Сварка силумина: особенности материала, технология

Сварка силумина имеет некоторые технологические особенности, т.к. этот сплав алюминия с кремнием быстро окисляется при нагреве. Это затрудняет процесс соединения элементов, отличающихся сложной формой.

Сварка силумина — способ соединения деталей сложной формы.

Свариваемость сплава и возможные проблемы

Силумин прочен и устойчив к коррозии и хорошо поддается литью, штамповке и ковке. Однако сплав отличается высокой окислительной активностью, что затрудняет процесс сварки.

Удобнее работать с силуминовыми сплавами литейных марок, которые включают 5-22% кремния, но даже в этом случае требуются большие затраты ресурсов. Если в состав сплава входит много цинка, деталь варить нельзя, т.к. под действием температуры этот компонент выгорает, делая кромку ломкой.

При обработке силумина чаще используют инертные газы. Аргон, который тяжелее воздуха, оседает на обрабатываемой поверхности облаком. Таким образом, на открытом воздухе провести обработку этой области крайне сложно. Кроме того, в ряде случаев возможно плавление электродов.

Для сварки этого сплава применяют далеко не все припои, т.к. висмут, свинец, олово и кадмий плохо растворяются в алюминии, что делает полученное соединение ненадежным.

Однако при использовании флюса, отличающегося высокой активностью, и при тщательной обработке места шва используют припой на основе оловянно-свинцовой смеси. Полученный в этом случае шов отличается низкой устойчивостью к окислительным процессам, поэтому требует дополнительного покрытия лакокрасочным материалом.

Кремний в составе силумина плохо влияет на свариваемость.

Лучше всего для пайки и сварки алюминиевых элементов подходят припои на основе:

• серебра;
• алюминия;
• кремния;
• цинка;
• меди.

Расходные материалы часто включают сразу несколько компонентов в разных соотношениях. Лучшим являются припой 34А, содержащий около 6% кремния, 28% меди и 66% алюминия, а также ЦОП-40 с 40% цинка и около 60% олова.

Плюсы и минусы

Часто сварка и пайка силумина проводятся с использованием аргона. Этот метод имеет ряд преимуществ и недостатков.

К положительным сторонам такой обработки можно отнести:

• высокую прочность соединения;
• вытеснение кислорода со сварочной области;
• исключение деформации кромок;
• снижение затрат времени на формирование шва;
• исключение быстрого окисления материала.

Соединение силумина считается самым прочным.

Считается, что технология сварки силумина с применением аргона проста, поэтому более доступна новичкам.

Однако у этого способа имеется и ряд недостатков. Такая сварка невозможна на открытом воздухе, т.к. ветер мешает распределению инертного газа по рабочей поверхности. Кроме того, выполнять обработку можно только специальным оборудованием. Нередко возникают сложности с настройкой сварочных аппаратов. Если для обработки силумина используется трансформатор, дающий высокую силу тока, поверхности потребуется периодически охлаждать.

Предъявляемые требования

Для защиты силумина требуется создание прочной окисной пленки. Ее формирование усложняет процесс работы. Если обрабатываемая деталь не будет находиться под большой нагрузкой, сварку допустимо выполнять при постоянном токе, отличающемся обратной полярностью, с применением электрода. Кроме того, обработка таких изделий может быть выполнена прямым током и с применением неплавящегося вольфрамового или угольного электрода.

Особые требования предъявляются к нагреву деталей для проплавления. Для этого можно использовать газовую горелку. Если толщина материала менее 10 мм, нагревание проводится до 250-300°C. Если заготовка толще, производится нагрев до 400°C.

Поверхность алюминия всегда покрыта тугоплавким стойким оксидом.

Есть требования и к силе тока: его регулируют до начала сварки. Желательно провести тестирование на силумине схожей толщины. Сварочная работа должна проводиться непрерывно 1 электродом, т.к. формирующаяся при остывании пленка включает в себя шлаки, которые препятствуют повторному розжигу дуги. Таким нужно постараться сразу же заварить всю необходимую поверхность, т.к. преждевременное прекращение работы ухудшит качество шва.

Только массивные заготовки могут быть сварены в 2 прохода. Сначала разогреваются края, а затем ведется шов. При этом присадка держится в левой руке и перемещается позади электрода. Его необходимо помещать на расстоянии 7-10 мм. Нельзя допускать плавления припоя каплями, т.к. это приведет к разбрызгиванию силумина и отсутствию формирования шва.

Пайка силумина

Пайка силумина имеет свои особенности.

Чтобы спаять элементы из этого сплава, нужно придерживаться некоторых правил:

1. Сначала тщательно зачистить обрабатываемые поверхности, обеззаразить их.
2. Зафиксировать детали в нужном положении.
3. После этого проверить работу инструментов.
4. Газовой грелкой прогреть обрабатываемую область.
5. Прикасаться к разогретому месту припоем с включением активного флюса.

Пайку силумина осуществляют в специальных газовых средах.

Если для работы используется бесфлюсовый припой, крайне важно для разрушения оксидной пленки дополнительно нанести флюс.

Описание возможных способов сварки

Существует 2 главных метода сварки элементов из силумина. В первом случае соединение проводится аргонодуговым способом, а во втором используются плавкие электроды. Каждый вариант имеет свои особенности.

