Силумин в чушках (слитках) АК9с: характеристики и применение
АК9с — вторичный алюминиево-кремниевый сплав (силумин), выпускаемый в чушках по ГОСТ 1583-93. Обозначение расшифровывается как алюминий-кремний с содержанием кремния 8–11 % и модифицированной структуры. Сплав относится к группе литейных силуминов с ограниченным содержанием железа и повышенной чистотой по примесям, что обеспечивает стабильные механические свойства при литье в кокиль и под давлением.
Химический состав и структура
Основу сплава составляет алюминий, легированный кремнием в пределах 8–11 %. Модифицирование натрием или стронцием обеспечивает дисперсную эвтектическую структуру, что повышает пластичность и прочность отливок. Содержание железа ограничено до 0,5–0,7 %, поскольку железо образует игольчатые включения -фазы, снижающие ударную вязкость. Медь и магний присутствуют в ограниченных количествах, не превышающих допустимые нормы для данной марки.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на литьё | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Кремний (Si) | 8,0–11,0 % | ГОСТ 1583-93 | Повышает жидкотекучесть | Основной легирующий элемент |
| Железо (Fe) | 0,7 % | Спектральный анализ | Снижает пластичность | Ограничение по примесям |
| Медь (Cu) | 0,1 % | Спектральный анализ | Повышает прочность | Контролируемая примесь |
| Марганец (Mn) | 0,5 % | Спектральный анализ | Нейтрализует железо | Допустимая примесь |
| Температура плавления | 570–620 C | Термический анализ | Интервал кристаллизации | Зависит от скорости охлаждения |
Механические и литейные свойства
Сплав АК9с в чушках обеспечивает получение отливок с пределом прочности при растяжении 160–200 МПа в литом состоянии без термической обработки. Относительное удлинение составляет 1–3 % в зависимости от способа литья и толщины стенки. Твёрдость по Бринеллю находится в диапазоне 50–65 HB. Сплав обладает высокой жидкотекучестью, что позволяет заполнять тонкостенные формы сложной конфигурации, и низкой склонностью к горячим трещинам при литье в кокиль.
Усадка сплава составляет 0,8–1,1 %, что учитывается при проектировании литейной оснастки. Сплав не требует закалки и искусственного старения для достижения эксплуатационных характеристик в большинстве применений. Модифицирование эвтектики обеспечивает равномерное распределение кремниевой фазы, что положительно сказывается на обрабатываемости резанием и износостойкости готовых деталей.
Области применения
- Корпусные детали насосного и компрессорного оборудования, работающего при температурах до 150 C.
- Картеры, крышки и кронштейны в узлах сельскохозяйственной техники и дорожно-строительных машин.
- Корпуса бытовых и промышленных электродвигателей, литые элементы осветительной арматуры.
- Детали тормозных систем и элементы подвески в автомобилестроении, не подвергаемые высоким знакопеременным нагрузкам.
- Арматура трубопроводная низкого давления, фитинги и переходники в системах водоснабжения и отопления.
- Заготовки для последующей механической обработки в станках с ЧПУ при производстве комплектующих.
Поставка и переработка
Чушки АК9с отливаются в изложницы и поставляются партиями с сертификатом качества, в котором указываются результаты спектрального анализа каждой плавки. Масса чушки обычно составляет 5–15 кг, что упрощает загрузку в плавильные печи. Перед заливкой сплав переплавляется в индукционных или отражательных печах при температуре 680–750 C с защитой расплава от насыщения водородом. Раскисление и дегазация выполняются продувкой аргоном или вакуумированием.
При литье под давлением температура расплава поддерживается в пределах 650–700 C, температура пресс-формы — 180–250 C. Для литья в кокиль температура формы составляет 200–300 C. Соблюдение температурных режимов обеспечивает получение плотной структуры без газовой пористости и усадочных раковин.
Вопросы и ответы
Чем АК9с отличается от АК9?
АК9с имеет более узкий интервал по кремнию и ограниченное содержание железа, что обеспечивает повышенную пластичность и стабильность механических свойств по сравнению с базовой маркой АК9.
Требует ли сплав термической обработки после литья?
В большинстве случаев АК9с применяется без термической обработки. Для повышения прочности возможно проведение отжига при 200–220 C, но это не является обязательным для большинства литейных применений.
Какие способы литья применимы для АК9с?
Сплав используется для литья в кокиль, под давлением, в песчаные формы и по выплавляемым моделям. Высокая жидкотекучесть позволяет получать тонкостенные отливки сложной геометрии.
Как хранить чушки АК9с?
Чушки хранятся в сухих закрытых помещениях на поддонах или стеллажах, исключая контакт с влагой и химически активными веществами. Допускается хранение под навесом при условии защиты от атмосферных осадков.
