Цинковый сплав ЦАМ4-1

ЦАМ4-1 — литейный цинковый сплав системы Zn–Al–Cu, предназначенный прежде всего для литья под давлением ответственных деталей средней прочности. Основа — цинк, легирующие элементы — алюминий и медь. Именно сочетание хорошей жидкотекучести, низкой температуры плавления и приемлемых механических характеристик делает этот сплав востребованным в машиностроении, автомобильной, электротехнической и судостроительной промышленности.

Нормативная база: ГОСТ 25140-93 регламентирует марки цинковых литейных сплавов в отливках; ГОСТ 19424-97 — поставку сплава в чушках. Второе обозначение марки по ГОСТ 25140-93: ЦА4М1.

Расшифровка марки ЦАМ4-1

В аббревиатуре зашифрован качественный состав: Ц — цинк (основа), А — алюминий, М — медь. Цифры через дефис — номинальное содержание каждого легирующего элемента в процентах: алюминия около 4%, меди около 1%. Реальные диапазоны по ГОСТ шире номинала и приведены в таблице химического состава ниже.

Химический состав ЦАМ4-1

Два действующих стандарта задают состав с небольшими отличиями — ГОСТ 19424-97 для чушек строже по ряду примесей, чем ГОСТ 25140-93 для отливок.

Элемент	ГОСТ 19424-97 (чушки), %	ГОСТ 25140-93 (отливки), %
Zn	основа	основа
Al	3,5–4,3	3,5–4,3
Cu	0,7–1,2	0,7–1,3
Mg	0,03–0,06	0,02–0,06
Fe	≤ 0,05	≤ 0,07
Si	≤ 0,015	≤ 0,015
Pb	≤ 0,01	≤ 0,01
Sn	≤ 0,002	≤ 0,002
Cd	≤ 0,005	≤ 0,005

Магний в количестве 0,03–0,06% вводится целенаправленно — он повышает коррозионную стойкость сплава при наличии примесей свинца и кадмия. Примеси Fe, Si, Pb, Sn, Cd нормируются жёстко: превышение этих пределов резко снижает пластичность и коррозионную стойкость. По требованию потребителя ГОСТ 25140-93 допускает ужесточение нормы по свинцу до ≤ 0,006%.

Механические свойства ЦАМ4-1

Свойства зависят от способа литья. Литьё под давлением даёт более высокую прочность и пластичность по сравнению с литьём в кокиль из-за более быстрого затвердевания и мелкозернистой структуры.

Способ литья	σв, МПа	δ, %	Твёрдость HB
Литьё под давлением	≥ 270	≥ 1,7	≥ 80
Литьё в кокиль	≥ 215	≥ 1,0	≥ 80

Данные по ГОСТ 25140-93. Значение σв = 300 МПа для образцов из чушек по ГОСТ 19424-97 (литьё под давлением, отдельно отлитые образцы).

Физические свойства ЦАМ4-1

Характеристика	Значение
Плотность, кг/м³	6 700
Теплопроводность, Вт/(м·°C)	109
Удельная теплоёмкость, Дж/(кг·°C)	440
Коэффициент линейного расширения, 10⁻⁶ 1/°C	27,4
Температура плавления (солидус–ликвидус), °C	380–386

Разрыв солидус–ликвидус у ЦАМ4-1 очень узкий (около 6 °C). Именно это обусловливает высокую жидкотекучесть расплава и получение плотных, практически непористых отливок даже в тонких сечениях.

Технологические особенности: литьё и механическая обработка

Литьё под давлением

Основной и наиболее рациональный способ для ЦАМ4-1. Рабочая температура расплава при литье под давлением — 440–470 °C. Низкая температура по сравнению с алюминиевыми и медными сплавами снижает износ пресс-форм и энергозатраты. Сплав хорошо заполняет сложные полости пресс-форм, воспроизводит мелкие рельефы и обеспечивает высокую точность геометрии без последующей механической обработки. Достижимая шероховатость поверхности позволяет сразу наносить гальванические покрытия.

