Гранулы силумина АК5Мч: литейный алюминиево-кремниевый сплав для переработки
Гранулы силумина марки АК5Мч — это гранулированный алюминиево-кремниевый сплав, содержащий 4,5–5,5 % кремния и 0,2–0,5 % меди, модифицированный для измельчения и последующей переработки. В отличие от слиткового силумина АК5М, гранулы АК5Мч получают распылением расплава с последующей кристаллизацией, что обеспечивает однородную структуру эвтектики и стабильный гранулометрический состав. Марка применяется в литейном производстве, порошковой металлургии и аддитивных технологиях, где требуется точная дозировка шихты и высокая скорость плавления.
Химический состав и структура
Сплав АК5Мч относится к системе Al–Si–Cu с ограниченным содержанием примесей. Кремний в пределах 4,5–5,5 % формирует эвтектическую составляющую с температурой плавления около 577 C, что снижает общую температуру ликвидуса до 610–620 C. Медь в количестве 0,2–0,5 % повышает прочностные характеристики после термической обработки. Железо ограничено до 0,6 %, марганец — до 0,3 %, что предотвращает образование грубых игольчатых фаз AlFeSi, снижающих пластичность.
Гранулы имеют размер 0,5–3,0 мм в зависимости от способа распыления. Форма частиц — сферическая или оскольчатая, насыпная плотность составляет 1,4–1,7 г/см. Структура гранул — мелкозернистая эвтектика с равномерно распределёнными включениями кремния, что обеспечивает изотропность свойств при последующем литье.
Технические характеристики гранул АК5Мч
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на переработку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Si | 4,5–5,5 % | ГОСТ 11739.1 | Эвтектика, жидкотекучесть | Основа сплава |
| Содержание Cu | 0,2–0,5 % | ГОСТ 11739.4 | Упрочнение при ТО | Повышает твёрдость |
| Содержание Fe | 0,6 % | ГОСТ 11739.3 | Снижение пластичности | Ограничение примеси |
| Температура ликвидуса | 610–620 C | ДТА | Режим плавки | Ниже, чем у АК12 |
| Насыпная плотность | 1,4–1,7 г/см | ГОСТ 19440 | Дозирование шихты | Зависит от фракции |
| Размер гранул | 0,5–3,0 мм | Ситовой анализ | Скорость расплава | По заказу фракции |
Области применения
- Литьё под давлением поршневых групп и корпусных деталей на машинах с холодной камерой прессования.
- Производство поршней двигателей внутреннего сгорания с последующей термической обработкой T5 или T6.
- Порошковая металлургия для получения спечённых заготовок втулок и подшипников скольжения.
- Аддитивные технологии — гранулы как сырьё для установок прямого лазерного спекания металлов (DMLS).
- Модифицирование шихты в индукционных тигельных печах для стабилизации состава силуминовых расплавов.
- Напыление покрытий газотермическими методами для восстановления изношенных поверхностей валов.
Технологические особенности переработки
Гранулы АК5Мч плавятся в индукционных печах с графитовым тиглем при температуре 680–720 C. Благодаря развитой поверхности теплообмен происходит быстрее, чем при загрузке слитков, что сокращает время плавки на 15–20 %. Распыление гранул проводят в среде азота или аргона для минимизации окисления. При хранении гранулы требуют защиты от влаги: гигроскопичная оксидная плёнка может вызвать газовую пористость отливок.
Для литья под давлением гранулы загружают в дозаторы автоматических шихтозагрузчиков, что обеспечивает точность дозировки 1 %. Температура расплава перед заливкой поддерживается в диапазоне 650–680 C. Модифицирование эвтектики проводят натрием или стронцием непосредственно перед кристаллизацией.
Вопросы и ответы
Чем гранулы АК5Мч отличаются от слитков АК5М?
Гранулы получают распылением расплава, что обеспечивает мелкозернистую структуру и точную дозировку. Слитки требуют дробления и имеют более грубую кристаллическую структуру.
Какая температура плавления гранул АК5Мч?
Температура ликвидуса составляет 610–620 C, солидуса — около 570 C. Рабочий диапазон заливки — 650–680 C.
Можно ли использовать гранулы АК5Мч для 3D-печати?
Да, фракция 20–63 мкм применяется в установках DMLS и SLM. Для литейных процессов используют гранулы 0,5–3,0 мм.
Как хранить гранулы силумина АК5Мч?
В герметичной таре при влажности не выше 60 % и температуре 5–30 C. Перед загрузкой рекомендуется сушка при 150–200 C в течение 2–3 часов.
