Металлические отливки АЛ4 в Минске

Металлические отливки из алюминиевого сплава АЛ4

Металлические отливки из сплава АЛ4 — это фасонные заготовки, получаемые литьём под давлением, в кокиль или в песчано-глинистые формы из алюминиево-кремниевого силумина эвтектического состава. Сплав АЛ4 (аналог АК9ч по ГОСТ 1583–93) относится к группе литейных алюминиевых сплавов системы Al–Si–Mg и характеризуется содержанием кремния 8,0–10,5 %, магния 0,17–0,30 %, марганца 0,25–0,50 %. Благодаря узкому интервалу кристаллизации материал обеспечивает высокую жидкотекучесть, что позволяет получать тонкостенные отливки сложной конфигурации с минимальными литейными усадочными дефектами.

Отливки из АЛ4 применяются в состоянии Т1 (без термической обработки), Т4 (закалка) и Т6 (закалка с искусственным старением). После закалки при 535 5 C и старения при 175 5 C сплав достигает предела прочности 220–245 МПа при относительном удлинении 2–4 %. Герметичность отливок обеспечивается мелкозернистой структурой эвтектики, что делает материал пригодным для корпусных деталей, работающих под давлением до 10 МПа.

Технологические особенности производства

Литьё под давлением из АЛ4 ведётся при температуре расплава 680–750 C и температуре пресс-формы 150–250 C. Для кокильного литья рекомендуется подогрев формы до 200–300 C. Сплав склонен к поглощению водорода в расплавленном состоянии, поэтому требуется рафинирование расплава гексахлорэтаном или аргоном с последующим отстаиванием в течение 15–20 минут. Модифицирование натрием или стронцием не требуется — эвтектический состав уже обеспечивает оптимальную морфологию кремния.

Механическая обрабатываемость отливок из АЛ4 оценивается как удовлетворительная: резание сопровождается образованием сливной стружки, достигается шероховатость поверхности Ra 1,6–3,2 мкм. Сварка отливок выполняется аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадочной проволокой СвАК5, при этом прочность сварного шва составляет не менее 0,8 прочности основного металла.

Эксплуатационные характеристики

Отливки из АЛ4 сохраняют работоспособность в интервале температур от –60 до +300 C. При длительном нагреве свыше 200 C наблюдается незначительное снижение прочностных показателей, однако коррозионная стойкость в атмосферных условиях и в пресной воде остаётся стабильной. Сплав не склонен к межкристаллитной коррозии после термической обработки по режиму Т6.

Типовые механические свойства отливок из АЛ4 в состоянии Т6:

Области применения

Металлические отливки из АЛ4 востребованы в узлах, где сочетание малой плотности (2,65–2,68 г/см) и достаточной прочности позволяет снизить массу конструкции без потери несущей способности. Основные направления использования:

• корпусные детали насосов, компрессоров и гидрораспределителей, работающие при давлении до 10 МПа;
• картеры редукторов и коробок передач в стационарном машиностроении;
• корпуса электродвигателей, вентиляторов и воздуходувок;
• арматура трубопроводов — корпуса задвижек, клапанов, фильтров;
• детали топливной аппаратуры и систем смазки дизельных двигателей;
• корпусные элементы контрольно-измерительных приборов и датчиков.

В авиационной и ракетной технике отливки из АЛ4 применяются для изготовления кронштейнов, фланцев и переходников, работающих при знакопеременных нагрузках. В судостроении сплав используется для арматуры систем охлаждения и балластных систем, контактирующих с морской водой при условии нанесения защитных покрытий.

Контроль качества отливок

Приёмка металлических отливок из АЛ4 выполняется по ГОСТ 1583–93 и ГОСТ 9012–59. Каждая партия подвергается рентгенографическому контролю на наличие газовой пористости и усадочных раковин. Допустимый уровень пористости для ответственных деталей — не более 2 баллов по шкале эталонов. Герметичность корпусных отливок проверяется опрессовкой воздухом под давлением 0,5–1,0 МПа с выдержкой не менее 5 минут.

Химический состав контролируется спектральным методом на содержание кремния, магния, марганца, железа (не более 0,6 %) и меди (не более 0,3 %). Отклонения по геометрическим размерам отливок, получаемых литьём под давлением, соответствуют 5–7 квалитету точности, что в большинстве случаев исключает необходимость последующей механической обработки посадочных поверхностей.

Вопросы и ответы