Литьё в кокиль

Применяется при менее жёстких требованиях к точности и крупных деталях. Механические свойства при этом способе несколько ниже (см. таблицу). Температура заливки аналогична — 440–470 °C.

Размерная стабильность при эксплуатации

ЦАМ4-1 практически не изменяет размеров при естественном старении — это важно для корпусных и арматурных деталей, к которым предъявляются требования по посадкам. Однако стабильность размеров у базовой марки несколько ниже, чем у специальной марки ЦАМ4-1о (см. раздел о разновидностях).

Механическая обработка

Сплав хорошо обрабатывается резанием: точение, сверление, фрезерование. При литье под давлением механическая обработка нередко не требуется вовсе — поверхность отливки соответствует чертёжным требованиям по размерам и шероховатости.

Нанесение покрытий на отливки из ЦАМ4-1

Цинковый сплав ЦАМ4-1 хорошо воспринимает большинство видов защитно-декоративных покрытий:

• Гальванические — никелирование, хромирование, меднение. Перед нанесением обязательна химическая или электрохимическая подготовка поверхности (травление, активация).
• Химические — оксидирование, фосфатирование.
• Лакокрасочные — как финишное покрытие или поверх тонкого грунтовочного слоя.

Такой набор возможных покрытий позволяет использовать ЦАМ4-1 как для технических, так и для видимых декоративных деталей.

Применение цинкового сплава ЦАМ4-1

Назначение по ГОСТ 25140-93 и ГОСТ 19424-97:

• Машиностроение — корпусные, арматурные детали; детали средней прочности, изготавливаемые методом литья под давлением.
• Автомобильная и тракторная промышленность — элементы кузовной и интерьерной арматуры, кронштейны, корпуса.
• Судостроение и судовое приборостроение — корпусные и арматурные детали в соответствии с ОСТ 5Р.9209-82.
• Электротехника — корпуса приборов, разъёмные соединители, декоративно-функциональные детали.
• Строительная фурнитура — ручки, петли, замки и другие конструктивно-декоративные элементы, к которым предъявляются требования по точности литья и возможности декоративного покрытия.

Сплав используется там, где необходима комбинация умеренной прочности, высокой точности литья под давлением и возможности нанесения покрытий. Для деталей с повышенными требованиями к прочности применяется родственная марка ЦАМ4-3 с более высоким содержанием меди.

Узнать о наличии цинка в чушках ЦВ00 — первичного сырья для производства цинковых сплавов — можно на соответствующей странице каталога.

Разновидности: ЦАМ4-1в и ЦАМ4-1о

Помимо базовой марки ГОСТ 19424-97 устанавливает две специальные разновидности:

Марка	Особенность состава	Область применения
ЦАМ4-1	Базовый вариант	Общее машиностроение
ЦАМ4-1в	Повышенное содержание Mg (до 0,1%), расширенные допуски	Детали с повышенными требованиями к коррозионной стойкости
ЦАМ4-1о	Особочистый: Pb ≤ 0,006%, жёсткие ограничения по всем примесям	Прецизионные детали с высокой размерной стабильностью

Марку ЦАМ4-1о применяют тогда, когда размерные изменения при естественном старении недопустимы — например, в приборостроении и точной механике. Сниженное содержание свинца в ЦАМ4-1о критично: именно свинец при нормальных температурах вызывает интеркристаллитную коррозию и постепенное изменение размеров отливки.

Формы поставки ЦАМ4-1

Сплав поставляется в чушках по ГОСТ 19424-97. Чушки маркируются по торцу двумя полосами — красной и чёрной. Масса пакета чушек — до 1 000 кг (по соглашению до 1 500 кг). Партии формируются из чушек одной марки.

Для уточнения наличия, минимальной партии и условий отгрузки обратитесь к менеджерам. Также в каталоге представлены аноды цинковые и другие цинковые материалы для гальванического производства.