Металлические отливки АК5М2 в Минске


Металлические отливки АК5М2 — алюминиевый силумин для ответственного литья

Металлические отливки АК5М2 — это изделия, получаемые литьём из алюминиево-кремниевого сплава системы Al–Si–Cu, легированного медью в диапазоне 1,5–3,5%. Материал относится к группе доэвтектических силуминов и предназначен для фасонного литья в кокиль, под давлением и в песчано-глинистые формы. Сплав АК5М2 сочетает высокую жидкотекучесть с удовлетворительной герметичностью, что делает его пригодным для изготовления корпусных деталей, работающих под избыточным давлением до 10 МПа.

Химический состав регламентируется ГОСТ 1583–93. Основные легирующие компоненты — кремний (4,5–6,5%) и медь (1,5–3,5%). Присутствие меди обеспечивает упрочнение твёрдого раствора и формирование интерметаллидных фаз CuAl, повышающих механические свойства после термической обработки. Содержание примесей ограничено: железо — не более 1,5% для литья в кокиль, цинк — до 0,5%, свинец и олово — до 0,05% каждый.

Механические свойства и структура

В литом состоянии (без термообработки) отливки АК5М2 демонстрируют временное сопротивление разрыву 147–177 МПа, относительное удлинение — 1–2%, твёрдость — 50–65 HB. После закалки и искусственного старения по режиму Т5 прочностные характеристики возрастают до 196–225 МПа при сохранении пластичности на уровне 0,5–1%. Структура сплава состоит из -твёрдого раствора, эвтектики ( + Si) и включений медьсодержащих фаз, распределение которых определяет обрабатываемость резанием и герметичность отливки.

Модифицирование сплава натриевыми или стронциевыми лигатурами перед заливкой измельчает эвтектический кремний, что повышает пластичность и усталостную прочность. Для ответственных деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, рекомендуется контроль пористости рентгеновским или ультразвуковым методом.

Технологические параметры литья

Температура заливки при литье в кокиль составляет 680–750 C, при литье под давлением — 640–700 C. Интервал кристаллизации сплава — 515–595 C, что обеспечивает хорошее заполнение тонкостенных полостей толщиной от 2 мм. Линейная усадка — 0,9–1,1%, что требует учёта при конструировании пресс-форм и кокилей. Сплав склонен к усадочной пористости в массивных сечениях, поэтому применяются прибыли и холодильники для направленного затвердевания.

Герметичность отливок достигается пропиткой под давлением или последующей заваркой дефектных участков аргонодуговой сваркой с присадочным прутком того же состава. Рекомендуемый режим искусственного старения — выдержка при 175 5 C в течение 6–8 часов.

Применение отливок АК5М2

  • Корпуса топливных насосов и гидрораспределителей для авиационной и автомобильной техники
  • Картеры компрессоров и редукторов, работающие при температурах до 200 C
  • Корпусные детали электроинструмента и промышленных швейных машин
  • Элементы тормозных систем и сцепления грузовых автомобилей
  • Корпуса измерительных приборов и датчиков давления
  • Детали арматуры трубопроводов — корпуса клапанов и вентилей

Сравнение характеристик в зависимости от способа литья

Способ литьяПредел прочности, МПаОтносительное удлинение, %Твёрдость, HBГерметичность
В кокиль177–1961,0–2,055–65Высокая
Под давлением196–2250,5–1,560–75Средняя
В песчаные формы147–1671,0–2,050–60Требует пропитки

При заказе металлических отливок АК5М2 необходимо указывать способ литья, категорию плотности по ГОСТ 1583–93 и необходимость термической обработки. Для деталей, эксплуатируемых в агрессивных средах, рекомендуется анодное оксидирование поверхности, повышающее коррозионную стойкость в условиях повышенной влажности и контакта с морской водой.

Вопросы и ответы

Какие виды термической обработки применяются для отливок АК5М2?

Основные режимы — закалка с последующим искусственным старением (Т5) и без термической обработки (F). Закалка проводится с температуры 515–525 C с выдержкой 4–6 часов, старение — при 175 C в течение 6–8 часов.

Можно ли сваривать отливки из АК5М2?

Да, сплав поддаётся аргонодуговой сварке неплавящимся электродом с присадкой того же состава. Для ответственных швов рекомендуется подогрев до 150–200 C и последующая термическая обработка для снятия напряжений.

Какая минимальная толщина стенки достижима при литье под давлением?

При литье под давлением возможны стенки от 1,5–2 мм при условии оптимальной конструкции пресс-формы и температуры заливки 680–700 C. Для кокильного литья минимальная толщина — 3–4 мм.

Чем отличается АК5М2 от сплава АК9ч?

АК5М2 содержит медь (1,5–3,5%), что обеспечивает более высокую прочность после термообработки, но снижает коррозионную стойкость. АК9ч — нелегированный медь силумин с лучшей пластичностью, но меньшей жаропрочностью.