Цинковый литейный сплав ЦАМ4-1 — это высококачественный материал на основе цинка с добавлением алюминия, меди и магния, изготавливаемый в соответствии с требованиями ГОСТ 19424-74 и ГОСТ 19424-97. Благодаря оптимальному сочетанию компонентов, данный сплав обладает превосходными литейными свойствами и высокими механическими характеристиками, что делает его широко востребованным в металлургической промышленности для производства отливок и деталей средней прочности методом литья под давлением. ЦАМ4-1 успешно сочетает в себе хорошие литейные свойства с высокой коррозионной стойкостью и прочностью, отвечая требованиям современных производственных процессов.

Расшифровка маркировки и состав сплава ЦАМ4-1

Маркировка сплава ЦАМ4-1 соответствует стандартизированной системе обозначений, принятой в отечественной металлургии:

Ц — цинк (основа сплава)
А — алюминий (первый легирующий элемент)
М — медь (второй легирующий элемент)
4 — процентное содержание алюминия (4%)
1 — процентное содержание меди (1%)

Химический состав сплава ЦАМ4-1

Согласно требованиям ГОСТ 19424-74 и ГОСТ 19424-97, химический состав сплава ЦАМ4-1 должен соответствовать следующим параметрам:

Элемент	Содержание, %	Влияние на свойства материала
Цинк (Zn)	основа (≈94,8%)	Формирует основу сплава, обеспечивает литейные свойства и коррозионную стойкость
Алюминий (Al)	3,5-4,3 (номинально 4,0)	Повышает прочность, текучесть расплава, улучшает технологические свойства
Медь (Cu)	0,8-1,2 (номинально 1,0)	Увеличивает твердость, прочность и износостойкость
Магний (Mg)	0,03-0,06	Замедляет процессы старения, повышает прочность, предотвращает межкристаллитную коррозию
Железо (Fe)	не более 0,07	Рассматривается как примесь, контролируется для сохранения технологических свойств
Свинец (Pb)	не более 0,005	Вредная примесь, строго ограничивается для предотвращения изменения размеров
Кадмий (Cd)	не более 0,004	Вредная примесь, строго ограничивается для сохранения стабильности размеров
Олово (Sn)	не более 0,002	Вредная примесь, строго контролируется для предотвращения коробления и растрескивания
Прочие примеси	суммарно не более 0,015	Контролируются для обеспечения стабильности свойств сплава

Комбинация основных компонентов сплава ЦАМ4-1 (цинк, алюминий, медь и магний) обеспечивает оптимальный баланс между литейными свойствами, механическими характеристиками и коррозионной стойкостью. Особое внимание при производстве уделяется строгому контролю содержания вредных примесей, которые могут негативно влиять на стабильность размеров и свойства готовых отливок.

Физико-механические свойства сплава ЦАМ4-1

Цинковый литейный сплав ЦАМ4-1 обладает комплексом физических и механических свойств, делающих его привлекательным для производства различных ответственных деталей:

Характеристика	Значение	Единица измерения
Плотность	6,8-6,9	г/см³
Температура плавления	380-420	°C
Предел прочности при растяжении	300-350	МПа
Относительное удлинение	6-10	%
Твердость по Бринеллю	100-120	HB
Модуль упругости	85-90	ГПа
Теплопроводность	110-115	Вт/(м·К)
Коэффициент линейного расширения	26-28·10⁻⁶	K⁻¹
Электропроводность	28-30	% от меди
Усадка при литье	1,1-1,3	%

Сплав ЦАМ4-1 отличается высокими прочностными характеристиками в сочетании с хорошей пластичностью, что делает его универсальным материалом для литья деталей различного назначения. Добавление меди (около 1%) обеспечивает повышенную твердость и износостойкость по сравнению с другими цинковыми сплавами, не содержащими этот элемент.

Важной особенностью сплава является его низкая склонность к старению благодаря оптимальному содержанию алюминия (4%) и присутствию магния. Это обеспечивает высокую стабильность размеров и свойств отливок в течение длительного времени эксплуатации, что критически важно для ответственных деталей машин и механизмов.

