. Один процент меди повышает значение твердости ЦАМ примерно на 7%. Обратной стороной данного легирования является ухудшение коррозионностойких и пластичных свойств сплава.

Магний – компонент, отвечающий за сдерживание ЦАМом зарождения очагов коррозии, включая самую худшую ее разновидность – мелкозернистую. Также он замедляет процессы старения в сплаве. Чрезмерное легирование ЦАМа магнием (свыше 0,1%) приводит к ухудшению пластичности, прочности и появлению признаков красноломкости.

Помимо основных элементов сплав включает в себя компоненты, отрицательно влияющие на его свойства – вредные примеси. Причиной этому служит несовершенство технологии выплавки и чистота применяемой шихты. Наиболее часто встречаемые примеси – это:

  • Олово (до 0,001%).
  • Свинец (до 0,007%).
  • Кадмий (до 0,003%).
  • Железо (до 0,1%).

Попадание данных металлов с ЦАМ приводят к снижению механических характеристик, жидкотекучести и повышает склонность к образованию трещин.

Металлургия предлагает свыше 25 разновидностей ЦАМа, но наибольшее распространение среди них получили такие марки как:

  • ЦАМ 4-1 ГОСТ 19424-97.
  • ЦАМ 4-3 ГОСТ 19424-97.
  • ЦАМ 9-1,5 ГОСТ 21438-95.
  • ЦАМ 10-5 ГОСТ 24438-95.

Физические свойства

Плотность ЦАМ равна 6700 кг\м3. Температура плавления колеблется в пределах 380-387 градусов в зависимости от марки сплава. Кипеть ЦАМ начинает при температуре в 710 С

Цинковый сплав хорошо проводит тепло. Коэффициент теплопроводности составляет 110 ВТ\м*К. Имеет незначительный коэффициент линейного расширения. При повышении температуры на 20 градусов длина бруска из ЦАМа увеличивается на 27,7 мкм.

Механические свойства

Прочность ЦАМ по своему значению сравнима с прочностными характеристиками стали 20. Временное сопротивление разрыву равно 245 МПа. Деформироваться начинает при нагрузке в 120 МПа. Твердость сплавов по шкале Бринелля составляет 95-100 единиц.

Пластичные свойства сильно зависят от количественного содержания легирующих элементов в составе. Исходя из их содержания относительное удлинение на растяжение может колебаться от 0,4 до 1,0%.

Химические свойства

Сплавы ЦАМ отличаются хорошей сопротивляемостью к образованию коррозии. Хотя обязательным условием при этом должно быть предварительное нанесение на их поверхность гальванических покрытий. Активно взаимодействует с большинством кислот и щелочей.

ЦАМы не вступают в химические реакции с такими химическими элементами как азот, углерод, водород, бор и кремний. Инертен к аммиачной среде при температуре до 480 градусов.

Технологические свойства

В зависимости от технологического назначения ЦАМ делятся на следующие категории:

  • Литейные сплавы. Сюда в первую очередь относят ЦАМ 4-1 и 4-3. Данные марки отличаются повышенными литейными свойствами. Значение их жидкотекучести и усадки позволяет получать тонкостенные (до 0,5 мм) отливки сложной формы. Основной способ изготовления таких заготовок – это литье под давлением.
  • Антифрикционные сплавы (ЦАМ 9-1,5 и 10-5) выделяются пониженным коэффициентом терния, чье значение достигает порядка 0,007 единиц.
  • Деформируемые сплавы ЦАМ обладают повышенной пластичностью и пониженной красноломкостью, что позволяет их обрабатывать давлением. Помимо этого, они также хорошо поддаются обработке резанием.

ЦАМы относятся к третьей группе свариваемости. Получить качественный сварной шов для данного сплава весьма проблематично Одним из таких вероятных способов является использование аргонодуговой сварки с медной или алюминиевой присадкой при постоянном токе.

Также одним из достоинств цинковых сплавов является возможность доводки поверхности. ЦАМы хорошо подаются полированию и не отличаются склонностью к образованию зазубрин и заусенцев.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации