Цинк ЦА4
| Марка: ЦА4 | Класс: Цинковый литейный сплав |
| Использование в промышленности: для литья под давлением деталей с устойчивыми размерами | |
| Химический состав в % сплава ЦА4 | ||
| Fe | до 0,05 | |
| Si | до 0,015 | |
| Al | 3,9 - 4,3 | |
| Cu | до 0,03 | |
| Pb | до 0,01 | |
| Mg | 0,03 - 0,06 | |
| Zn | 95,5 - 96,07 | |
| Sn | до 0,002 | |
| Cd | до 0,005 | |
| Свойства и характеристики: |
| Твердость материала: HB 10 -1 = 75 МПа | |
| Температура плавления, °C: 381 - 387 |
| Механические свойства сплава ЦА4 при Т=20oС | |||||||
| Прокат | Размер | Напр. | σв(МПа) | sT (МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
| | | | 250 | | 2.5 | | |
| Физические свойства сплава ЦА4 | ||||||
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | | 27.4 | | 6600 | | |
Особенности получения сплава ЦА4: марка относится к сплавам системы Zn-Al. К промышленным сплавам этой системы также относятся сплавы ЦА15 и ЦП1.
Цинковые сплавы плавят в тигельных (топливных и электрических) печах, а также в индукционных. Исходными материалами для приготовления сплавов ЦА служат чистые металлы: цинк ПВО, ЦВ, ЦО и Ц1, алюминий А95, А85, А8, А7, А6, А5, магний МГ90, МГ95. Учитывая склонность цинковых сплавов к межкристаллитной коррозии и растрескиванию вследствие присутствия в них даже небольших количеств свинца, кадмия и олова, необходимо для получения доброкачественного литья использовать наиболее чистые первичные материалы. Например, при легировании цинка марки ЦВО алюминием в количестве 0,5 % от массы шихты содержание железа в готовом цинк-алюминиевом сплаве будет зависеть от марки используемого алюминия.

На рис. выше показано изменение содержания железа в сплаве Zn-0,5 %А1 (сплав ЦП1) в зависимости от марки алюминия, причем, исходя из предельно допустимого содержания железа в сплаве ЦП1 (не более 0,001 %), в шихте можно использовать алюминий не ниже марки А85, если цинк взят марки ЦВО с содержанием железа до 0,001 %. Допускается использование в шихте отходов и возвратов собственного производства при условии строгого контроля содержания в них указанных примесей.
Сплавы типа ЦА при плавке в тигельных печах готовят следующим образом. Перед загрузкой шихты хорошо обмазанные или окрашенные тигли прогревают до 400-450 °С, а затем вводят примерно 2/3 необходимого по расчету количества цинка или отходов и возврата собственного производства. После расплавления и перегрева цинка до 460-480 °С вводят при перемешивании алюминий. По окончании растворения алюминия в расплав вводят оставшуюся часть цинка, а затем непосредственно перед разливкой вводят магний при помощи дырчатого колокольчика.
Готовый сплав, особенно если в шихту добавляют отходы и возврат собственного производства, 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 460-480 °С. Сплавы цинка, содержащие в качестве основного легирующего компонента алюминий, не следует перегревать выше 480 °С во избежание отклонений от химического состава и ухудшения свойств сплава вследствие излишнего окисления и газонасыщения цинкового расплава.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| sв | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |

