Силумин в чушках (слитках) АК21М2 в Минске

Силумин в чушках АК21М2: характеристики и применение

Силумин в чушках АК21М2 — вторичный алюминиево-кремниевый сплав, выплавляемый по ГОСТ 1583-93 и предназначенный для литья деталей, работающих при повышенных температурах. Отличительная особенность марки — содержание кремния 20–22 % в сочетании с медью 1,5–2,5 %, что обеспечивает низкий коэффициент линейного расширения и высокую жаропрочность до 250 C. Сплав относится к заэвтектическим силуминам, поэтому структура содержит первичные кристаллы кремния, придающие материалу износостойкость и твёрдость.

Химический состав и структура

Согласно ГОСТ 1583-93, массовые доли основных элементов в АК21М2 регламентированы в узких пределах. Медь повышает прочность при нагреве, марганец нейтрализует вредное влияние железа, а титан и цирконий модифицируют первичный кремний. Чушки отливают в изложницы или на конвейере непрерывного литья; масса одной чушки — 6–16 кг, поверхность должна быть чистой, без шлаковых включений и газовых раковин глубиной более 3 мм.

• Кремний (Si) — 20,0–22,0 %
• Медь (Cu) — 1,5–2,5 %
• Марганец (Mn) — 0,3–0,7 %
• Железо (Fe) — не более 0,8 %
• Титан (Ti) — 0,05–0,20 %
• Цирконий (Zr) — 0,05–0,20 %

Физико-механические свойства

Заэвтектическая структура АК21М2 ограничивает пластичность, но обеспечивает стабильность размеров и сопротивление схватыванию при трении. Сплав сохраняет работоспособность в узлах, где обычные алюминиевые сплавы разупрочняются. Ниже приведены типичные значения для литья в кокиль после термической обработки Т5.

Технология переплава и литья

Чушки АК21М2 загружают в тигельные или индукционные печи с графитовым тиглем. Расплав перегревают до 750–780 C для растворения первичного кремния, затем модифицируют фосфором (0,05–0,1 % от массы) для измельчения кристаллов Si. Заливка ведётся в кокиль, под давлением или в оболочковые формы. Линейная усадка составляет 0,8–1,0 %, поэтому литниковую систему рассчитывают с компенсационными прибылями. Газонасыщенность контролируют вакуум-пробой; пористость не должна превышать 2 балла по ГОСТ 1583-93.

Области применения

Сплав востребован там, где требуется сочетание жаропрочности, износостойкости и малой массы. Из АК21М2 отливают детали, контактирующие с горячими газами и парами, а также узлы трения без обильной смазки.

• Поршни и головки блоков двигателей внутреннего сгорания малой мощности
• Корпуса компрессоров и насосов химической промышленности
• Детали арматуры паропроводов и теплообменных аппаратов
• Вкладыши подшипников скольжения прокатных станов
• Кронштейны и корпуса приборов в авиационном приборостроении
• Изложницы и пресс-формы для стекольного производства

Контроль качества и маркировка

Каждая партия чушек сопровождается сертификатом с указанием номера плавки, химического состава и результатов механических испытаний. Отбор проб для спектрального анализа проводят от 1 % чушек, но не менее чем от трёх штук. Маркировка наносится несмываемой краской или клеймом: указывают марку сплава, номер партии и дату выпуска. Хранение — в сухих закрытых складах при относительной влажности не выше 75 %; перед загрузкой в печь чушки очищают от влаги и загрязнений.

Вопросы и ответы