Силумин в чушках АК8М3: алюминиево-кремниевый сплав для литья под давлением
АК8М3 — алюминиево-кремниевый сплав (силумин), содержащий 7,5–9,0 % кремния и 2,5–3,5 % меди, поставляемый в чушках массой 6–12 кг. Сплав относится к системе Al–Si–Cu и предназначен преимущественно для литья под давлением. Медная составляющая обеспечивает упрочнение при термической обработке, а кремний — высокую жидкотекучесть и стойкость к горячим трещинам. Чушки отливают в изложницы по ГОСТ 1583-93 (марка АК8М3) и поставляют партиями с сертификатом качества, где фиксируются химический состав и твёрдость в литом состоянии.
Химический состав и структура
Сплав АК8М3 содержит алюминий как основу, кремний 7,5–9,0 %, медь 2,5–3,5 %, магний до 0,3 %, марганец до 0,5 %, железо до 0,8 %. Присутствие меди в указанном диапазоне повышает прочностные характеристики после закалки и искусственного старения, но снижает коррозионную стойкость по сравнению с нелегированными силуминами. Структура в литом состоянии — -твёрдый раствор кремния в алюминии с включениями эвтектики Al–Si и фаз AlCu. Модифицирование натрием или стронцием измельчает эвтектику и повышает механические свойства.
Механические и технологические свойства
- Предел прочности при растяжении в литом состоянии — 160–200 МПа.
- Предел прочности после закалки и старения (T5) — 240–280 МПа.
- Относительное удлинение — 1–3 %.
- Твёрдость по Бринеллю в литом состоянии — 60–70 HB.
- Температура плавления — 540–600 C.
- Линейная усадка — 0,8–1,1 %.
Сплав обладает высокой жидкотекучестью, что позволяет заполнять тонкостенные полости пресс-форм с толщиной стенки от 1,5 мм. Склонность к образованию горячих трещин умеренная, поэтому АК8М3 применяют в литье под давлением, а не в кокильном литье крупногабаритных деталей. Обрабатываемость резанием удовлетворительная, свариваемость ограниченная.
Применение в промышленности
Из чушек АК8М3 получают отливки для следующих отраслей:
- Автомобилестроение — корпуса насосов, кронштейны, детали тормозных систем, картеры.
- Приборостроение — корпуса редукторов, элементы пневмо- и гидроаппаратуры.
- Электротехника — корпуса электродвигателей, распределительных щитов.
- Бытовая техника — детали стиральных машин, холодильных агрегатов.
- Строительная индустрия — фурнитура, крепёжные элементы, профили.
Литьё ведут на машинах с холодной камерой прессования усилием 250–800 тс. Температура расплава перед заливкой — 680–720 C, температура пресс-формы — 180–250 C. Для снижения пористости применяют вакуумирование полости формы.
Технические параметры чушек АК8М3
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Масса чушки | 6–12 | кг | Взвешивание | ГОСТ 1583-93 |
| Кремний (Si) | 7,5–9,0 | % | Спектральный анализ | основной легирующий элемент |
| Медь (Cu) | 2,5–3,5 | % | Спектральный анализ | упрочняющая добавка |
| Железо (Fe) | до 0,8 | % | Спектральный анализ | примесь |
| Предел прочности | 160–280 | МПа | Растяжение | зависит от термообработки |
| Твёрдость | 60–70 | HB | Бринелль | в литом состоянии |
Условия хранения и транспортировки
Чушки АК8М3 хранят в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не выше 75 %. При транспортировке избегают контакта с влагой и агрессивными средами. Перед загрузкой в плавильную печь чушки подогревают до 150–200 C для удаления влаги и предотвращения выброса расплава. Плавку ведут в индукционных или отражательных печах под слоем флюса.
Вопросы и ответы
Какое назначение имеет сплав АК8М3?
Сплав предназначен для изготовления отливок методом литья под давлением: корпусных деталей, кронштейнов, элементов насосов и аппаратуры, работающих при температурах до 150 C.
Чем отличается АК8М3 от АК12?
АК8М3 содержит медь 2,5–3,5 %, что повышает прочность после термообработки, тогда как АК12 — эвтектический силумин без меди с более высокой жидкотекучестью, но меньшей прочностью.
Проводится ли термообработка отливок из АК8М3?
Да, применяют закалку с нагревом до 515–525 C и искусственное старение при 150–180 C, что повышает предел прочности до 280 МПа.
Какова масса одной чушки?
Стандартная масса чушки АК8М3 составляет 6–12 кг в зависимости от производителя и формы изложницы.