Технологические свойства и особенности обработки ЦАМ4-1

Литейные свойства

Сплав ЦАМ4-1 обладает следующими технологическими характеристиками, которые делают его отличным выбором для литья под давлением:

Высокая жидкотекучесть, позволяющая получать отливки сложной конфигурации
Способность заполнять тонкие сечения формы
Хорошее качество поверхности литых деталей
Минимальная пористость при правильно организованном процессе литья
Умеренная усадка при затвердевании (1,1-1,3%)
Оптимальная температура литья под давлением: 420-450°C

Методы литья и рекомендуемые параметры

Хотя сплав ЦАМ4-1 может использоваться с различными методами литья, он особенно эффективен при литье под давлением:

Метод литья	Рекомендуемые параметры	Особенности и преимущества
Литье под давлением	Температура металла: 420-450°C Температура формы: 180-220°C Давление прессования: 20-40 МПа	Оптимальный метод для сплава ЦАМ4-1. Обеспечивает высокую точность размеров, отличное качество поверхности и высокую производительность. Идеален для массового производства.
Литье в кокиль	Температура металла: 440-470°C Температура формы: 200-250°C	Применяется для среднесерийного производства деталей. Требует тщательного контроля температурных режимов для предотвращения дефектов.
Литье в песчаные формы	Температура металла: 470-490°C Влажность смеси: не более 4%	Используется редко, преимущественно для крупногабаритных деталей и опытных образцов. Требует специальных добавок в формовочную смесь для улучшения качества поверхности.

Особенности старения и термической обработки

Сплав ЦАМ4-1 имеет низкую склонность к естественному старению благодаря оптимальному сочетанию легирующих элементов. Тем не менее, для обеспечения максимальной стабильности размеров и свойств рекомендуются следующие мероприятия:

Строгий контроль содержания магния (0,03-0,06%), что эффективно замедляет процессы старения
Для особо ответственных деталей может применяться стабилизирующая термическая обработка: выдержка при температуре 100-120°C в течение 4-6 часов
Минимизация содержания вредных примесей (свинца, кадмия, олова), которые значительно ускоряют старение
Контролируемое охлаждение отливок для формирования более равномерной и стабильной структуры

Благодаря низкой склонности к старению и оптимальному комплексу механических свойств, сплав ЦАМ4-1 является отличным выбором для производства ответственных деталей, требующих стабильности размеров и свойств в течение длительного срока эксплуатации.

Контроль качества и особенности поставки сплава ЦАМ4-1

Для обеспечения высокого качества продукции из сплава ЦАМ4-1 на всех этапах производства и поставки применяются строгие процедуры контроля в соответствии с ГОСТ 19424-74 и ГОСТ 19424-97:

Процедуры контроля качества

Для каждой партии проводятся химические анализы состава
При неудовлетворительных результатах испытаний проводится повторный анализ на удвоенном количестве образцов из той же плавки
Результат повторной проверки распространяется на всю плавку
Проводится визуальный контроль поверхности чушек для выявления дефектов

Требования к качеству поверхности

Согласно нормативным документам, слитки и чушки из сплава ЦАМ4-1 должны отвечать следующим требованиям:

Поверхность должна быть однородной и плотной
Не допускаются бросающиеся в глаза дефекты в виде инородных включений
Материал должен иметь равномерную структуру без видимых неоднородностей
Допускаются незначительные следы механической обработки для удаления поверхностных дефектов

Формы поставки и упаковка

Сплав ЦАМ4-1 поставляется в следующих формах:

Чушки с пережимами, весом до 27 кг
Крупногабаритные чушки весом до 500 кг (по согласованию с заказчиком)
Другие формы в соответствии с требованиями заказчика

Упаковка и транспортировка осуществляются в соответствии со следующими правилами:

Чушки одной марки сплава укомплектовываются в пакеты и скрепляются стальной лентой
Масса пакета не должна превышать 1000 кг (по согласованию с заказчиком – до 1500 кг)
На боковой части пакета крепится металлический или деревянный ярлык с указанием транспортной маркировки
Крупногабаритные чушки не упаковываются в пакеты, транспортная маркировка наносится на их торцевую часть
Транспортировка осуществляется в крытых транспортных средствах
Безопасность транспортировки обеспечивается в соответствии с ГОСТ 21399-75 и ГОСТ 12.3.009-76

Маркировка и идентификация

Каждый слиток сплава ЦАМ4-1 маркируется в соответствии с требованиями нормативной документации:

На каждом слитке должен быть товарный знак производителя
Указывается номер плавки для обеспечения прослеживаемости
Цветная маркировка наносится в виде двух вертикальных полос зеленой несмываемой краской на торце чушек

Соблюдение всех этих требований гарантирует высокое качество поставляемого сплава ЦАМ4-1 и обеспечивает его надежность при использовании в производстве ответственных деталей и компонентов.

