Металлические чушки АК5Мч: алюминиевый сплав для литейного производства
Металлические чушки АК5Мч — это первичные отливки из алюминиевого литейного сплава системы Al–Si–Cu–Mg, изготовленные по ГОСТ 1583-93. Марка АК5Мч относится к группе силуминов с содержанием кремния 4,5–6,0 % и меди 4,5–6,0 %, что обеспечивает сочетание высокой жидкотекучести и повышенной прочности после термической обработки. Чушки предназначены для переплава в литейных цехах и производства фасонных отливок методами литья в кокиль, под давлением и в песчаные формы.
Химический состав и структура
Сплав АК5Мч регламентируется ГОСТ 1583-93 и поставляется в виде чушек массой от 6 до 22 кг. Химический состав контролируется по массовым долям основных элементов:
- Кремний (Si) — 4,5–6,0 %
- Медь (Cu) — 4,5–6,0 %
- Магний (Mg) — 0,2–0,5 %
- Марганец (Mn) — 0,2–0,5 %
- Железо (Fe) — не более 0,8 %
- Примеси (Ni, Zn, Pb, Sn) — суммарно не более 1,2 %
Структура сплава в литом состоянии представлена -твёрдым раствором на основе алюминия и эвтектикой Al–Si с включениями фаз CuAl и MgSi. Такая гетерогенная структура обеспечивает упрочнение после закалки и искусственного старения при температуре 175–185 C.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 2,65–2,70 | 20 C | г/см | ГОСТ 1583-93 |
| Предел прочности (в) | 230–280 | после Т6 | МПа | ГОСТ 1497-84 |
| Относительное удлинение () | 1,5–3,0 | после Т6 | % | ГОСТ 1497-84 |
| Твёрдость по Бринеллю | 70–90 | после старения | HB | ГОСТ 9012-59 |
| Температура плавления | 540–620 | солидус–ликвидус | C | — |
| Линейная усадка | 0,8–1,1 | литьё в кокиль | % | ГОСТ 1583-93 |
Технологические свойства и переработка
Чушки АК5Мч плавятся в индукционных тигельных печах или газовых отражательных печах при температуре 680–750 C. Сплав обладает высокой жидкотекучестью (700–800 мм по спиральной пробе), что позволяет получать тонкостенные отливки с толщиной стенки от 3 мм. Для модифицирования эвтектики применяют натрий или стронций в количестве 0,02–0,05 % от массы расплава.
При литье под давлением чушки АК5Мч обеспечивают стабильное заполнение пресс-форм с усилием запирания от 250 до 800 тонн. Сплав склонен к образованию пористости при перегреве выше 780 C, поэтому рекомендуется контролировать температуру расплава термопарами типа ХА (хромель-алюмель).
Области применения
- Корпусные детали насосного и компрессорного оборудования
- Поршни и головки блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания
- Арматура трубопроводных систем нефтегазовой отрасли
- Кронштейны и силовые элементы шасси в автомобилестроении
- Детали электротехнических шкафов и распределительных устройств
- Запорная арматура для химического машиностроения
Условия эксплуатации и ограничения
Отливки из АК5Мч работоспособны при температурах от –60 C до +200 C. Длительная эксплуатация при температуре выше 200 C приводит к коагуляции упрочняющих фаз и снижению прочности. Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, но требует защитных покрытий при контакте с морской водой и агрессивными средами.
Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, обеспечивается твердосплавным инструментом с покрытием TiN или TiAlN. Свариваемость ограничена из-за склонности к образованию горячих трещин; для соединения деталей предпочтительны механические крепления или пайка.
Вопросы и ответы
Какая масса чушки АК5Мч по ГОСТ 1583-93?
Стандартная масса чушки — от 6 до 22 кг. По согласованию с потребителем допускается изготовление чушек другой массы с отклонением не более 5 %.
Чем АК5Мч отличается от АК5М?
АК5Мч содержит повышенное количество меди (4,5–6,0 % против 4,0–5,0 % у АК5М) и имеет более узкие допуски по примесям, что обеспечивает стабильные механические свойства после термической обработки.
Какая термообработка применяется для отливок из АК5Мч?
Режим Т6: закалка при 515–525 C с выдержкой 4–6 часов, охлаждение в воде, затем искусственное старение при 175–185 C в течение 6–10 часов.
Допускается ли переплав чушек АК5Мч без модифицирования?
Да, но без модифицирования эвтектика приобретает игольчатую форму, что снижает пластичность. Рекомендуется вводить модификатор (Na, Sr) в количестве 0,02–0,05 %.
