Металлические чушки МА20: состав и назначение
Металлические чушки МА20 — это алюминиевые литейные сплавы в форме чушек, соответствующие маркировке по ГОСТ 1583-93. Обозначение МА20 относится к сплавам системы Al–Si–Cu–Mg, где цифра указывает на порядковый номер состава в классификации. Материал предназначен для изготовления фасонных отливок методами литья в кокиль, под давлением и в песчано-глинистые формы. Чушки МА20 поставляются в виде плоских слитков массой 15–20 кг, что обеспечивает удобство дозирования при загрузке плавильных агрегатов.
Химический состав МА20 регламентирован и включает кремний (6,0–8,0%), медь (2,0–3,5%), магний (0,2–0,5%), марганец (до 0,5%), железо (до 0,8%). Остальное — алюминий. Легирующие компоненты обеспечивают сочетание жидкотекучести и механической прочности, необходимое для тонкостенных отливок сложной конфигурации. Сплав относится к группе доэвтектических силуминов, что определяет его поведение при кристаллизации и усадке.
Технологические характеристики и режимы плавки
При работе с чушками МА20 необходимо учитывать склонность к поглощению водорода в расплавленном состоянии. Рекомендуется расплавление при температуре 720–750 C с последующей выдержкой под флюсом и дегазацией аргоном или хлорсодержащими препаратами. Модифицирование эвтектического кремния натриевыми или стронциевыми лигатурами повышает пластические свойства отливок. Температура заливки для кокильного литья составляет 680–720 C, для литья под давлением — 640–680 C.
Линейная усадка сплава МА20 находится в пределах 0,9–1,1%, что требует учёта при конструировании литейной оснастки. Герметичность отливок обеспечивается при толщине стенок от 3 мм. Сплав склонен к образованию усадочной пористости в массивных узлах, поэтому для ответственных деталей применяют прибыли и холодильники. Обрабатываемость резанием оценивается как удовлетворительная, стружка ломкая, что снижает нагрузку на режущий инструмент.
Механические свойства и области применения
Отливки из МА20 после термической обработки по режиму Т6 (закалка при 515–525 C, старение при 175–185 C) демонстрируют предел прочности 220–260 МПа при относительном удлинении 1,5–3,0%. Твёрдость по Бринеллю достигает 80–95 HB. Без термообработки прочностные характеристики ниже: предел прочности — 160–190 МПа. Сплав сохраняет работоспособность при температурах до 200 C, что ограничивает его применение в узлах, подверженных длительному нагреву.
Основные потребители МА20 — предприятия автомобильной промышленности, производители насосного оборудования и электротехнических изделий. Из сплава изготавливают картеры, корпуса редукторов, блоки цилиндров воздушного охлаждения, кронштейны, корпусные детали гидрораспределителей. Хорошая герметичность позволяет использовать МА20 для отливок, работающих под давлением масла или топлива. В электротехнике сплав применяется для корпусов распределительных щитов и элементов заземляющих устройств.
Сравнение с альтернативными марками
По сравнению с силумином АК9ч (АЛ4) сплав МА20 содержит больше меди, что повышает прочность при нагреве, но снижает коррозионную стойкость. Относительно АК7ч (АЛ9) МА20 уступает по пластичности, однако превосходит по твёрдости и износостойкости. Выбор между этими марками определяется условиями эксплуатации: для деталей, работающих в агрессивных средах, предпочтителен АК7ч, для нагруженных узлов трения — МА20.
| Параметр | МА20 (Т6) | АК7ч (Т6) | АК9ч (Т6) | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 220–260 | 200–240 | 180–220 | Испытание на растяжение |
| Относительное удлинение, % | 1,5–3,0 | 2,0–4,0 | 1,0–2,5 | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость, HB | 80–95 | 70–85 | 75–90 | ГОСТ 9012 |
| Жидкотекучесть, мм | 350–400 | 380–420 | 360–410 | Проба на спираль |
Особенности закупки и входного контроля
При поставке чушек МА20 каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава. Входной контроль включает спектральный анализ на содержание кремния, меди и железа. Допустимое отклонение по массе чушки — 5%. Поверхность слитков не должна иметь загрязнений, шлаковых включений и глубоких усадочных раковин. Хранение осуществляется в сухих складских помещениях на деревянных поддонах, исключающих контакт с влажным полом.
Переплавку отходов собственного производства (литники, бракованные отливки) рекомендуется проводить с добавлением до 30% свежих чушек МА20 для стабилизации состава. Накопление железа в шихте при многократном переплаве снижает пластические свойства, поэтому необходим периодический контроль содержания Fe. При использовании вторичных материалов доля чушек МА20 в шихте должна составлять не менее 50% для ответственных отливок.
Вопросы и ответы
Какая температура заливки оптимальна для МА20 при литье в кокиль?
Для кокильного литья рекомендуется температура заливки 680–720 C. Перегрев выше 750 C приводит к интенсивному окислению и насыщению расплава водородом, что увеличивает пористость отливок.
Требуется ли термическая обработка отливок из МА20?
Термообработка по режиму Т6 (закалка и искусственное старение) повышает предел прочности с 160–190 МПа до 220–260 МПа. Для деталей, работающих без значительных нагрузок, допускается использование в литом состоянии.
Какие дефекты характерны для отливок из МА20?
Основные дефекты — усадочная рыхлота в термических узлах и газовая пористость. Устраняются корректировкой литниковой системы, установкой прибылей и применением вакуумной дегазации расплава.
Можно ли сваривать отливки из МА20?
Сварка аргонодуговая с присадочной проволокой того же состава допускается для исправления поверхностных дефектов. После сварки рекомендуется повторная термическая обработка для восстановления свойств в зоне шва.