В аргоновой среде

Аргоновая сварка в большинстве случаев позволяет получить лучший результат. Однако этот способ соединения требует использования специального оборудования, например сварочного инвертора, рассчитанного на 220В или 380В.

Сила тока должна регулироваться в зависимости от толщины деталей. Кроме того, при работе задерживается осциллятор, который необходим для регуляции напряжения, поступающего на электрод при создании дуги. В процессе работы потребуются также баллон с газом и сварочное оборудование, присадочный пруток, горелка, расходные материалы.

Аргонная сварка — один из наиболее востребованных видов современной сварки.

Сварка силумина с аргоном требует использования обратной полярности. Таким образом, к электроду подводится плюсовой контакт. Это необходимо для ионизации инертного газа, повышения его электропроводности.

Инертный газ начинает подводиться к рабочей области только после розжига. Шов при этом охлаждается в защитной зоне не менее 10 секунд. В этом случае обеспечивается качественное схватывание верхнего слоя.

Припой необходимо вести со средней скоростью перед горелкой. Электрод не следует приближать к поверхности на расстояние менее 2,5 мм. Движения прутка и горелки должны совпадать. Необходимо, чтобы диаметр присадочной проволоки был меньше, чем диаметр электрода.

С использованием плавящихся электродов

Для сварки плавящимся электродом со стержнем из силумина можно проводить выпрямитель или трансформатор. Перед работой поверхность требуется нагреть до 150°C, саму область стыка прогреть до 300°C. В этом случае шва не будет, т.к. произойдет сплав поверхностей. Образовавшийся шлак нужно зачистить.

Как подготовить силуминовую поверхность

Поверхность из силумина требует специальной подготовки перед сваркой и пайкой:

1. Провести тщательную зачистку рабочей зоны для устранения оксидной пайки. Лучше всего использовать для этого металлическую щетку или наждачную бумагу.
2. Обеззаразить поверхность, используя бензин, ацетон или другой растворитель.

Поверхность из силумина требует специальной подготовки перед сваркой.

Настройки аппаратов для сварки

Настройка зависит от типа сварочного оборудования, которое будет использоваться для сварки силумина.

Лучше всего после подготовки всех аппаратов провести тестирование на отдельном куске материала и при необходимости выполнить подстройку.

Возможности холодной сварки

Детали, которые не будут подвергаться сильным нагрузкам, можно соединять холодной сваркой.

Для этого применяют специальные клеевые составы:

1. «Холодная сварка».
2. PERMATEX Cold Weld.
3. Abro Steel.
4. Cosmopur 819.
5. Mastix.
6. Cosmopur 819.
7. Abro Steel.

Каждый из этих материалов имеет особенности использования. Они указываются производителем на упаковке. Необходимо точно следовать представленным рекомендациям.

Что необходимо помнить

Крайне важно тщательно подготавливать поверхности к обработке. При сварке нельзя касаться электродом имеющихся заготовок. Подавать газ следует через 15 минут после розжига. После завершения работы не рекомендуется сразу же прекращать подачу газа: это обеспечит постепенное остывание поверхности.

Можно ли варить дома

В случае крайней необходимости сварку изделий из силумина можно проводить в домашних условиях. Однако необходимо соблюдать технику безопасности: надевать защитную одежду, перчатки и очки. Помещение должно проветриваться, но при этом не должно быть сквозняка. Кроме того, для проведения работ нужно иметь необходимые навыки. Новичкам не следует выполнять сварку дома.

Сварка силумина аргоном в домашних условиях: интересные технологии

В наше время все чаще встречаются изделия из силумина. Силумин — это сплав алюминия с кремнием и еще с некоторыми примесями. Процент кремния в сплаве может составлять от 4% до 22%. По сравнению с алюминием, данный сплав имеет более высокую прочность одновременно с хорошими литейными свойствами.

Силумин, в отличие от алюминия, не имеет такой эластичности и является достаточно хрупким материалом.   Изделия из такого сплава при сильных механических нагрузках просто лопаются. В связи с этим, у многих людей возникает такой вопрос, как сварка силумина. Сварить силумин можно двумя способами:

1. Аргонодуговой сваркой;
2. Сваркой плавящимися электродами.

Неопытному человеку может показаться, что сварка силумина — простая задача. На самом деле это не так. Такая сварка имеет некоторые нюансы.

Аргонодуговая сварка

Сварка силумина аргоном является более крепкой, чем сваривание электродом. Сплав при нагревании окисляется и создает на поверхности жароустойчивую пленку, которая не позволяет надежно скреплять части между собой.

Для исключения возможности появления этой пленки применяется аргон. Аргон является инертным газом. Это значит, что он не входит в реакцию с другими газами, веществами и воздухом. Этот газ тяжелее воздуха, что позволяет ему вытеснять весь воздух из сварочной ванны во время сварки.

Важно: Выполнять сварку силумина при сильном ветре невозможно, так как ветер будет сдувать аргоновое облако, необходимое для нормального сварочного процесса. Идеальным местом для аргоновой сварки является закрытое помещение.

