Силумин в чушках АК9ч — литейный алюминиево-кремниевый сплав
Силумин в чушках АК9ч — это литейный алюминиевый сплав системы Al–Si–Mg, легированный кремнием в диапазоне 8,0–10,5%. Буква «ч» в маркировке указывает на повышенную чистоту металла по примесям: содержание железа ограничено 0,6%, что обеспечивает стабильность механических свойств в отливках сложной конфигурации. Сплав поставляется в чушках массой 15–18 кг, соответствующих требованиям ГОСТ 1583–93, и предназначен для изготовления фасонных отливок методами литья в кокель, под давлением и в песчано-глинистые формы.
Высокая жидкотекучесть АК9ч (650–750 мм по спиральной пробе) позволяет заполнять тонкостенные полости толщиной от 2 мм, что критично при производстве корпусных деталей с развитым оребрением. Усадка сплава при кристаллизации составляет 0,8–1,1%, что компенсируется технологическими прибылями при проектировании литниковых систем. Линейная усадка отливок из АК9ч — 1,0–1,2%, что учитывается при конструировании пресс-форм для литья под давлением.
Химический состав и структура
Основные компоненты сплава АК9ч: кремний (8,0–10,5%), магний (0,2–0,5%), марганец (до 0,5%). Модифицирование эвтектики натрием или стронцием перед заливкой переводит грубую пластинчатую эвтектику в тонкодисперсную, повышая относительное удлинение с 1,5% до 3–4%. Термообработка по режиму Т6 (закалка при 535 C с последующим старением при 175 C) обеспечивает предел прочности до 235 МПа при твердости 70–80 HB.
Сплав склонен к газонасыщению в расплавленном состоянии, поэтому плавку ведут под флюсом с рафинированием гексахлорэтаном или аргоном. Дегазация снижает пористость отливок до уровня 1–2 баллов по шкале ГОСТ 1583–93, что гарантирует герметичность корпусных деталей, работающих под давлением до 10 МПа.
Механические свойства и режимы эксплуатации
Механические характеристики АК9ч определяются способом литья и термической обработкой. Для литья в кокель без термообработки предел прочности составляет 157 МПа, предел текучести — 108 МПа, относительное удлинение — 1,5%. После закалки и старения прочность возрастает до 196–235 МПа, что позволяет применять сплав для нагруженных узлов, работающих при температурах до 200 C.
| Состояние поставки | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твердость, HB |
|---|---|---|---|---|
| Литье в кокель, без ТО | 157 | 108 | 1,5 | 50 |
| Литье в кокель, Т6 | 196 | 118 | 2,0 | 70 |
| Литье под давлением | 176 | 108 | 1,0 | 60 |
Применение в промышленности
Силумин АК9ч — основной материал для корпусных отливок в автомобилестроении: блоки цилиндров, картеры сцепления, корпуса масляных насосов, впускные коллекторы. В станкостроении из сплава изготавливают корпуса шпиндельных бабок, кронштейны, крышки и направляющие элементы. В электротехнической отрасли АК9ч применяется для корпусов электродвигателей, вентиляторов и распределительных щитов, где важна сочетаемость высокой теплопроводности (150–170 Вт/(мК)) с коррозионной стойкостью в атмосферных условиях.
- Литье под давлением — тонкостенные отливки массой 0,1–10 кг с высокой размерной точностью (11–12 квалитет)
- Литье в кокель — детали с повышенными требованиями к герметичности и механической прочности
- Литье в песчано-глинистые формы — крупногабаритные отливки массой до 50 кг
- Изготовление оснастки и приспособлений для сборочных линий
Особенности закупки и входного контроля
При поставке чушек АК9ч каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием фактического химического состава. Входной контроль включает спектральный анализ на содержание кремния, магния, железа и меди. Допустимое отклонение по массе чушки — 10%, поверхность не должна иметь загрязнений, окисных включений и посторонних металлических частиц. Хранение чушек осуществляется в сухих складских помещениях на поддонах, исключающих контакт с грунтовой влагой.
Переплавку АК9ч ведут в тигельных и отражательных печах при температуре 720–760 C. Перегрев расплава выше 800 C нежелателен из-за интенсивного окисления и роста газосодержания. Для восстановления механических свойств при использовании шихты с повышенным содержанием возврата (до 30%) требуется корректировка состава по магнию и модифицирование эвтектики.
Вопросы и ответы
Чем отличается АК9ч от АК9п?
АК9ч — сплав повышенной чистоты с ограничением железа до 0,6%, что обеспечивает более высокую пластичность и коррозионную стойкость. АК9п — сплав обычной чистоты с содержанием железа до 1,0%, применяемый для менее ответственных отливок.
Какая температура заливки рекомендуется для АК9ч?
Оптимальная температура заливки при литье в кокель — 700–740 C, при литье под давлением — 660–700 C. Перегрев расплава выше 780 C приводит к интенсивному газонасыщению и снижению механических свойств отливок.
Подвергается ли АК9ч сварке?
Сплав сваривается аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадочной проволокой того же состава. Сварные соединения требуют последующей термообработки для восстановления свойств в зоне термического влияния.
Какие дефекты характерны для отливок из АК9ч?
Основные дефекты — газовая пористость, усадочная рыхлота в тепловых узлах и окисные включения. Их предотвращают рафинированием расплава, правильным проектированием литниковой системы и применением модификаторов эвтектики.
