Лигатура – латинское слово, переводится как «связь». Понятие заимствовали литераторы. Они стали называть лигатурой письменный знак из нескольких графем. Графема – это единица письма, буква или иероглиф. Какие именно части слились, за давностью лет помнят, иногда, лишь филологи.
Так, знак @ — лигатура английского предлога «at». Что именно вошло в состав, не всегда понятно и при взгляде на сплавы металлов. Добавки, слияние с которыми улучшает свойства золота, серебра и не только, так же именуют лигатурой. О значении этого понятия в металлургии, сегодня и пойдет речь.
Что такое лигатура?
Понятие лигатура металлургия рассматривает, как добавку, улучшающую качественные параметры сплава. На слуху, к примеру, словосочетание «легированная сталь». От простой (углеродистой), она отличается повышенной прочность.
Ее обеспечивают связи, которые образуют с железом никель, хром, вольфрам, молибден, титан, марганец или кремний. Все эти элементы (чаще по отдельности) используют в качестве лигатуры.
Из списка видно, что ей могут быть только металлы. Для разных сплавов и целей, они разные. Лигатурой считается один или несколько металлов в строго определенных пропорциях.
Зачастую, эти пропорции прописаны в стандартах производства. Так, для модифицирования литейных сталей используют состав из 6-11% хрома, 10% никеля, 7% марганца, 6-10% кремния, 2% титана, 3-7% церия.
Если добавляют ванадий, то в размере 8-12%. При вливании бора, берут 7-12% элемента. Существуют ГОСТы для каждого из металлургических сплавов. Согласно им, многие предприятия изготавливают готовые добавки на продажу.
Виды лигатуры
Лигатуры делятся по сплавам. Бывают добавки для сталей и прочих сплавов на основе железа. Бывают лигатуры для титановых, бронзовых, латунных, медных сплавов. Отдельная категория – «присадки» для драгоценных металлов.
Для них существуют пробы, указывающие на обязательное содержание в сплаве ценного элемента. Производство лигатуры рассчитывается на остаточную процентовку. Добавки влияют на цвет исходной продукции, ее прочность.
В общем, существуют десятки лигатур. Иногда, их делят на «присадки» для драгоценных и неблагородных сплавов. Иногда, добавки подразделяют по ведущему в них элементу. Для получения чугуна используют 1,5% иттрия, 0,2% кобальта, 3% хрома, 3-7% кремния и 11-27% меди, значит, она и ведущая.
То есть, для чугуна идет медная добавка. Лигатура для золота 750-ой пробы, обычно, серебряная. Белого металла в ней 15%, а меди всего 10%. Лигатуры бывают готовыми.
Обычно, их выпускают в брикетах или концентрированных таблетках. Бывают составные «присадки», когда каждый элемент лигатуры добавляют в сплав по отдельности, в чистом виде.
Применение лигатуры
Сплавы и лигатуры связываются на этапе производства. «Присадки» добавляют в расплавленный металл-основу. Цель – не только улучшить структуру и качественные характеристики конечного продукта. Лигатуры помогают и в процессе варки сплавов, к примеру, делают их более или менее тугоплавкими.
При добавлении лигатур учитывается понятие «угар». Это потеря (испарение) драгоценного металла при термической обработке (переплавке). То есть, расчеты, сколько потребуется «присадок» ведут исходя из объема благородного элемента после угара.
Если применяются лигатуры в чистом виде, их коэффициент усвоения равен 93-95%. Готовые добавки в виде брикетов усваиваются на 98%, поэтому, зачастую и выбираются серьезными предприятиями.
Способы получения сплавов
В большинстве случаев отливки или литые заготовки получают не из чистых металлов, а из сплавов. Металлический сплав в твердом состоянии представляет собой металлоподобные макроскопические однородные вещества, обладающие металлическими свойствами и состоящие из двух и более химических элементов. Кроме основы сплава в его состав обычно входят легирующие элементы, специально вводимые для придания требуемых свойств. Известные в настоящее время цветные металлы и сплавы на их основе принято делить по физико-химическим свойствам, технологическому назначению и способу производства литых изделий .Составы сплавов определяются государственными стандартами или техническими условиями . В современной промышленности применяют более 400 стандартных сплавов. Государственные стандарты не только регламентируют химический состав, но и позволяют варьировать состав для получения оптимальных свойств сплава. Согласно общепринятым теоретическим представлениям, хорошее сочетание прочности и пластичности характерно для сплавов на основе однородных твердых растворов. Однако сплавы с твердым раствором обладают низкими литейными свойствами. Поэтому сплавы такого типа преимущественно используются как деформируемые. В качестве литейных сплавов используют многофазные сплавы преимущественно эвтектического типа с узким интервалом кристаллизации. Эти сплавы обладают меньшей пластичностью, но имеют хорошие литейные свойства. В зависимости от назначения требуемой чистоты, вида шихтовых материалов и их свойств, с экономических соображений сплавы получают следующим способами: сплавлением шихтовых компонентов, смешиванием жидких компонентов шихты друг с другом, совместным восстановлением элементов сплава из руды электролизом расплавленных сред и водных растворов, замещением одного элемента другим в каком-либо соединении, диффузионным методом порошковой металлургии и комбинированным.