Технология сварки силумина аргоном требует наличия соответствующего оборудования. К такому оборудованию относятся:

1. Инвертор. Это сам сварочный аппарат для ручной дуговой сварки;
2. Баллон. Необходим для хранения и использования газа. В данном случае аргона;
3. Горелка. Для такой сварки нужна специальная горелка, совмещающая в себе дуговую и газовую сварку;
4. Редуктор. Он позволит выдерживать необходимое давление газа на выходе из баллона.

Также для сварки понадобится силуминовая проволока. Она нужна в качестве присадки.

Подготовка металла к свариванию

Перед началом процесса свариваемые заготовки необходимо подготовить. Для этого, в местах, которые будут прилегать друг к другу, края металла нужно зачистить. В этом случае, можно применять наждачную бумагу, щетку по металлу, шлифовальные круги и т. д. После зачистки следует обработать детали химическим составом для полного удаления оксидной пленки. Для этих целей подойдет бензин или любой растворитель.

Сварка производится путем расплавления металла и присадочной проволоки в единую жидкую массу, которая после остывания надежно скрепит детали между собой. Присадку во время процесса необходимо подавать под углом и вдоль шва. Продвижение горелки и подача проволоки должны быть плавными и одновременными.

Внимание: Нельзя подавать в сварочную ванну сразу много присадки. В таком случае, металл будет разбрызгиваться, и качество сварки заметно ухудшится.

Сварка плавким электродом

Сварка силумина в домашних условиях возможна и без оборудования для аргонодуговой сварки. Можно сварить детали при помощи плавящихся электродов. Такие электроды изготовлены из щелочно-солевой оболочки, внутри которой находится силуминовый сердечник. Такая сварка является мене качественной, чем аргоновая.

Перед сваркой плавким электродом необходимо не только зачистить заготовки, но и прогреть их примерно до 300 градусов. Электроды, желательно, нагреть до 150 градусов. При сварке от электрода на шве образуется много шлака. Его необходимо очищать с металла для нормального контроля над качеством шва.

Вывод

Сваривать силумин может научиться каждый человек. Качество сварки напрямую зависит от опыта работы сварщика с данным материалом. Только постоянно работая с таким сплавом, можно добиться качественной и прочной сварки.

Интересное видео

Склейка или сварка силумина? — Сделай Сам на YaProfi.Net

На чтение 3 мин. Просмотров 1.4k. Опубликовано 21 мая, 2014

Периодически сталкиваюсь с разрушением силуминовых элементов. Внешне детали изготовленные из силумина похожи на алюминий, но это только на первый взгляд. Хотя его достаточно легко отличить когда изделие повреждено. Невооруженным гразом можно видеть спекшиеся крупицы порошка. Но, как говорится, надежда умирает, последней. В телефонной книге ищешь номер знакомого аргонщика. Приносишь деталь и после первого «чварка» можно наблюдать кислое лицо этого аргонщика. И вот после очередных повреждений силуминовых деталей уже и не хочется предпринимать попытки обращения к аргонщикам.

И вот я решил погуглить в сети, действительно ли этот самый силумин на сваривается. Для начала заглядываю в википедию, чтобы узнать из чего же состоит этот самый силумин. Его схожесть с алюминием не случайна, посколько это основная составляющая этого сплава. Второй основной элемент это кремний, доля которого составляет от 4 до 22% в зависимости от его марки. Также в состав силумина входит небольшое количество примесей: железо, медь, марганец, титан и прочие. Исходят из того, что процентное соотношение кремния разное, то скорее всего шанс сваривания есть.
Итак, погрузившись в бурные обсуждения интернет-форумов я понял следующее, что сваривать (спаивать) стоит только лишь в том случае, если деталь представляет некую ценность и если она находится под действием определенных нагрузок. В противном случае все ратуют за склеивание деталей силумина.
ОК. Все равно хотелось бы тезисно изложить основные требования к свариванию.

• Использовать только аргон.
• Силумин бывает разный. Надо всегда пробовать. Откровенно китайские изделия не свариваются. Тупо расплавляются. А вот, к примеру, автомобильные детали от известных производителей без проблем поддаются свариванию.
• Для сваривания силумина рекомендуют использовать специальные припои типа Harris-52, НТS-2000, ER 4043. Они предназначены для сваривания алюминия.
• Перед сваркой необходимо детали предварительно разогреть до температуры 220 градусов цельсия. Для более эффективного отвода тепла рекомендуют использовать стальные прокладки. Насколько я понимаю это необходимо для недопущения расплавления силумина.
• Жесткие закрепления стараться избегать во избежаний трещинообразования.
• Перед сваркой попытаться попробовать на тестовом образце.

Теперь что касается склеивания силумина. Прежде чем клеять необходимо тщательно подготовить поверхность. Максимально очистить от грязи и масла. Заранее продумать чем зафиксировать изделия после нанесения клея. Самое распространенный клее — эпокситный. Также многие советуют всяческие пятиминутки. После застывания клея можно армировать места склеивания. Для этих целей подойдет шпатлевка с волоконным наполнителем. Да, если вы надеетесь найти специальный клей для силумина, не теряйте зря время. Но здесь можно пойти по логике сварщиков, которые ищут припои для алюминия. Так и здесь, существуют специальные клеи предназначенные для склеивания алюминия.
Двухкомпонентные клеи COSMOFEN DUO и AL-1. Применяется в строительстве для склеивания алюминиевых элементов окон и дверей.

