Металлические чушки АК13: состав и назначение
Металлические чушки АК13 — литейный алюминиевый сплав системы Al–Si, соответствующий ГОСТ 1583–93. Основной легирующий компонент — кремний в диапазоне 10–13 %, что относит материал к группе доэвтектических и эвтектических силуминов. В зависимости от назначения сплав поставляется в чушках массой 15–18 кг, что обеспечивает удобство дозирования при загрузке плавильных агрегатов.
Химический состав АК13 регламентирован по содержанию примесей: железо — не более 0,6–1,5 % (в зависимости от марки), медь — до 0,6 %, цинк — до 0,3 %. Ограничение по сумме примесей гарантирует стабильность механических свойств отливок, получаемых из данного сплава.
Технологические характеристики сплава АК13
Сплав АК13 обладает высокой жидкотекучестью — 35–40 мм по спиральной пробе, что позволяет заполнять тонкостенные формы сложной конфигурации. Линейная усадка составляет 0,8–1,1 %, что учитывается при конструировании литейной оснастки и назначении припусков на механическую обработку.
Механические свойства отливок из АК13 зависят от способа литья:
- литье в песчаные формы: временное сопротивление — 147–157 МПа, относительное удлинение — 1–2 %;
- литье в кокиль: временное сопротивление — 157–177 МПа, относительное удлинение — 1–3 %;
- литье под давлением: временное сопротивление — 177–196 МПа, относительное удлинение — 1–2,5 %;
- твердость по Бринеллю — 50–60 HB.
Герметичность отливок обеспечивается эвтектическим составом: при содержании кремния около 12 % формируется плотная структура без усадочной пористости в массивных сечениях.
Применение чушек АК13 в промышленности
Чушки АК13 используются преимущественно для производства фасонных отливок методом литья под давлением на машинах с холодной и горячей камерой прессования. Основные потребители — предприятия автомобилестроения, производящие корпусные детали, картеры, блоки цилиндров, а также производители бытовой техники и электроинструмента.
Типовые изделия из сплава АК13:
- корпуса редукторов и насосов;
- детали топливной аппаратуры;
- корпусные элементы электродвигателей;
- кронштейны и элементы подвески;
- теплообменные аппараты и радиаторы.
Сплав пригоден для аргонодуговой сварки и пайки, что расширяет возможности ремонта литых деталей и сборки узлов. Антикоррозионная стойкость АК13 в атмосферных условиях и пресной воде достаточна для эксплуатации изделий без дополнительных защитных покрытий.
Особенности плавки и заливки
Переплав чушек АК13 выполняется в тигельных и отражательных печах сопротивления, а также в индукционных печах промышленной частоты. Рекомендуемая температура перегрева расплава — 720–760 C, температура заливки в зависимости от толщины стенок отливки — 680–740 C. Модифицирование эвтектического кремния фосфором в количестве 0,05–0,1 % обеспечивает измельчение первичных выделений и повышение пластических свойств.
При ведении плавки необходим контроль содержания газов: расплав склонен к поглощению водорода, поэтому рекомендуется рафинирование таблетированными флюсами или продувка инертным газом. Для защиты зеркала расплава от окисления применяют покровные флюсы на основе хлоридов и фторидов щелочных металлов.
| Параметр | Литье в песчаные формы | Литье в кокиль | Литье под давлением | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Временное сопротивление, МПа | 147–157 | 157–177 | 177–196 | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 1,0–2,0 | 1,0–3,0 | 1,0–2,5 | ГОСТ 1497 |
| Твердость, HB | 50–55 | 50–58 | 55–60 | ГОСТ 9012 |
| Жидкотекучесть, мм | 35–40 | 35–40 | 35–40 | Спиральная проба |
Условия поставки и хранения
Чушки АК13 поставляются в связанном виде или насыпью в контейнерах. На каждой чушке наносится маркировка с указанием марки сплава и номера плавки. Хранение должно исключать контакт с влагой и атмосферными осадками: попадание воды в расплав при загрузке вызывает интенсивное газонасыщение и повышает риск выброса металла из печи.
При приемке партии проверяется химический состав спектральным методом на соответствие паспорту качества. Допустимое отклонение по содержанию кремния — 0,5 % от номинального значения, по примесям — в пределах, установленных ГОСТ 1583–93.
Вопросы и ответы
Какая температура заливки рекомендуется для сплава АК13?
Температура заливки зависит от конфигурации отливки: для тонкостенных деталей — 720–740 C, для массивных отливок — 680–700 C. Перегрев расплава выше 760 C не рекомендуется из-за интенсивного газонасыщения.
Чем отличается АК13 от сплава АК12?
Содержание кремния в АК13 составляет 10–13 %, в АК12 — 10–13 % по ГОСТ 1583–93, однако АК13 имеет расширенные пределы по примесям и поставляется как вторичный сплав. АК12 относится к первичным сплавам с более жесткими ограничениями по железу.
Требуется ли модифицирование при переплаве чушек АК13?
Для отливок с толщиной стенки более 10 мм рекомендуется модифицирование фосфором для измельчения первичного кремния. Для тонкостенных отливок, получаемых литьем под давлением, модифицирование не обязательно.
Какие дефекты возникают при нарушении режима плавки АК13?
Основные дефекты — газовая пористость и неметаллические включения. При перегреве расплава свыше 780 C возрастает содержание водорода, что приводит к образованию раковин в отливках. Рафинирование и контроль температуры исключают эти явления.
