Силумин гранулы АК12Ч: литейный сплав для производства гранул и порошков
Силумин гранулы АК12Ч — это гранулированный алюминиево-кремниевый сплав эвтектического типа с содержанием кремния 10–13 %, модифицированный и рафинированный, предназначенный для переплава, производства порошковой продукции и литейных заготовок. Гранулы получают распылением расплава в инертной среде или воде с последующей сушкой и классификацией по фракциям. Сплав соответствует ГОСТ 1583-93 (марка АК12ч) и применяется в литейном производстве, порошковой металлургии и аддитивных технологиях.
Химический состав и технические характеристики
АК12Ч — эвтектический силумин с узким интервалом кристаллизации, что обеспечивает высокую жидкотекучесть и минимальную усадку. Кремний в составе образует эвтектику с алюминием, обеспечивая износостойкость и низкий коэффициент термического расширения. Модифицирование натрием или стронцием измельчает эвтектику, повышая механические свойства.
- Кремний (Si) — 10,0–13,0 %
- Железо (Fe) — не более 0,5 %
- Медь (Cu) — не более 0,1 %
- Марганец (Mn) — не более 0,1 %
- Магний (Mg) — не более 0,1 %
- Алюминий (Al) — основа
Температура плавления сплава — 555–575 C. Плотность в твёрдом состоянии — 2,65–2,70 г/см. Предел прочности при растяжении в литом состоянии — 150–180 МПа. Твёрдость по Бринеллю — 50–65 HB. Гранулы выпускаются фракциями от 0,1 до 5,0 мм в зависимости от метода распыления.
Фракционный состав и насыпные характеристики
| Фракция, мм | Насыпная плотность, г/см | Метод получения | Применение | Упаковка |
|---|---|---|---|---|
| 0,1–0,5 | 1,3–1,5 | Газовая атомизация | Порошковая металлургия, МИМ | Барабаны 50 кг |
| 0,5–1,0 | 1,4–1,6 | Газовая атомизация | Аддитивные технологии (SLM, DMLS) | Барабаны 50 кг |
| 1,0–2,0 | 1,5–1,7 | Центробежное распыление | Переплав, литьё под давлением | Мешки 25 кг |
| 2,0–3,0 | 1,6–1,8 | Центробежное распыление | Шихта для вагранок и индукционных печей | Мешки 25 кг |
| 3,0–5,0 | 1,7–1,9 | Водяное распыление | Переплав, раскисление | Биг-бэги 1000 кг |
Технология получения гранул
Производство гранул АК12Ч включает расплавление шихты в индукционной тигельной печи или печи сопротивления, рафинирование от газов и неметаллических включений, модифицирование и распыление расплава. Распыление осуществляется газом (аргон, азот) или водой под давлением 5–15 МПа. Скорость охлаждения частиц достигает 10–10 К/с, что формирует мелкозернистую структуру с дисперсными включениями кремния.
Гранулы проходят классификацию на виброситах или воздушных сепараторах, сушку при 80–120 C и магнитную сепарацию для удаления ферромагнитных примесей. Влажность готовой продукции — не более 0,1 %. Содержание кислорода в гранулах — не более 0,15 %.
Применение в промышленности
- Порошковая металлургия — изготовление спечённых деталей, втулок, фильтров
- Аддитивные технологии — сырьё для SLM, DMLS, EBM-принтеров
- Литейное производство — шихта для индукционных печей ИЧТ, ИСТ, вагранок
- Металлургия — раскисление и модифицирование стали и сплавов
- Автомобилестроение — производство поршней, головок блоков цилиндров
- Авиастроение — лёгкие корпусные детали, кронштейны, арматура
В литейном производстве гранулы АК12Ч загружаются в тигель индукционной печи совместно с чушковым силумином для корректировки состава по кремнию. В порошковой металлургии гранулы фракции 0,1–0,5 мм используются для холодного и горячего изостатического прессования. В аддитивных технологиях гранулы 0,5–1,0 мм с насыпной плотностью 1,4–1,6 г/см обеспечивают равномерную подачу в систему дозирования SLM-принтера.
Условия хранения и транспортировки
Гранулы АК12Ч хранятся в закрытых сухих помещениях при температуре не выше 30 C и относительной влажности не более 70 %. Упаковка — герметичные барабаны, мешки из полипропилена с внутренним полиэтиленовым вкладышем или биг-бэги. Срок хранения — 24 месяца со дня изготовления. Транспортировка — всеми видами транспорта в крытых вагонах и контейнерах. При нарушении герметичности упаковки гранулы подлежат сушке перед использованием.
Вопросы и ответы
Чем АК12Ч отличается от АК12?
АК12Ч — модифицированная и рафинированная версия сплава АК12 с ограниченным содержанием железа (не более 0,5 %) и примесей. Буква «ч» обозначает повышенную чистоту. Это обеспечивает более высокие механические свойства и стабильность структуры при литье.
Какая фракция гранул подходит для SLM-принтера?
Для селективного лазерного плавления применяются гранулы фракции 0,5–1,0 мм с насыпной плотностью 1,4–1,6 г/см. Гранулы должны иметь сферическую форму и содержание кислорода не более 0,15 %.
Можно ли использовать гранулы АК12Ч для литья под давлением?
Да, гранулы фракции 1,0–2,0 мм применяются как шихта для литья под давлением. Сплав обеспечивает высокую жидкотекучесть и минимальную усадку, что критично для тонкостенных отливок.
Какой стандарт регламентирует состав АК12Ч?
Состав сплава АК12Ч регламентируется ГОСТ 1583-93. Марка АК12ч входит в группу алюминиево-кремниевых литейных сплавов с содержанием кремния 10–13 %.