Вот такой вот краткий анализ в помощь тем, кто ищет способы сваривания и склеивания силумина. Здесь подход должен быть творческий, когда сумма попыток рождает победу.
Удачи.
P.S. Совсем забыл про «холодную сварку».
 

состав, свойства, применение сплава, маркировка по ГОСТ

Сейчас почти нельзя отыскать ту сферу, где бы не использовались алюминиевые сплавы. В частности, особое внимание стоит уделить силумину, который применяется при производстве всевозможных элементов.

Хранение слитков на складе

Что такое силумин

Силумин — особый сплав металла, производимый на базе алюминия, кремния и минимальных содержаний таких примесей, как Fe, Cu, Mn, Ca С и др. Существует ряд сплавов со схожей структурой, допустим, дюралюминий, в содержании которого присутствует основа из алюминия и кремния, но еще и лигатура меди, марганца и магния. Тот или иной элемент в сплаве оказывает существенное влияние на его свойства, поэтому очень важно правильно выбрать и ввести лигатуру.

При правильном соотношении компонентов можно добиться увеличение твёрдости и износостойкости металла, а также его литейных свойств.

Сам по себе алюминий считается достаточно мягким материалом, поэтому, главным образом, для его упрочнения, в сплав добавляется кремний (силициумом). Некоторые виды силуминов могут модифицироваться добавлением натрия и лития, что позволяет повысить содержание кремния в эвтектике силумина до 14 процентов.

Свойства силумина

Силумин — это довольно прочный и надежный материал, который используется для создания различных изделий, начиная от посуды и кухонной утвари, и заканчивая изготовлением сложных и серьезных автомобильных запчастей. Относительная дешевизна и удобные для выплавки свойства сделали силумин очень популярным и востребованным на современном рынке.

Виды изделий

Присутствие кремния в алюминии позволило создать универсальный материал, который отличается повышенной прочностью, меньшим весов, чем у стали, отменными литейными свойствами.

Химические свойства

Описывая химические свойства силумина, необходимо заметить, что они схожи с характеристиками чистого алюминия, разница заключается лишь в степени и соотношении примесей. Итоговый состав зависит от того, каковы требования выдвинуты к готовой продукции, однако существует ряд общих химических свойств для силумина:

1. Уровень кремния в сплаве должно быть от 10 до 15 %.
2. Существуют нормальные силумины (до 12% кремния в составе) и износостойкие (от 12% кремния), отличаются уровнем прочности.
3. Удельный вес — 2,8 единицы.

Физические свойства

Силумин зачастую по физсвойствам приравнивают к нержавейке. Однако, он имеет одно неоспоримое преимущество — невероятную по сравнению со сталью легкость. Действительно, силумин очень легкий материал, но невзирая на низкий вес, его прочность не уступает стали или ее “родственникам”. Небольшой вес и повышенная прочность возможны благодаря низкой плотности сплава (меньше, чем у стали).

Лёгкие и прочные изделия

Как и алюминий, силумин не подвергается коррозии, имеет специальную оксидную защитную пленку, которая формируется на поверхности изделия даже при самых незначительных повреждениях. Это возможно благодаря уникальному взаимодействию кислорода и молекул алюминия.

По расцветке и внешнему виду силумин похож на алюминий, и неопытному человеку будет тяжело отличить один материал от другого. Цвет силумина серый, в разрезе — серебристый.

Сломанная деталь

Интересно также то, что силумин имеет хорошую пластичность и текучесть, что позволяет заливать его в сложные литейные формы. А низкая температура плавления (700-730 градусов Цельсия) не только позволяет сделать литейный процесс экономичным и максимально удобным, но и разрешает добиться процесса плавки наравне с пайкой, что очень удобно при ремонтных работах.

Несмотря на отличную прочность, материал характеризуется хрупкостью, что нужно учитывать при производстве особо важных и ответственных деталей.

На физсвойства воздействуют добавки. К примеру, магний и кремний могут добавлять специально для их улучшения, а вот “вредные” цинк или кальций стараются на производстве устранить. Поэтому качественный сплав силумина очень цениться, ведь даже при идентичной маркировке уровень примесей, а соответственно и качественных характеристик, может отличаться.

Механические свойства

Механические свойства в большинстве своем зависят от структуры и фазовой составляющей силумина, что в свою очередь обязательно будет отталкиваться от химического состава, условий выплавки, последующего процесса кристаллизации и термообработки.

Среди наиболее важных механических характеристик силумина, стоит выделить:

1. Силумин хрупкий, в процессе обработки может крошиться без формирования гибкой стружки.
2. Плотность сплава составляет от 2,5 до 2,94 гр./см.куб.
3. Микротвердость невысокая, поэтому для ее повышения применяется ряд механизмов: улучшение характеристик изначальных кристалликов кремния, уменьшение всех структурных элементов силумина, повышение эвтектики, введение легирующих элементов, например, магния или меди. Для этого используется метод стремительного охлаждения сплава сразу после плавки или увеличение количества очагов развития кристаллов кремния и измельчения частичек кремния.

