Сплав ЦВ00

Цинк ЦВ00 — первичный цинк высшей степени чистоты в чушках, изготавливаемый по ГОСТ 3640-94. Массовая доля цинка составляет не менее 99,997%, что определяет специфику применения этой марки: она предназначена для процессов, где даже следовые количества примесей недопустимы.

Химический состав цинка ЦВ00 по ГОСТ 3640-94

Химический состав нормируется ГОСТ 3640-94 (действует с 01.01.1997, заменил ГОСТ 3640-91). Марка ЦВ00 — высшая в классификации первичного цинка; суммарное содержание примесей не превышает 0,003%.

Элемент	Норма, %
Zn	не менее 99,997
Pb	не более 0,00001
Fe	не более 0,00001
Sn	не более 0,00001
Al	не более 0,00001
Cu	не более 0,00001
Cd	не более 0,002
As	не более 0,0005
Bi, Ni, Sb — каждого	не более 0,00001
Примесей суммарно	не более 0,003

Пределы по Bi, Ni и Sb установлены в примечании к таблице 1 ГОСТ 3640-94 (не более 0,00001% по каждому элементу). Содержание Cd нормируется отдельно: для ЦВ00 допускается до 0,002% — это значительно выше порогов по другим тяжёлым примесям и обусловлено особенностями электролитического производства. Содержание цинка вычисляется как разность между 100% и суммой долей Pb, Fe, Cd, Cu, Sn.

Входной контроль состава

ЦВ00 — единственная марка первичного цинка, для которой ГОСТ 3640-94 требует отбора пробы от каждой чушки партии (для всех остальных марок — от 1–2% чушек). Это обеспечивает гарантированное соответствие состава и важно учитывать при организации входного контроля на производстве.

Влияние примесей на технологические свойства цинка

Большинство вредных примесей практически нерастворимы в цинке и при кристаллизации выделяются по границам зёрен, вызывая охрупчивание и ухудшая деформируемость. Механизм зависит от конкретного элемента:

• Свинец — практически нерастворим в твёрдом цинке; образует обособленную легкоплавкую фазу на границах зёрен, что вызывает горячеломкость при обработке давлением.
• Олово — при затвердевании расплава выделяется в виде Sn–Zn эвтектики с температурой плавления около 199°C; присутствие этой фазы по границам зёрен резко снижает пластичность при горячей прокатке.
• Кадмий — растворяется в цинке, но повышенное содержание снижает пластичность в горячем состоянии.
• Висмут, сурьма — аналогично свинцу, малорастворимы; при содержании выше нормы вызывают межкристаллитную хрупкость.
• Железо — повышает твёрдость, но ухудшает жидкотекучесть расплава и затрудняет литьё.

Поэтому для ЦВ00 ГОСТ 3640-94 устанавливает жёсткие ультранизкие пределы по Pb, Sn, Bi, Sb — на уровне 0,00001% каждого, что на один-два порядка строже, чем для марок Ц0 и Ц1.

Физические свойства цинка ЦВ00

Свойство	Значение
Плотность (20°C), кг/м³	7130
Температура плавления, °C	419,5
Температура кипения, °C	906
Удельное электросопротивление (20°C), Ом·мм²/м	0,059
Теплопроводность (20°C), Вт/(м·К)	116

Механические свойства

Механические свойства цинка существенно зависят от состояния (литое или деформированное), размера зерна и температуры. Высокая чистота ЦВ00 обеспечивает лучшую пластичность при комнатной температуре по сравнению с технически чистыми марками цинка, где примеси по границам зёрен вызывают хрупкость.

Состояние	σв, МПа	δ, %
Литое	100–150	0,5–2
Деформированное	140–250	15–50

При температуре ниже 15°C цинк охрупчивается независимо от чистоты. При нагреве до 100–150°C пластичность резко возрастает, и металл хорошо поддаётся прокатке и вытяжке. Выше 200°C пластичность вновь снижается. Прочностные характеристики деформированного цинка анизотропны: предел прочности поперёк направления прокатки выше, чем вдоль.

Форма выпуска чушек ЦВ00

По ГОСТ 3640-94 цинк марки ЦВ00 производится исключительно в виде чушек двух весовых категорий:

• 4–5 кг
• 8–10 кг

Все остальные марки первичного цинка (ЦВ0, ЦВ, Ц0А, Ц0, Ц1, Ц2, Ц3) выпускаются в чушках 19–25 кг и блоках 500–1000 кг — формат ЦВ00 принципиально иной. Чушки имеют форму, удобную для укладки в пакет; по требованию возможны технологические канавки для деления на части. На каждой чушке ЦВ00 проставляется номер плавки. Поверхность и срез чушки не должны содержать шлаковых и иных неметаллических включений.

Другие формы поставки первичного цинка — в слитках разных марок.

Маркировка, упаковка и хранение

Упаковка ЦВ00 регламентирована ГОСТ 3640-94 и существенно отличается от других марок:

• Каждая чушка оборачивается в бумагу по ГОСТ 8828 или кальку по ГОСТ 892.
• Упакованные чушки укладываются в деревянные ящики (типы I, II-1, III-1 по ГОСТ 2991); масса брутто одного ящика — не более 60 кг.
• Цветовая маркировка — двойная полоса голубого цвета несмываемой краской — наносится на тару или ярлык, прикреплённый к таре (не на чушку, в отличие от остальных марок).

Хранить в заводской упаковке в закрытых помещениях, исключив контакт с влагой, агрессивными газами и средами.

Области применения цинка ЦВ00

Марка ЦВ00 применяется там, где содержание примесей на уровне 0,001–0,01% уже является недопустимым:

• Химический анализ и исследования. Производство химически чистых реактивов на основе цинка; эталонные образцы для спектрального и химического анализа.
• Электронная промышленность. Исходное сырьё для получения полупроводниковых соединений на основе цинка (сульфид цинка, оксид цинка для люминофоров и т.д.).
• Гальваника высокого качества. В процессах, где требуется анод с гарантированно низким содержанием тяжёлых примесей и равномерным растворением без загрязнения электролита. Для стандартного цинкования достаточно марок анодного цинка Ц1; ЦВ00 выбирают при специальных требованиях к чистоте покрытия.
• Производство высокочистых сплавов. Легирующий компонент при плавке сплавов, где суммарное содержание вредных примесей строго лимитировано.