Качество фасонной литой детали, полуфабриката и готового изделия зависит от качества отливки. Последнее, в свою очередь, зависит от качества исходных (шихтовых) металлов, правильного применения установленных на основе теории и практики приемов в процессе плавки, литья и кристаллизации слитка.
Кристаллизация из расплавленного состояния и характер структуры слитка зависят от взаимоотношений основных компонентов сплава в жидком и твердом состоянии.
Поэтому необходимо рассмотреть некоторые важнейшие свойства меди и алюминия.
У обоих металлов решетка кубическая гранецентрированная, с параметрами: у меди а = 3,608 А; у алюминия а = 4,0414 А (разница примерно 11 %)
В периодической системе элементов Си и А1 расположены в разных группах и обладают ограниченной взаимной растворимостью в твердом состоянии.
Плотности их значительно различаются: у Си — от 8,4 до 8,95 (в зависимости от чистоты и содержания газов), у А1 — в среднем 2,7.
Эту разницу в удельных весах приходится иметь в виду при плавке, загружая штыки и особенно тонкие (негабаритные) отходы А1 (обрывки проволоки, обрезки тонких лент, листов). Легко плавая на поверхности жидкой меди, они будут, пока полностью не расплавятся, усиленно окисляться и поглощать газы, что ухудшает качество слитка, увеличивает угар.
Медь и алюминий быстро окисляются, причем алюминий легко восстанавливает образующуюся в процессе плавки закись меди, образуя твердые, чрезвычайно тугоплавкие частички А12Оз, трудно всплывающие из жидкого металла.
Оба металла (Си и А1) обладают сильно выраженной склонностью к поглощению газов, главным образом водорода. При этом количество остающегося в растворе водорода резко меняется с температурой. Ниже приведено содержание водорода в меди, см3 на 100 г металла при температурах, °С:
В слитках меди обнаруживаются более или менее отчетливые газовые пузыри и раковины, а иногда и вспучивание, «надувание» слитков за счет реакции Си20 + 2Н = Н20 + 2Си. Поглощаемый жидким алюминием и выделяющийся при затвердевании водород увеличивает газовую пористость слитка, усиливая свойственную алюминию рассеянную усадочную междендритную пористость.