Литейные свойства

Силумин считается литейным сплавом, так как обладает повышенными литейными свойствами. Его часто применяют в машиностроении для отливки цилиндров, двигателей, коробок передач и других важных деталей.

Коробка передач

Среди позитивных качеств силумина, которые делают его выгодным и удобным для литья, стоит отметить его высокую удельную прочность, малый вес, небольшую плотность и хорошую устойчивость к образованию ржавчины. Также материал отличается дешевизной.

Несмотря на целый перечень преимуществ, существует ряд недостатков у силуминов, например, повышенная газовая пористость, крупные неметаллические включения и крупные зерна эвтектической структуры. Все это влияет на стабильность прочностных возможностей готовых элементов. Однако, эти проблемы решаются различными методиками, такими как применение защиты жидкого сплава от воздушной атмосферы, применение специальных тиглей, рафинирование, использование быстрого затвердения отливок.

Применение

В связи с тем, что силумин отличается низкой стоимостью и повышенной технологичностью, он очень широко применяется при изготовлении самых разнообразных деталей и элементов, начиная от бытовой техники, и заканчивая узлами, что используются в машиностроении и самолетостроении.

Авиастроение

В авиастроение силумин допустили благодаря тому, что его сочетание небольшого веса и повышенной прочности, является важным качеством при подъеме любых летательных агрегатов. Это позволяет не только экономить топливо, но и дает возможность делать самолеты и иные аппараты более грузоподъемными.

Элементы самолёта

Кроме этого, такие характеристики, как хорошая жидкотекучесть, малый вес и пониженная склонность к формированию усадочных раковин, позволяют использовать сплав при производстве узлов, что подвергаются сильным ударам и термонагрузкам. Допустим, из марки АЛ2 делаются корпуса внутренних приборов, кронштейнов. А вот из силумина АЛ9 или АЛ34 выполняют сверх важные и ответственные элементы, в особенности стоит выделить поршни галлейного охлаждения и установки насосного типа.

Авто- и мото- промышленность

Отменная прочность и низкий вес имеют большое значение и при автомобилестроении. Так, общий вес машины оказывает существенное воздействие на ее ходовые возможности, маневренность дорожном полотне и уровень растраты топлива.

При производстве авто- и мото- элементов и частей используется марка силумина АЛ34. Именно из нее делают картеры ДВС и остальные корпусные элементы, которые функционируют при повышенном внутреннем давлении. В мото- и автостроении силумин встречается в поршневых и цилиндрических блоках.

Картер двигателя

Оружейное производство

В оружейной области силумин начали использовать относительно недавно, однако этот материал уже завоевал большое почтение у разработчиков пневматических винтовок.

Кроме этого, сплав зачастую берут за основу при изготовлении реплик оружейных электропневматических экземпляров, изделий для страйбола и так далее. Такое распространение стало возможно только из-за дешевизны, хороших литейных свойств и малого веса материала.

Макет пистолета пневматический

Бытовые изделия

При изготовлении техники бытового характера силумин берется для создания, как внутренних элементов (тепловые обменники, запорные арматуры), так и при создании цельных конструкций (мясорубки, ключи).

Кроме деталей бытовой техники, силумин также берут для выполнения кухонной утвари (кастрюли, сковородки).

Сковородки и кастрюли

Сантехнические изделия

Надежные водопроводные смесители, фитинги водопровода, переходники, гайки, ниппеля — все это используется при конструкции и создании тех или иных сантехнических систем.

Как правило, все эти элементы располагаются внутри и имеют сравнительно небольшие нагрузки. Это связано с тем, что силумин обладает важным недостатком — повышенная пористость и крупные зерна в эвтектике литых деталей. Из-за этого нюанса, при механическом повреждении или ударе, сплав может дать трещину.

Фитинги и переходники

Другие сферы

Кроме авто- мото- и самолетостроения, силумин активно используется в судостроении из-за своей стойкости к ржавчине. В частности, этот материал используется в роли обшивки различных конструкций из стали и чугуна.

В космической сфере разные марки силумина применяют при изготовлении деталей, приборов и приспособлений, которые нуждаются в материале с низким коэффициентом линейного расширения и низкой плотностью.

Маркировка

Силумин имеет несколько вариантов маркировки. Международная ИСО устанавливает определенные качества для металла. Для примера стоит разобрать некоторые марки:

1. АК 15. В данной маркировке литера “А” — сам алюминий, а “К” — кремний. Цифра, которая указана после букв, означает, какое количество второго по важности компонента имеется в сплаве (в процентах). В марке АК 15 есть 15 процентов кремния.
2. АЛ 9. Буква “А” здесь тоже означает алюминий, а вот литера “Л” говорит о присутствии в сплаве лития. Цифра после аббревиатуры показывает на процентное количество второго по важности компонента в сплаве.

К обозначению базового и дополнительного компонентов могут приписывается данные об еще одном элементе, который имеет большое содержание. Иногда можно встретить такую маркировку “АК 15 Ц8”. Это означает, что в сплаве есть алюминий, кремний и цинк, при этом кремния в материале 15 процентов, цинка — 8, а все остальное — это алюминий.