Области применения сплава ЦАМ4-1

Благодаря оптимальному сочетанию литейных и механических свойств, цинковый сплав ЦАМ4-1 находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

Машиностроение

Детали средней прочности для механизмов различного назначения
Корпуса редукторов и подшипниковые узлы
Кронштейны и опорные элементы
Компоненты пневматических и гидравлических систем
Детали трансмиссии и приводных механизмов

Автомобильная промышленность

Компоненты карбюраторов и топливной системы
Детали системы охлаждения
Корпуса насосов и датчиков
Элементы тормозной системы
Декоративные детали интерьера и экстерьера

Приборостроение

Корпуса и детали измерительных приборов
Компоненты оптических систем
Детали точных механизмов
Корпуса электронных устройств
Элементы систем управления

Электротехническая промышленность

Корпуса электрооборудования
Компоненты систем освещения
Детали электрических соединителей
Элементы систем охлаждения электронных устройств
Экранирующие компоненты

Бытовая техника

Корпусные детали малой бытовой техники
Компоненты систем кондиционирования
Детали бытовых приборов
Элементы фурнитуры и декоративной отделки
Детали замков и фиксирующих устройств

Строительство и архитектура

Фурнитура для окон и дверей
Декоративные элементы интерьера
Компоненты вентиляционных систем
Детали сантехнических устройств
Элементы осветительных приборов

Формы поставки сплава ЦАМ4-1

Компания "ОборонСпецСплав" предлагает широкий ассортимент продукции из сплава ЦАМ4-1 в различных формах поставки:

Наименование	Характеристики	Описание и применение
Цинковая чушка ЦАМ4-1	Вес: до 27 кг Соответствие: ГОСТ 19424-97	Изделие с добавлением алюминия (4%) и меди (1%) с выраженными антикоррозийными свойствами. Обладает высокой прочностью и стабильностью размеров. Используется для литья под давлением деталей средней прочности, требующих хороших механических свойств и коррозионной стойкости.
Цинковый блок ЦАМ4-1	Вес: до 500 кг (по согласованию) Соответствие: ГОСТ 19424-97	Обладает высокой коррозионной стойкостью и значительным пределом прочности. Используется как для покрытия изделий из других сплавов, так и для производства крупногабаритных отливок. Обеспечивает экономичность производства за счет снижения затрат на переплавку.
Слиток цинка ЦАМ4-1	Размеры: по спецификации заказчика Температура плавления: 419°C	Имеет отличные химические и технологические свойства. Применяется для производства ответственных деталей с высокими требованиями к точности размеров и качеству поверхности. Обеспечивает стабильное качество отливок в серийном производстве.
Цинковый порошок ЦАМ4-1	Дисперсность: 20-100 мкм Чистота: соответствует ГОСТ	Используется для создания антикоррозионных покрытий методом газотермического напыления. Применяется в производстве защитных составов для металлоконструкций и в порошковой металлургии для изготовления деталей сложной формы.
Цинковая проволока ЦАМ4-1	Диаметр: 1-5 мм Поставка: в бухтах или на катушках	Применяется для металлизации поверхностей методом электродугового напыления. Обеспечивает формирование плотных, высококачественных защитных покрытий с отличной адгезией к основному металлу.

Вся продукция из сплава ЦАМ4-1 сопровождается сертификатами качества, подтверждающими соответствие материала требованиям ГОСТ 19424-97 и ГОСТ 19424-74. По согласованию с заказчиком возможно изготовление нестандартных типоразмеров и форм поставки, а также производство заготовок и готовых изделий по предоставленным чертежам.

