Литейные сплавы медно цинковые

Вот смотришь на эти ГОСТы по латуням — вроде бы всё прописано, а как начнёшь литьё, так вылазит либо пористость, либо трещины по границам зёрен. Многие думают, что раз медь с цинком — значит, просто плави да заливай. А на деле тут каждый процент цинка влияет на усадку, каждый перегрев выше 950°С ведёт к выгоранию цинка, и потом вместо сплава получается губка.

Что мы вообще льём из латуней

У нас в ООО ?Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии? чаще всего идут заказы на ЛЦ40Сд — для арматуры, где нужна и прочность, и стойкость к морской воде. Но вот ЛЦ16К4 — та ещё головная боль: если не выдержать скорость охлаждения, кремний даёт ликвацию, и деталь на излом как песочное печенье.

Как-то раз пришлось переливать партию из оловянной латуни — заказчик требовал минимальное содержание свинца. Вроде бы по химии всё сошлось, а при механичке выяснилось, что стружка не ломается, а тянется. Оказалось, без свинца резать почти невозможно — пришлось объяснять, что экология экологией, но без свинцовых включений обрабатываемость падает в разы.

С бериллиевой бронзой, кстати, та же история — её часто путают с латунями из-за цвета, но там совсем другие температуры литья и риски испарения бериллия. Мы в цеху с ней работаем только под вытяжками, хотя заказчики иногда недоумевают, зачем такие меры.

Проблемы с газопоглощением и как мы с ними боремся

Цинк — тот ещё провокатор. При перегреве начинает испаряться, и в расплаве образуются пузыри. Раньше думали, что флюсы на основе буры решат всё, но они часто дают шлаковые включения в толще отливки. Сейчас экспериментируем с продувкой азотом через керамические диффузоры — вроде бы пористость снизили на 15%, но всё равно есть риск переохлаждения расплава.

Однажды попробовали добавить в шихту лом бескислородной меди — думали, улучшим жидкотекучесть. Ан нет — без кислорода цинк ещё активнее улетучивается. Пришлось возвращаться к стандартной катодной меди с контролем примесей.

Самое противное — когда газопоглощение маскируется под усадочную раковину. Как-то раз для ответственной детали использовали ЛЦ23А6 — вроде бы всё по технологии, а при рентгене вышли поры в теле отливки. Спасло только то, что вовремя перешли на вакуумирование — но это уже совсем другие деньги, не каждый заказчик потянет.

Про геометрию отливок и пресловутую усадку

Вот смотри — для тонкостенных деталей типа теплообменников берём ЛЦ30А3, а для массивных втулок — ЛЦ40С. Но если в первом случае усадка компенсируется за счёт формы, то во втором без холодильников не обойтись. Как-то раз сделали опоку без расчёта усадочных прибылей — получили трещину по всей высоте отливки.

С алюминиевыми латунями вообще отдельная песня — они дают меньшую усадку, но склонны к образованию горячих трещин. Пришлось разрабатывать ступенчатый режим охлаждения, особенно для деталей с перепадом сечения больше 1:3.

Кстати, про нестандартные профили — у нас на сайте lianxin-metal.ru как-раз есть примеры, как мы лили латунные направляющие сложной формы. Там пришлось комбинировать песчаные формы с металлическими холодильниками — и всё равно в местах сопряжения оставались риски. В итоге доработали технологию, добавив локальный подогрев в зонах повышенного напряжения.

Чем грешим в повседневной работе

Признаюсь, иногда упрощаем технологию — когда срочный заказ, не всегда успеваем делать полный спектральный анализ каждой плавки. Бывало, путали марки ЛЦ38Мц2С2 и ЛЦ40С — внешне почти не отличить, а при эксплуатации в агрессивной среде первая начинает межкристаллитную коррозию.

Ещё одна беда — это лом неизвестного происхождения. Как-то взяли партию якобы латунного скрапа, а там оказалась медь с примесью свинца. В итоге отливки пошли в брак — свинец дал красноломкость, хотя по химсоставу вроде бы всё было в допуске.

Сейчас стараемся работать только с проверенными поставщиками, но даже там случаются косяки — то цинк с повышенным содержанием кадмия, то медные катоды с остатками электролита. После нескольких таких случаев ввели обязательную прокалку шихты перед плавкой — хоть и удорожает процесс, зато стабильность выше.

Что в итоге получается

Если подводить черту — литейные сплавы медно-цинковые это не про 'расплавил и залил', а про постоянный контроль каждого параметра. От температуры расплава до скорости заливки в форму — всё влияет на конечный результат.

Сейчас вот осваиваем литьё под давлением латунных компонентов для электротехники — там свои нюансы с газонепроницаемостью. Пока получается неидеально, но уже есть прогресс по сравнению с прошлогодними образцами.

Коллеги из отдела контроля качества иногда шутят, что мы не литейщики, а алхимики — столько всего приходится учитывать. Но без этого никак — современные требования к деталям растут, и простыми латунями уже не обойтись. Приходится комбинировать, экспериментировать, а иногда и возвращаться к старым проверенным методам — вроде отжига в защитной атмосфере для снятия напряжений.