В виде международного обозначения сплавов существует система Алюминиевой Ассоциации, в соответствии с которой первая цифра — это система легирования. Силумины, легированные кремнием, обозначают так через такую координацию: 4***, где вторая цифра — порядковый номер модификации сплава по отношению к исходному материалу, две последние цифры — это сплав и данные о его чистоте. Интересно также то, что если применяется опытная отливка, то маркировка будет пятизначной, в марке еще присутствует индекс “Х”.

Однако, наиболее простым и привычным для постсоветских государств, способом маркировки, считается такой вариант:

Маркировка по ГОСТ

Кроме системы ИСО существует маркировка в цифровом виде по ГОСТ. Например, Al-Si-порошковые сплавы SAS имеют марки 1319 и 1329. В этом обозначении первая цифра — главный элемент (1 — алюминий), вторая — система легирования, две последние — марка и модификация.

ГОСТ 1583-93

Маркировка, химический состав, физические свойства и иные характеристики алюминиевых литейных сплавов, в том числе и силуминов, устанавливаются в специальном ГОСТе 1583-93. По этой причине мы предлагает более детально рассмотреть каждую марку алюминиевых литейных сплавов по отдельности.

Итак, всего алюминиевые литейные материалы делятся на пять основных групп:

Сплавы алюминий-кремний-магний

Сплавы, которые базируются на системе алюминий-кремний-магний. Сюда входят одиннадцать марок:

1. АК12 (АЛ2) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 10-13 процентов кремния. Чушки маркируются несмываемой цветной краской белого, зеленого и зеленого цвета (в порядке аббревиатуры и цифр). Сплав может отливаться в песчаные формы, по выплавляемым моделям и в кокиль с модифицированием и без, с последующим отжигом или без него. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не менее 137-157 МПа, относительное удлинение — 1-4 процента, а твердость по Бринеллю — 50 НВ, в зависимости от выбранного метода литья. Старение сплава осуществляется при температуре от 300 градусов Цельсия с выдержкой на протяжении 2-4 часов.
2. АК13 (АК13) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 11-13,5 процентов кремния, 0,1-0,2 процентов (отливка) или 0,01-0,2 процентов (чушка) магния, 0,01-0,5 процентов (чушка) или 0,1-0.5 процентов (отливка) марганца. Чушки маркируются несмываемой цветной краской зеленого, желтого цвета. Сплав может отливаться под давлением без термообработки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не менее 176 МПа, относительное удлинение — 1,5 процента, а твердость по Бринеллю — 60 НВ.
3. АК9 (АК9) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 8-11 процентов кремния, 0,25-0,45 процентов (чушка) или 0,2-0,4 процентов (отливка) магния, 0,2-0,5 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемой цветной краской белого, желтого цвета. Сплав может отливаться в песчаные формы, по выплавляемым моделям и в кокиль с модифицированием и без, жидкой штамповкой, под давлением. с последующим отжигом или без него. При этом отливка может подвергаться следующей термообработке: при литье в кокиль, жидкой штамповкой и под давлением — искусственное старение без предварительной закалки при температуре нагрева 175 градусов Цельсия на протяжении 5-17 часов, при литье в песчаные формы, а также в кокиль с модифицированием и без — закалка (при температуре 535 градусов с выдержкой на протяжении 2-6 часов и с последующим охлаждением в воде в 20-100 градусов Цельсия) и полное искусственное старение (при температуре 175 градусов Цельсия на протяжении 10-15 часов). При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 157-245 МПа, относительное удлинение — 0,5-1 процента, а твердость по Бринеллю — от 60 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
4. АК9с (АК9с) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 8-10,5 процентов кремния, 0,2-0,35 процентов магния, 0,2-0,5 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемой цветной краской белого, желтого, желтого цвета. Сплав может отливаться под давлением без ТО, или же в кокиль с искусственным старением без закалки, или же с закалкой (при температуре 535 градусов с выдержкой на протяжении 2-6 часов и с последующим охлаждением в воде в 20-100 градусов Цельсия) и полным искусственным старением (при температуре 175 градусов Цельсия на протяжении 10-15 часов). При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 147-235 МПа, относительное удлинение — 1,5-3,5 процента, а твердость по Бринеллю — от 50 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
5. АК9ч (АЛ4) представляет собой чистый материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 8-10,5 процентов кремния, 0,2-0,35 процентов (чушка) или 0,17-0,30 процентов (отливка) магния, 0,2-0,5 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемым треугольником коричневого цвета. Сплав может отливаться под давлением и в кокиль без термообработки или с искусственным старением без закалки. Также материал может отливаться в песчаные формы и по выплавляемым моделям, а еще в кокиль с модифицированием и без него со следующим типом ТО: изделие будет подвергаться закалке с полным искусственным старением (при этом, температура закалки составляет 535 градусов с выдержкой на протяжении 2-6 часов и с последующим охлаждением в воде в 20-100 градусов Цельсия, а старение осуществляется при температуре 175 градусов Цельсия на протяжении 10-15 часов). При всем этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не менее 147-235 МПа, относительное удлинение — 1,5-3,0 процента, а твердость по Бринеллю — от 50 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
6. АК9пч (АК4-1) представляет собой материал повышенной чистоты, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 9-10,5 процентов кремния, 0,2-0,35 процентов (чушка) или 0,23-0,30 процентов (отливка) магния, 0,2-0,5 процентов марганца, 0,08-0,15 процентов титана. Чушки маркируются двумя несмываемыми зелеными треугольниками. Сплав может отливаться под давлением и в кокиль без термообработки или с искусственным старением без закалки. Также материал может отливаться в песчаные формы и по выплавляемым моделям с модифицированием со следующим типом ТО: изделие будет подвергаться закалке с полным искусственным старением (при этом, температура закалки составляет 535 градусов с выдержкой на протяжении 2-6 часов и с последующим охлаждением в воде в 20-100 градусов Цельсия, а старение осуществляется при температуре 175 градусов Цельсия на протяжении 10-15 часов).. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 157-265 МПа, относительное удлинение — 2-4 процента, а твердость по Бринеллю — от 50 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
7. АК8л (АЛ34) представляет собой литейный материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 6,5-8,5 процентов кремния, 0,4-0,6 процентов (чушка) или 0,35-0,55 процентов (отливка) магния, 0,1-0,3 процентов титана, 0,15-0,4 процентов Бериллия. Чушки маркируются двумя несмываемыми треугольником желтого цвета. Сплав может отливаться под давлением (без термообработки, с искусственным старением без закалки, с отжигом), в кокиль (с закалкой или с закалкой и неполным старением) и в песчаные формы (с закалкой или с закалкой и неполным старением). При всем этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 176-294 МПа, относительное удлинение — 1-6 процента, а твердость по Бринеллю — от 60 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
8. АК7 (АК7) представляет собой материал повышенной чистоты, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 6-8 процентов кремния, 0,2-0,55 процентов (чушка) или 0,2-0,5 процентов (отливка) магния, 0,2-0,6 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемой краской белого, красного цвета. Сплав может отливаться в песчаных формах и в кокиле с закалкой и временным старением или без термообработки вообще, а также под давлением и методом жидкой штамповки без термообработки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 127-196 МПа, относительное удлинение — 0,5-1 процента, а твердость по Бринеллю — от 50 до 75 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
9. АК7ч (АЛ9) представляет собой чистый материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 6-8 процентов кремния, 0,25-0,45 процентов (чушка) или 0,2-0,4 процента (отливка) магния. Чушки маркируются несмываемым желтым треугольником. Сплав может отливаться в песчаные формы, в кокиль, по выплавляемым моделям и под давлением без или с термообработкой разного типа и направления, начиная от отжига и закалки, и заканчивая совмещением старения с закалкой и так далее. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 137-225 МПа, относительное удлинение — 1-4 процента, а твердость по Бринеллю — от 45 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
10. АК7пч (АЛ9-1) представляет собой материал повышенной чистоты, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 7-8 процентов кремния, 0,25-0,45 процентов (чушка) или 0,25-0,40 процентов (отливка) магния, 0,08-0,15 процентов титана. Чушки маркируются двумя несмываемыми зелеными крестиками. Сплав может отливаться по выплавляемым м