Преимущества и недостатки сплава ЦАМ4-1

Преимущества:

Отличные литейные свойства, особенно при литье под давлением
Высокая прочность и твердость благодаря оптимальному содержанию меди и алюминия
Низкая склонность к старению, обеспечивающая стабильность размеров
Хорошая коррозионная стойкость в атмосферных условиях
Отличная обрабатываемость резанием
Возможность получения высококачественной поверхности отливок
Хорошая теплопроводность
Более низкая стоимость по сравнению с бронзами и латунями аналогичного назначения
Возможность нанесения различных защитно-декоративных покрытий

Недостатки:

Ограниченная рабочая температура (до 100-120°C)
Снижение механических свойств при повышенных температурах
Относительно высокая плотность по сравнению с алюминиевыми сплавами
Необходимость строгого контроля содержания вредных примесей
Ограниченная свариваемость обычными методами
Чувствительность к некоторым агрессивным химическим средам
Присутствие эффекта ползучести при длительных нагрузках
Меньшая прочность по сравнению со сталями и титановыми сплавами
Относительно узкий температурный интервал кристаллизации, требующий тщательного контроля процесса литья

Сравнение ЦАМ4-1 с другими цинковыми сплавами

Для оптимального выбора материала полезно сравнить характеристики сплава ЦАМ4-1 с другими цинковыми сплавами:

Параметр	ЦАМ4-1	ЦА4	ЦАМ10-5	ЦА15
Содержание алюминия, %	3,5-4,3	3,5-4,5	9,0-11,0	14,0-16,0
Содержание меди, %	0,8-1,2	не более 0,1	4,0-6,0	-
Предел прочности при растяжении, МПа	300-350	240-280	270-320	270-320
Относительное удлинение, %	6-10	4-8	2-5	1-3
Твердость, HB	100-120	80-100	100-120	100-120
Плотность, г/см³	6,8-6,9	6,7-6,8	6,6-6,8	6,3-6,5
Склонность к старению	низкая	слабая	средняя	высокая
Литейные свойства	отличные	хорошие	очень хорошие	отличные
Основной метод применения	литье под давлением	литье в кокиль	литье под давлением	литье под давлением

Сплав ЦАМ4-1 отличается от других цинковых сплавов оптимальным сочетанием механических и технологических свойств. По сравнению с ЦА4, он имеет более высокую прочность и твердость благодаря добавлению меди. В отличие от ЦАМ10-5 и ЦА15, сплав ЦАМ4-1 обладает лучшей пластичностью и меньшей склонностью к старению, что делает его универсальным материалом для широкого спектра применений.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какие основные преимущества сплава ЦАМ4-1 для литья под давлением?

Основные преимущества сплава ЦАМ4-1 для литья под давлением включают: 1) Отличную жидкотекучесть, обеспечивающую качественное заполнение форм сложной конфигурации; 2) Низкую температуру плавления (380-420°C), снижающую энергозатраты и износ оснастки; 3) Возможность получения отливок с высоким качеством поверхности, не требующих дополнительной обработки; 4) Минимальную склонность к образованию газовой пористости при правильно организованном процессе; 5) Высокую размерную точность получаемых деталей; 6) Низкую склонность к старению, что обеспечивает стабильность размеров в течение длительного срока эксплуатации; 7) Хорошую обрабатываемость резанием, если требуется последующая механическая обработка; 8) Возможность работы с относительно невысокими давлениями прессования, что увеличивает срок службы пресс-форм. Благодаря этим качествам, ЦАМ4-1 является предпочтительным материалом для массового производства точных деталей методом литья под давлением.

Как снизить риск возникновения дефектов при литье деталей из сплава ЦАМ4-1?

Для минимизации дефектов при литье деталей из сплава ЦАМ4-1 рекомендуется соблюдать следующие технологические принципы: 1) Тщательно контролировать температуру расплава (420-450°C для литья под давлением) - недогрев приводит к недоливам, перегрев - к газовой пористости; 2) Обеспечивать оптимальную температуру пресс-формы (180-220°C), равномерно распределенную по всей форме; 3) Проводить дегазацию расплава перед заливкой для удаления растворенных газов; 4) Правильно проектировать литниково-питающую систему с учетом направленного затвердевания; 5) Обеспечивать эффективную вентиляцию пресс-формы для удаления воздуха при заполнении; 6) Поддерживать оптимальные скорости впуска металла (30-50 м/с для тонкостенных деталей, 20-30 м/с для массивных); 7) Контролировать давление прессования и время выдержки под давлением; 8) Следить за чистотой расплава, не допуская попадания шлака и окислов; 9) Регулярно проводить обслуживание и очистку оборудования. Соблюдение этих рекомендаций позволяет существенно снизить количество брака и повысить качество отливок.

