ЦАМ10-5

Применение цинка ЦАМ10-5: экспериментальные исследования полунепрерывного литья сплава ЦАМ 10-5 с применением медного хромированного кристаллизатора размером 43x120x105 мм и с подачей воды на слиток показали принципиальную возможность применения полунепрерывного литья для получения цинковых слитков, пригодных для прокатки. Затруднений при литье не наблюдалось. Поверхность слитков длиной 1 м получалась гладкой и чистой; структура слитков - мелкозернистой и однородной; легирующие компоненты равномерно распределялись по сечению и по длине слитка.

Таблица 50. Распределение компонентов в крупногабаритном слитке сплава ЦАМ10-5, отлитом методом полунепрерывного литья (по данным Гуляева А.С.)

Экспериментальные исследования позволили также установить, что механические свойства слитков из сплава ЦАМ 10-5, полученных полунепрерывным методом, по сравнению со свойствами слитков, отлитых в изложницы наполнения, при практически одинаковых прочностных показателях имеют большую пластичность и вязкость. В результате дальнейших экспериментов были получены слитки из сплава ЦАМ 10-5 полунепрерывным методом на промышленном оборудовании. Слитки отливали в кристаллизатор размером 135x450 мм на установке тросового типа. Рубашка кристаллизатора была изготовлена из дюралюминия и обеспечивала подачу воды на слиток при выходе его из кристаллизатора. Для предотвращения накипания металла на рубашку ее стенки смазывали маслом "Вапор Т". Температуру металла в подводящем желобе поддерживали в пределах 450- 470°С. Скорость литья или скорость опускания поддона со слитком составляла около 4,5 м/ч. Слитки отливали длиной до 3,5 м; поверхность большинства слитков была без дефектов; ликвация легирующих компонентов по сечению и длине крупногабаритного слитка из сплава ЦАМ10-5 практически отсутствовала (табл. 50). Встречающиеся на поверхности слитков ликвационные наплывы имели химический состав, близкий к составу тройной эвтектики (7 % А1, 4 % Сu, остальное Zn).

При использовании слитков, полученных способом полунепрерывного литья вместо слитков, отлитых в горизонтальных изложницах, потери металла в стружку уменьшаются от 30 до 5 %. Благодаря большей вязкости сплава ЦАМ 10-5, отлитого полунепрерывным методом, улучшается обрабатываемость слитков.

В последнее время для получения сплошных цинковых слитков применяют метод вакуумного всасывания. Сущность этого способа литья заключается в следующем. Металлическую водоохлаждаемую форму-кристаллизатор нижней частью погружают на небольшую глубину в жидкий металл. При понижении внутри кристаллизатора давления расплав всасываетря (поднимается) внутрь формы на определенную высоту (в зависимости от степени вакуума) и затвердевает по всему сечению формы-кристаллизатора. Полученные заготовки идут для изготовления мелких вкладышей, упорных колец и т.п. При литье вакуумным всасыванием формирование литой заготовки происходит под вакуумом с отводом тепла от кристаллизующегося металла через стенки водоохлаждаемого кристаллизатора. Литые заготовки, полученные методом вакуумного всасывания, имеют столбчатую структуру и недостаточно высокую плотность центральных слоев.

Предельная высота подъема расплава в полости кристаллизатора при вакуумном всасывании определяется по формуле H_пред = 101,3 ^. 13,6/Р_pаспл, где Н_пред - предельная высота всасывания расплава в полость кристаллизатора, мм; 101,3 - среднее барометрическое давление, кПа; 13,6 - плотность ртути, г/см³; Р_распл ^- плотность цинкового расплава, г/см³.

Отсюда следует, что предельная (теоретическая) высота всасывания для отливок из цинковых сплавов составляет ~ 1500 мм.

Рабочий вакуум, необходимый для получения слитка заданной длины (l), можно определить по формуле р_раб = 101,3-lр_pаспл/13,6.

Для получения цинкового слитка длиной 1000 мм необходим вакуум 31,7 кПа, а для получения слитка длиной 1300 мм следует создать вакуум в 14,66 кПа.