Металлические заготовки АМФ в Минске

Металлические заготовки АМФ: алюмоматричные композиты с карбидом кремния

Металлические заготовки АМФ — это алюмоматричные композиционные материалы (АМК), армированные частицами карбида кремния SiC. Аббревиатура АМФ в номенклатуре металлургических заготовок обозначает алюминиевую матрицу с функциональным упрочнением дисперсной керамической фазой. Заготовки выпускаются в виде цилиндрических слитков, прямоугольных плит и мерных прутков, полученных методами жидкофазного совмещения, порошковой металлургии или механического легирования с последующим прессованием.

Состав и структурные параметры

Матричная основа заготовок АМФ — технически чистый алюминий или низколегированные сплавы систем Al–Mg, Al–Cu, Al–Si. Объёмная доля SiC варьируется от 5 до 40 %. Размер частиц армирующей фазы — от 3 до 50 мкм. Градиентное распределение упрочнителя по сечению заготовки обеспечивает износостойкость поверхностных слоёв при сохранении пластичности сердцевины.

• АМФ-5 — 5 % SiC, матрица А7, предел прочности 180–210 МПа
• АМФ-15 — 15 % SiC, матрица АД1, твёрдость 70–85 HB
• АМФ-20 — 20 % SiC, матрица АМг6, предел текучести 240–270 МПа
• АМФ-30 — 30 % SiC, матрица АК12, модуль упругости 105–115 ГПа
• АМФ-40 — 40 % SiC, матрица силумин, износостойкость в 4–6 раз выше АК12

Технические характеристики

Технология получения

Заготовки АМФ производятся методами жидкофазной инфильтрации пористых SiC-преформ расплавом алюминия, stir casting с механическим перемешиванием суспензии, а также компактированием механоактивированных порошковых смесей. Температура литья — 680–780 C в зависимости от матричного сплава. Горячее изостатическое прессование при 450–520 C и давлении 100–150 МПа снижает пористость до 1–2 %. Отжиг заготовок проводится при 300–350 C для снятия внутренних напряжений.

Области применения

• Тормозные диски и суппорты высокоскоростного железнодорожного транспорта
• Гильзы и поршни форсированных ДВС, детали цилиндропоршневой группы
• Корпуса электронных модулей и теплоотводы силовой электроники
• Оснастка для горячей штамповки и пресс-формы литья под давлением
• Элементы протезов и эндопротезов с регулируемым модулем упругости
• Буровые долота и элементы нефтегазового оборудования

Механическая обработка

Обработка заготовок АМФ затруднена абразивным действием SiC. Применяются резцы с поликристаллическими алмазными пластинами PCD, режимы резания: скорость 200–400 м/мин, подача 0,05–0,15 мм/об. Сверление выполняется твердосплавными свёрлами с алмазным покрытием при обильном охлаждении. Лазерная резка волоконным лазером мощностью 2–4 кВт обеспечивает кромку без микротрещин.

Вопросы и ответы