Каковы особенности механической обработки деталей из сплава ЦАМ4-1?

Механическая обработка деталей из сплава ЦАМ4-1 имеет следующие особенности: 1) Сплав хорошо обрабатывается резанием, позволяя достигать высокого класса чистоты поверхности; 2) Рекомендуется использовать острозаточенный инструмент из быстрорежущей стали или твердых сплавов; 3) Оптимальные режимы резания: скорость 200-300 м/мин, подача 0,1-0,3 мм/об; 4) При сверлении следует обеспечивать хороший отвод стружки, регулярно выводя сверло из отверстия; 5) Рекомендуется использовать охлаждающие жидкости на основе эмульсий или масел для предотвращения перегрева; 6) При фрезеровании предпочтительно использовать попутное фрезерование; 7) Для нарезания резьбы лучше применять бесстружечные методы (накатка); 8) Шероховатость поверхности Ra 0,8-1,6 мкм легко достигается стандартными методами обработки; 9) При шлифовании следует избегать перегрева, который может вызвать деформацию детали; 10) Сплав хорошо полируется до зеркального блеска с использованием стандартных полировальных паст. Благодаря этим характеристикам, детали из ЦАМ4-1 экономичны в производстве и позволяют получать высокоточные изделия с отличным качеством поверхности.

Можно ли использовать сплав ЦАМ4-1 для деталей, контактирующих с пищевыми продуктами?

Использование сплава ЦАМ4-1 для деталей, контактирующих с пищевыми продуктами, имеет существенные ограничения: 1) Цинковые сплавы, включая ЦАМ4-1, не рекомендуются для прямого контакта с пищевыми продуктами из-за возможности миграции ионов цинка и меди, особенно в кислых средах; 2) В случаях, когда такое применение необходимо, детали из ЦАМ4-1 должны иметь защитные покрытия, сертифицированные для контакта с пищевыми продуктами (никелирование, хромирование, специальные полимерные покрытия); 3) Без дополнительных защитных покрытий сплав может использоваться только для деталей, не имеющих прямого контакта с пищей (внешние корпусные элементы, декоративные детали, опорные конструкции); 4) Для применений, предполагающих прямой контакт с пищевыми продуктами, рекомендуется использовать специализированные пищевые нержавеющие стали или сертифицированные алюминиевые сплавы; 5) При проектировании оборудования для пищевой промышленности необходимо руководствоваться санитарно-эпидемиологическими нормами и правилами, действующими в данном регионе. Таким образом, хотя сплав ЦАМ4-1 обладает хорошими механическими и технологическими свойствами, его применение в пищевой промышленности должно быть тщательно продумано и ограничено случаями, когда исключен прямой контакт с пищевыми продуктами.

Заключение

Цинковый литейный сплав ЦАМ4-1 представляет собой высококачественный материал, обладающий оптимальным сочетанием литейных свойств, механических характеристик и коррозионной стойкости. Благодаря содержанию алюминия (4%) и меди (1%), а также присутствию магния, сплав демонстрирует отличные показатели прочности, твердости и низкую склонность к старению, что делает его идеальным для производства ответственных деталей методом литья под давлением.

Основными преимуществами сплава ЦАМ4-1 являются высокая точность получаемых отливок, отличное качество поверхности, стабильность размеров и свойств в течение длительного срока эксплуатации, а также экономическая эффективность производства. Эти качества обеспечивают его широкое применение в машиностроении, автомобильной промышленности, приборостроении и производстве бытовой техники.

Компания "ОборонСпецСплав" предлагает широкий ассортимент продукции из сплава ЦАМ4-1, включая чушки, блоки, слитки, порошки и проволоку, полностью соответствующие требованиям ГОСТ 19424-97 и ГОСТ 19424-74. Мы гарантируем высокое качество поставляемых материалов и обеспечиваем профессиональную техническую поддержку, помогая клиентам выбрать оптимальные решения для конкретных производственных задач.

Статья подготовлена на основе материалов ГОСТ 19424-97, ГОСТ 19424-74 и других нормативных документов, регламентирующих производство и применение цинковых литейных сплавов. Технические данные опираются на многолетний производственный опыт специалистов компании "ОборонСпецСплав" в области литейных технологий и металлургии цветных металлов.

Цинковый литейный сплав ЦАМ4-1: всесторонний анализ характеристик и применения