Сварка и пайка силумина в домашних условиях

Силумином называют алюминиевый сплав с высоким содержанием кремния. Из него делают детали сложной конфигурации. Для их восстановления используют холодные и горячие методы.

Сварка силумина производится несколькими способами: плавящимися и тугоплавкими электродами. Металл легко окисляется, поэтому желательно использовать защитную атмосферу. Качество соединения без нее страдает. Виной всему жаропрочные оксиды алюминия. Как варить металл, какие тонкости важно учитывать, расскажут опытные сварщики.

Особенности сплава силумина

Он прочнее дюраля, устойчив к коррозии, пластичен – легко штампуется, поддается литью и ковке.

Его ценят за декоративность, износостойкость, легкость (у него низкий удельный вес). Силумин используют во многих отраслях, делают из него детали для машин и мотоциклов, накладные элементы для сантехники, оформления интерьеров.

Из-за окислительной активности сплав алюминия и кремния плохо поддается сварке. Вообще не варят сплавы с большим содержанием цинка, при нагревании он выгорает, металл становится хрупким. Литейный силумин с содержанием кремния от 5 до 22% горячим способом соединяют. При температурной обработке применяют инертные газы, преимущественно аргон, он тяжелее воздуха, оседает на заготовке, держится облаком.

Пайка силумина

Декоративные детали и те, которые не испытывают нагрузок, можно спаять газовой горелкой, металл нагревают до 200°С. Пайка силумина с тонкими стенками производится паяльником с мощным жалом. Для защиты от окисления применяют металлические накладки. Неприкрытой оставляют только рабочую зону.

Используют припои:

• ЕR4043 – присадка для литейного алюминия, легированного кремнием и магнием марки АД31, АД33, АД35,
• Harris52 – припой для алюминия с флюсовыми присадками,
• HTS2000 – китайский аналог Harris52.

Читайте также: Как правильно пользоваться холодной сваркой

Металл в месте пайки нагревают до 600°С, технология та же, что при работе с алюминием. Для разрушения оксидной пленки применяют флюс Castolin 190 Flux и его аналоги.

