Алюминиевые отливки АК5М2 в Минске

Алюминиевые отливки АК5М2: состав, свойства и применение

Алюминиевые отливки АК5М2 — это изделия, получаемые литьем под давлением, в кокиль или в песчано-глинистые формы из силумина марки АК5М2 (аналог АЛ5). Материал относится к группе литейных алюминиево-кремниево-медных сплавов системы Al–Si–Cu, легированных магнием. Химический состав регламентируется ГОСТ 1583, базовое содержание кремния — 4,5–5,5 %, меди — 1,5–2,5 %, магния — 0,3–0,6 %. Указанное сочетание компонентов обеспечивает сплаву повышенную жаропрочность и стабильность механических характеристик при нагреве до 250 C, что отличает АК5М2 от более распространенных двойных силуминов типа АК7ч или АК9ч.

Технологические особенности литья АК5М2

Сплав АК5М2 обладает удовлетворительной жидкотекучестью (около 350–400 мм по спиральной пробе) и умеренной усадкой в пределах 0,9–1,1 %, что позволяет получать герметичные отливки сложной конфигурации с толщиной стенки от 3 до 25 мм. Для повышения плотности и устранения усадочной пористости в толстостенных сечениях применяют модифицирование смесью натриевых солей и последующую термическую обработку по режиму Т6: закалка с 525 5 C с выдержкой 6–8 часов и искусственное старение при 175 5 C в течение 6–10 часов. После термообработки предел прочности отливок достигает 230–280 МПа, относительное удлинение — 1,5–3 %.

При литье под давлением на машинах с холодной камерой прессования температура заливки расплава поддерживается в диапазоне 680–720 C, температура пресс-формы — 180–250 C. Для кокильного литья рекомендуется подогрев формы до 200–300 C. Склонность сплава к горячим трещинам умеренная, однако при конструировании отливок следует избегать резких переходов сечений и внутренних острых углов без галтелей радиусом не менее 3–5 мм.

Механические свойства и эксплуатационные характеристики

Отливки из АК5М2 в состоянии Т6 демонстрируют следующие показатели: временное сопротивление разрыву — 230–280 МПа, предел текучести — 180–220 МПа, твердость по Бринеллю — 80–100 HB. Материал сохраняет до 60–70 % исходной прочности при длительной работе при 250 C, что делает его пригодным для узлов, эксплуатируемых в условиях умеренного нагрева. Коррозионная стойкость АК5М2 ниже, чем у сплавов без меди, поэтому для деталей, работающих в агрессивных средах, требуется защитное анодирование или лакокрасочное покрытие.

Промышленное применение отливок АК5М2

Отливки из АК5М2 востребованы в машиностроении для изготовления нагруженных корпусных деталей, работающих при повышенных температурах. Основные области применения:

• корпусные элементы масляных и гидравлических насосов, работающих при температуре масла до 150–180 C;
• блоки цилиндров и головки охлаждения компрессорного оборудования;
• кронштейны и опоры электрооборудования тягового подвижного состава;
• корпуса клапанных механизмов и распределителей пневматических систем;
• детали топливной аппаратуры дизельных двигателей — форсунок и насосов высокого давления;
• корпусные элементы вентиляторов и дымососов, эксплуатируемых в условиях вибрационных нагрузок.

Для повышения износостойкости рабочих поверхностей отливок применяют закалку в электролите или нанесение твердого анодно-оксидного покрытия толщиной 30–50 мкм. При механической обработке рекомендуется использовать твердосплавный инструмент с геометрией для алюминиевых сплавов и обильное охлаждение эмульсией для предотвращения налипания стружки.

Контроль качества и дефектоскопия

Приемочный контроль отливок из АК5М2 включает проверку химического состава спектральным методом, рентгенографический контроль ответственных зон на наличие усадочных раковин и газовой пористости, а также гидравлические испытания герметичности при давлении 0,5–1,0 МПа для корпусных деталей. Допустимая объемная пористость в зонах механической обработки не должна превышать 2–3 % по данным металлографического анализа. Для серийного производства рекомендуется статистическое управление процессом литья с контролем температуры расплава и параметров прессования на каждой плавке.

Вопросы и ответы