Алюминиевые отливки ВАЛ12: литейный сплав для тонкостенных корпусных деталей
ВАЛ12 — алюминиевый литейный сплав системы Al–Si–Mg с ограниченным содержанием железа и модифицирующими добавками титана и бора. Отливки из ВАЛ12 получают литьём в кокиль, литьём под давлением и по выплавляемым моделям; сплав сохраняет герметичность при толщине стенки от 3 мм и не склонен к образованию горячих трещин в массивных узлах. По механическим свойствам и литейной технологичности ВАЛ12 сопоставим с силуминами АК12 и АК9ч, но превосходит их по пластичности в термообработанном состоянии.
Химический состав и структура
Основа — алюминий, содержание кремния — 11–13 %, магния — 0,8–1,3 %. Железо ограничено до 0,6 %, что снижает выделение игольчатых фаз Al5FeSi и повышает ударную вязкость. Модифицирование титаном (0,05–0,15 %) и бором измельчает зерно до 60–90 мкм, эвтектический кремний приобретает глобулярную форму после термообработки Т6. Пористость газового происхождения устраняется вакуумированием формы и продувкой расплава аргоном.
Механические и литейные характеристики
| Состояние | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| Литьё (без ТО) | 170–200 | 110–130 | 2–4 | 60–70 |
| Т5 (искусственное старение) | 230–260 | 180–200 | 3–5 | 80–95 |
| Т6 (закалка + старение) | 280–310 | 220–250 | 5–8 | 95–110 |
Температура заливки — 680–720 C, линейная усадка — 0,8–1,1 %. Сплав устойчив к образованию усадочной рыхлости при питании массивных узлов прибылями; горячеломкость ниже, чем у АК12, за счёт суженного интервала кристаллизации.
Области применения отливок ВАЛ12
- Корпуса редукторов и насосных агрегатов в нефтегазовом оборудовании.
- Картеры компрессоров и блоки цилиндров пневматических систем.
- Кронштейны и силовые элементы шасси в транспортном машиностроении.
- Корпусные детали приборов и электротехнических шкафов.
- Арматура трубопроводов низкого давления в системах водоснабжения.
- Детали сельскохозяйственной техники, работающие при вибрационных нагрузках.
Технологические особенности литья
При литье в кокиль ВАЛ12 обеспечивает чистую поверхность без пригара; для литья под давлением сплав применяют при скоростях прессования 2–4 м/с и температуре формы 200–250 C. Термообработку Т6 проводят по режиму: закалка от 530–540 C в воду, старение при 160–175 C в течение 6–10 ч. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, с образованием сливной стружки; свариваемость ограничена, рекомендуется аргонодуговая сварка с подогревом до 150–200 C.
Вопросы и ответы
Чем ВАЛ12 отличается от АК12?
ВАЛ12 содержит магний (0,8–1,3 %) и модифицирован титаном и бором, что позволяет упрочнять сплав термообработкой Т5 и Т6. АК12 — эвтектический силумин без магния, не упрочняемый старением, с более низкими прочностными характеристиками.
Какая минимальная толщина стенки достижима при литье ВАЛ12?
При литье в кокиль — от 3 мм, при литье под давлением — от 2 мм. Для тонкостенных отливок температуру расплава поддерживают на верхней границе 700–720 C, чтобы избежать незаливов.
Применяется ли ВАЛ12 для герметичных корпусов?
Да, при условии вакуумирования формы и контроля газосодержания расплава. Отливки выдерживают испытание на герметичность при давлении до 0,6 МПа без пропитки.
Какой режим термообработки Т6 оптимален для ВАЛ12?
Закалка от 530–540 C в воду с последующим старением при 160–175 C в течение 6–10 ч. Такой режим обеспечивает предел прочности 280–310 МПа и относительное удлинение 5–8 %.
