Силумин гранулы АК13 — лигатура для алюминиевых сплавов
Силумин гранулы АК13 — это рассыпной алюминиево-кремниевый сплав эвтектического состава, поставляемый в виде гранул для дозированного введения в расплав. Содержание кремния в пределах 12–14 % обеспечивает формирование эвтектической структуры, что делает материал востребованным при производстве отливок сложной конфигурации. Гранулированная форма поставки исключает необходимость колки чушки и позволяет точно контролировать массу загружаемой порции при приготовлении шихты.
Химический состав и структура
Основу АК13 составляет алюминий (баланс) и кремний в количестве 12–14 %. В качестве примесей нормируются железо (до 0,7 %), марганец, цинк, медь и титан. Эвтектическая точка в системе Al–Si соответствует содержанию кремния около 12,6 %, поэтому АК13 относится к доэвтектическим силуминам с температурой плавления в диапазоне 575–585 C. Гранулы получают методом распыления расплава с последующим охлаждением в водной среде, что обеспечивает мелкозернистую структуру и минимальную ликвацию компонентов.
Технологические преимущества гранулированной формы
Гранулы АК13 размером 5–15 мм характеризуются высокой насыпной плотностью и низкой склонностью к окислению при хранении. При введении в расплав гранулы быстро погружаются под зеркало металла, что сокращает угар кремния и снижает газонасыщение. По сравнению с чушковым силумином гранулированный материал обеспечивает более равномерное распределение кремния по объему ванны и упрощает автоматизацию процесса загрузки в плавильные агрегаты.
Применение в литейном производстве
АК13 применяется в качестве шихтовой заготовки и корректирующей лигатуры при производстве отливок из алюминиевых сплавов. Основные направления использования:
- литье под давлением корпусных деталей, кронштейнов и элементов трансмиссии на машинах с горячей и холодной камерой прессования;
- кокильное литье деталей насосного оборудования, арматуры и теплообменников;
- литье в песчано-глинистые формы для получения крупногабаритных отливок с толщиной стенки до 20 мм;
- модифицирование и рафинирование алюминиевых расплавов в тигельных и отражательных печах;
- приготовление вторичных алюминиевых сплавов с заданным содержанием кремния.
Физико-механические характеристики
Сплав АК13 в литом состоянии демонстрирует предел прочности при растяжении 170–200 МПа, относительное удлинение 4–7 % и твердость по Бринеллю 55–65 HB. Жидкотекучесть эвтектического силумина максимальна среди алюминиево-кремниевых сплавов, что позволяет заполнять тонкостенные полости форм и получать отливки с высокой точностью геометрических размеров. Линейная усадка составляет 0,8–1,1 %, что обеспечивает стабильность размеров при серийном производстве.
| Параметр | Значение для АК13 | Метод контроля | Типичное применение | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание кремния | 12–14 % | Спектральный анализ | Шихтовые заготовки | Эвтектический состав |
| Температура плавления | 575–585 C | Термический анализ | Плавка в тигельных печах | Ниже, чем у чистого алюминия |
| Предел прочности | 170–200 МПа | Испытания на растяжение | Ответственные отливки | В литом состоянии |
| Относительное удлинение | 4–7 % | ГОСТ 1497 | Детали с ударными нагрузками | Зависит от модифицирования |
| Размер гранул | 5–15 мм | Сита | Автоматическая загрузка | Фракция по согласованию |
Особенности плавки и модифицирования
При использовании гранул АК13 в качестве шихты рекомендуется перегрев расплава до 720–760 C с последующей выдержкой 15–20 минут для гомогенизации. Для повышения механических свойств отливок применяют модифицирование натриевыми или стронциевыми флюсами, что переводит эвтектический кремний из пластинчатой формы в волокнистую. Рафинирование расплава хлорсодержащими препаратами или продувкой аргоном снижает содержание водорода до уровня ниже 0,15 см/100 г металла.
Вопросы и ответы
Чем гранулы АК13 отличаются от чушки силумина?
Гранулы обеспечивают точное дозирование при загрузке, исключают операцию колки и снижают угар кремния за счет быстрого погружения в расплав. Чушка требует предварительного дробления и менее удобна для автоматизированных линий подачи шихты.
Для каких сплавов используется АК13 в качестве лигатуры?
АК13 применяется для корректировки содержания кремния в алюминиевых сплавах марок АК7, АК9, АК12 и вторичных силуминах. Введение гранул позволяет довести концентрацию кремния до требуемого уровня без изменения содержания других легирующих элементов.
Как хранить гранулы АК13?
Гранулы хранят в сухих закрытых складских помещениях на поддонах, исключая контакт с влагой и атмосферными осадками. При длительном хранении на поверхности гранул образуется плотная оксидная пленка, которая не препятствует плавке, но должна учитываться при расчете выхода годного.
Какая температура заливки рекомендуется для отливок из АК13?
Оптимальная температура заливки составляет 680–720 C для кокильного литья и 650–690 C для литья под давлением. Перегрев выше 780 C приводит к интенсивному газонасыщению и огрублению эвтектики.
