Силумин гранулы АК9: технические характеристики и применение
Силумин гранулы АК9 — литейный алюминиево-кремниевый сплав, поставляемый в виде гранул для последующей переработки методами литья и гранульной металлургии. Сплав относится к системе Al–Si с содержанием кремния 8–11 % и эвтектической структурой, что обеспечивает узкий интервал кристаллизации и высокую жидкотекучесть расплава. Гранулированная форма АК9 получается распылением расплава газом или водой с последующей классификацией по фракциям. Такой продукт применяется как шихтовая заготовка для литейных цехов, а также как исходный материал для получения порошковых и композиционных изделий.
Химический состав и структура
Сплав АК9 соответствует требованиям ГОСТ 1583-93 и содержит следующие основные компоненты:
- Кремний (Si) — 8,0–10,5 %
- Алюминий (Al) — основа
- Железо (Fe) — не более 1,0 %
- Медь (Cu) — не более 0,3 %
- Марганец (Mn) — не более 0,5 %
- Титан (Ti) — не более 0,15 %
Структура гранул АК9 представлена эвтектикой Al–Si с включениями первичного кремния и интерметаллидных фаз. Модифицирование натрием или стронцием измельчает эвтектику и повышает механические свойства. Гранулы имеют размер 0,5–3,0 мм в зависимости от способа распыления и требований заказчика.
Технологические и механические свойства
Гранулы АК9 предназначены для переплава в индукционных и отражательных печах, а также для использования в установках литья под давлением и в производстве металлических порошков. Ключевые параметры:
- Температура плавления — 575–620 C
- Плотность — 2,65–2,70 г/см
- Предел прочности при растяжении (после литья) — 180–220 МПа
- Относительное удлинение — 2–4 %
- Твёрдость по Бринеллю — 50–65 HB
- Линейная усадка — 0,8–1,1 %
Гранулы обладают высокой сыпучестью, низкой склонностью к слипанию и стабильным гранулометрическим составом. Насыпная плотность составляет 1,4–1,6 г/см. Влажность не превышает 0,1 %.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Si | 8,0–10,5 | ГОСТ 1583-93 | % | основной легирующий элемент |
| Фракция гранул | 0,5–3,0 | ситовой анализ | мм | по требованию заказчика |
| Насыпная плотность | 1,4–1,6 | ГОСТ 19440 | г/см | без уплотнения |
| Температура плавления | 575–620 | ДТА | C | интервал кристаллизации |
| Предел прочности | 180–220 | ГОСТ 1497 | МПа | после литья в кокиль |
Области применения
Гранулы АК9 востребованы в следующих отраслях и технологических процессах:
- Литейное производство — шихта для получения отливок корпусов насосов, кронштейнов, деталей арматуры
- Автомобилестроение — производство поршней, головок блоков цилиндров, картерных деталей
- Порошковая металлургия — получение спечённых изделий и композитов на основе алюминия
- Аддитивные технологии — сырьё для установок прямого лазерного спекания металлов (DMLS/SLM)
- Металлургия — раскисление и модифицирование стали в ковше
- Производство сварочных материалов — наплавочные порошки и электроды
В литейных цехах гранулы АК9 загружаются в индукционные тигельные печи или газовые отражательные печи. Благодаря однородному химическому составу и низкому содержанию примесей обеспечивается стабильный выход годного литья и минимальное газосодержание в отливках. При литье под давлением на машинах с холодной камерой прессования (например, Buhler, Idra) гранулы предварительно расплавляются в раздаточной печи.
Условия хранения и транспортировки
Гранулы АК9 поставляются в герметичных металлических барабанах или биг-бэгах с полиэтиленовым вкладышем. Хранение осуществляется в сухих отапливаемых складах при температуре не ниже –20 C и относительной влажности не более 70 %. Срок хранения без изменения свойств — 12 месяцев со дня изготовления. Транспортировка допускается всеми видами крытого транспорта с соблюдением мер защиты от увлажнения.
Вопросы и ответы
Чем гранулы АК9 отличаются от чушки того же сплава?
Гранулы имеют развитую удельную поверхность и высокую скорость растворения в расплаве, что сокращает время плавки и снижает угар. Чушка требует более длительного нагрева и механического дробления при дозировании.
Можно ли использовать гранулы АК9 для SLM-печати?
Да, при условии соответствия фракционного состава требованиям конкретной установки (обычно 20–63 мкм). Стандартные гранулы 0,5–3,0 мм для SLM не подходят — требуется дополнительный размол и классификация.
Какое оборудование применяется для плавки гранул АК9?
Индукционные тигельные печи промышленной частоты, газовые отражательные печи, а также плавильные установки непрерывного действия с защитной атмосферой. Температура расплава не должна превышать 750 C во избежание перегрева и насыщения газами.
Как контролируется качество гранул АК9?
Проводится химический анализ каждой партии, ситовой анализ фракционного состава, определение насыпной плотности и влажности. По требованию заказчика выполняется металлографический контроль структуры после пробной плавки.
