Цинкові лігатури

Лігатури можут бути виготовлені безпосереднім сплавленням чистих металів, відновленням легуючого компоненту з його сполук (оксидів, хлоридів і ін.), електролізом розплавлених солей, методом порошкової металургії (змішуванням порошків металів і сплавів з наступним пресуванням). Метод безпосереднього сплавлення компонентів застосовується для виготовлення більшості лігатур, використовуваних при виробництві цинкових сплавів. Нижче наведені приклади виготовлення деяких лігатур методом безпосереднього сплавлення компонентів.

Лігатура цинк-марганець. Вихідні матеріали: цинк чушковий марки Ц0, Ц1, Ц2; марганець металевий марки MP00, МРО, MP1; хлористий калій; хлористий натрій; кріоліт.

Лігатури рекомендується готувати в індукційних електричних печах або в тигельних електропічах опору. Процес плавки протікає наступним чином. Спочатку в плавильний тигель завантажують чушковий цинк в кількості 2/3 від маси шихти. Після розплавлення і перегріву цинкового розплаву до 690-720 °С вводять невеликими порціями марганцю при постійному перемішуванні, попередньо подрібнивши його і змішавши з флюсом складу: КС1 40 %; NaCl 40%; Na₃AlF₆ 20%. Склад суміши марганець-флюс повинен відповідати співвідношенню 4:1, температура її перед введенням в розплав повина бути 180-250 °С.

Після суміши марганець-флюс в розплав завантажують решту (1/3) цинку, сплав перемушують на протязі 10-15 хв і піддають рафінуванню хлористим цинком, якого беруть 0,15-0,3 % від маси плавки.

Готову лігатуру після зяття з поверхні розплаву шлаку розливають при постійному перемішуванні в дрібні виливниці, підігріті до 150-200°С. Кожний злив плавки піддають хімічному аналізу на вміст в лігатурі марганцю.

Лігатура цинк-титан. В розплавлену і перегріту до 740-780 °С частину (2/3) цинку (марок Ц0 і Ц1) вводять невеликими порціями мілкороздроблений титан (губчатий титан різних марок — від ТГ100 до ТГ140). Перед введенням кожної черги порції титану розплав перемішують графітовою мішалкою. Після повного розчинення титану розплав ретельно перемішують, вводять решту (1/3) цинку і роблять рафінування лігатури хлористим цинком (0,1-0,3 % від маси шихти). Потім знімають шлак і при безперервному перемішуванні розливають лігатуру в підігріті виливниці шаром до 30 мм.

Лігатура цинк-кремній. В якості шихтових матеріалів застосовують цинк (Ц0, Ц1) і кристалічний кремній (KP0, КР1). Шихтові матеріали перед завантаженням в піч нагрівають до 100-150 °С; після розплавлення і перегріву до 740-780 °С частини цинку (2/3 від маси шихти) в розплав в декілька прийомів вводять кристалічний кремній у вигляді роздрібнених кусків розміром не більше 5-8 мм. Для поліпшення змочування цинковим розплавом кусків кремнію їх вводять в розплав невеликими порціями в суміші з хлористим цинком. Після розчинення останньої порції кремнію в розплав добавляють останню частину цинку. Потім лігатуру рафінують хлористим цинком (0,1-0,3% від маси шихти) і розливають по виливницям коротким широким струменем, не допускаючи перериву і розбризкування металу.

Лігатура в металургії застосовується достатньо широко. Вона представляє собою проміжний сплав, який у визначеній кількості містить легуючий метал. Потім її добавляють в розплав металу, щоб забеспечити необхідний хімічний склад, поліпшити технологічні і структурні властивості готової продукції.
Порівняно з застосуванням легуючих добавок використання лігатур значно зменьшує час плавки, поліпшує експлуатаційні властивості металу.
Для цинкових сплавів представлений широкий спектр лігатур для різних цілей, наприклад, лігатура цинк-титан (ZnTi), що використовується для зміцнення деформуємих цинкових сплавів.