Металлические чушки АК5М: алюминиево-кремниевый сплав для литейного производства
Металлические чушки АК5М — это первичная шихтовая заготовка из алюминиево-кремниевого сплава эвтектического типа, выпускаемая в виде слитков массой 6–22 кг по ГОСТ 1583-93. Сплав марки АК5М относится к системе Al-Si с содержанием кремния 4,5–6,0 % и предназначен для производства фасонных отливок методами литья в кокиль, песчаные формы и под давлением. Чушки служат товарной формой поставки для литейных цехов, где сплав переплавляется в плавильных печах и доводится до требуемого химического состава.
Химический состав и структура
Сплав АК5М содержит кремний в количестве 4,5–6,0 %, что обеспечивает узкий интервал кристаллизации и высокую жидкотекучесть. Медь вводится в пределах 0,35–0,65 %, магний — до 0,3 %, марганец — до 0,5 %. Железо ограничивается 0,8–1,0 % для предотвращения образования грубых игольчатых включений -фазы Al5FeSi, снижающих пластичность. Суммарная доля примесей тяжёлых металлов не превышает 0,15 %. Структура литого сплава — эвтектика Al-Si с включениями первичных кристаллов -твёрдого раствора и интерметаллидных фаз.
Технические характеристики чушек АК5М
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на литьё | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Масса чушки | 6–22 кг | Взвешивание | Удобство загрузки | ГОСТ 1583-93 |
| Плотность | 2650–2700 кг/м | Гидростатическое взвешивание | Расчёт шихты | При 20 C |
| Температура плавления | 575–630 C | Термический анализ | Режим плавки | Интервал кристаллизации |
| Предел прочности в | 160–200 МПа | Растяжение | Прочность отливки | В литом состоянии |
| Относительное удлинение | 1–3 % | Растяжение | Пластичность | Без термообработки |
| Твёрдость HB | 50–65 | Бринелль | Обрабатываемость | Литой сплав |
Технологические свойства
Высокая жидкотекучесть сплава АК5М позволяет заполнять тонкостенные полости сложной конфигурации толщиной от 3 мм. Линейная усадка составляет 0,8–1,1 %, что учитывается при проектировании литниково-питающих систем и изготовлении модельной оснастки. Склонность к образованию горячих трещин умеренная, что связано с эвтектическим характером кристаллизации. Газонасыщенность расплава контролируется вакуум-плотностной пробой; содержание водорода не должно превышать 0,25 см/100 г металла.
Области применения
- Корпусные детали насосного и компрессорного оборудования, работающего при температурах до 200 C.
- Картеры, крышки и фланцы редукторов в станкостроении и общем машиностроении.
- Арматура трубопроводных систем низкого и среднего давления в химической промышленности.
- Детали электротехнических изделий: клеммные коробки, экраны, радиаторные корпуса.
- Заготовки для литья под давлением в автомобилестроении: кронштейны, опоры, кожухи.
- Бытовые и промышленные отливки, не подвергаемые сварке и интенсивным ударным нагрузкам.
Переработка и подготовка шихты
Чушки АК5М загружаются в тигельные, индукционные канальные или отражательные плавильные печи. Температура расплава при заливке поддерживается в диапазоне 680–740 C в зависимости от метода литья. Перед заливкой проводится рафинирование гексахлорэтаном или продувкой аргоном для удаления неметаллических включений и водорода. Модифицирование натрием или стронцием измельчает эвтектику кремния, повышая механические свойства отливок на 15–25 %.
Контроль качества и маркировка
Каждая партия чушек сопровождается сертификатом качества с указанием фактического химического состава по результатам спектрального анализа. На торцевой поверхности слитков наносится маркировка с номером плавки и обозначением сплава. Отбор проб для контроля проводится от каждой плавки в соответствии с требованиями ГОСТ 24231. Поверхность чушек не должна иметь шлаковых включений, заливов и следов коррозии.
Вопросы и ответы
Какое содержание кремния в сплаве АК5М?
Массовая доля кремния составляет 4,5–6,0 %. Этот диапазон обеспечивает эвтектическую структуру и высокую жидкотекучесть расплава при литье в кокиль и песчаные формы.
При какой температуре плавят чушки АК5М?
Рабочая температура расплава при заливке — 680–740 C. Температура начала плавления — 575 C, полного расплавления — около 630 C. Перегрев выше 760 C приводит к насыщению водородом и росту газовой пористости.
Можно ли сваривать отливки из АК5М?
Сплав АК5М относится к ограниченно свариваемым. Сварка возможна аргонодуговым методом с применением присадочного материала АК5, однако в зоне термического влияния снижаются пластичность и коррозионная стойкость.
Чем отличается АК5М от АК12?
АК5М содержит 4,5–6,0 % кремния и легирован медью, что повышает прочность после термообработки. АК12 — заэвтектический силумин с 10–13 % Si, обладающий более высокой износостойкостью, но меньшей прочностью в литом состоянии.