Технология сварки силумина

Соединение можно сделать двумя способами:

• с помощью плавящихся электродов, такой сваркой заделывают детали, работающие на сжатие,
• используя присадочную проволоку.

Прежде, чем сварить силумин, необходимо:

• зачистить стык до зеркального блеска,
• снять оксидную пленку растворителем или бензином, работать надо в перчатках, чтобы не оставлять потожировых следов.

Аргонодуговая сварка силумина

Для работы нужно подготовить:

• инвертор сварочный на 220В или 380 В (сила тока зависит от толщины ремонтируемого участка),
• осциллятор, подающий напряжение на электрод, он нужен для создания дуги,
• комплект газового оборудования,
• горелка,
• баллон с защитным газом,
• присадочный пруток.

У сварки силумина аргоном есть ряд особенностей:

1. Полярность должна быть обратная, к электроду подводится плюсовой контакт. Это необходимо для ионизации аргона, повышении его электропроводности.
2. Аргон должен поступать в рабочую зону только после розжига. Шов нужно охлаждать в защитной атмосфере не меньше 10 секунд, пока верхний слой металла не схватится.
3. Присадка вводится перед горелкой, со средней скоростью, под углом к электроду и диску. При быстрой подаче образуется много искр.
4. Электрод нужен для создания дуги, ближе, чем на 2,5 мм его к металлу не приближают.
5. Плавное движение горелки и прутка должны совпадать.
6. Диаметр присадочной проволоки всегда меньше размера электрода.

Под воздействием дуги присадка и кромки образуют однородный сплав. Важно поддерживать защитную атмосферу, следить, чтобы аргон не сдувало. Без него сразу начинается процесс окисления.

Сварка плавящимся электродом

Имея трансформатор или выпрямитель, заварить деталь можно плавящимся электродом ОК 96.50 – стержня из силумина, покрытого щелочной обмазкой. Перед работой его нагревают до 150°С. Восстанавливаемую зону детали тоже необходимо прогреть паяльной лампой или газовой горелкой до 300°С (на металле появятся темные пятна побежалости, если они желто-коричневые – температура 250°С). При этой же температуре делается наплавка. При такой сварке силумина в домашних условиях прочного шва не получится, частички шлака, а его при работе с плавящимся электродом образуется много, неизбежно остаются в расплаве.

Читайте также: Ремонт сквозной коррозии кузова автомобиля без сварки

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

Плюсы:

• в отличие от других методов восстановления деталей из силумина, при дуговом в атмосфере аргона получают более прочные соединения,
• режим формирования шва – скоростной, сварка не отнимает много времени,
• не нужно предварительно прогревать детали и электрод,
• отработанная технология по силам начинающим,
• направленная дуга не перегревает деталь, она не деформируется.

Минусы:

• работы нельзя проводить на открытом пространстве, в закрытых помещениях необходимо избегать сквозняков, чтобы облако аргона оставалось над рабочей зоной,
• сложно сразу подобрать режим сварки,
• при работе с толстостенным металлом нужно продумывать способ теплоотведения,
• необходимо иметь специальное оборудование.

Тем, кто регулярно занимается ремонтными работами, недостатки аргоновой сварки не мешают создавать качественные и надежные соединения.

Загрузка…

описание, химические свойства и применение

Практически во всех отраслях промышленности используется алюминиевый сплав. Применяется везде, от изготовления посуды до изготовления запчастей для автомобилей.

Силумин

Начнем с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако этот считается самым популярным среди других. Силумин — следующая ступенька после алюминия. Его получают путем добавления к этому химическому элементу сплава кремния.Комбинация этих двух элементов обеспечивает полученному сплаву повышенную твердость, а также повышенную износостойкость деталей, полученных из сплава.

Содержание кремния в таких сплавах составляет от 4 до 22%. Также стоит упомянуть, что можно добавить еще несколько элементов. В их состав входят медь, цинк, титан, железо или кальций. Также известно, что силумин содержит от 5 до 14% кремния.

Свойства силумина

Важно, что силумин — это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одинаковыми свойствами.Необходимо знать, что с увеличением процента содержания кремния конечная прочность материала повышается, но увеличивается и его хрупкость. Основные преимущества, которые можно выделить у этого сплава:

• Высокая прочность.
• Малый физический вес.
• Высокая износостойкость материала.
• Устойчивость к коррозии.
• Одно из важных преимуществ — цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонные принадлежности из этого материала стоят от 250 р.до 2000-3000 руб.

Все эти преимущества вместе и смогли обеспечить высокую популярность этого материала.

Недостаток этого материала только один — это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии силумин, он способен выдерживать высокие нагрузки, однако, если, например, уронить изделие из этого сплава, оно, скорее всего, лопнет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высока — всего 580 градусов по Цельсию.

Маркировка

Поскольку силумин представляет собой сплав алюминия и кремния, а также лишь одну из его разновидностей, была разработана специальная маркировка, позволяющая быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также какие химические элементы использовались. в изготовлении сплава.Для обозначения силуминового сплава используются буквенные и цифровые обозначения. Например, АК12 или АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая — на содержание кремния. Цифры показывают, какой процент этого химического элемента содержится в силумине. В данном случае это 12%. Поскольку могут быть добавлены другие элементы, также указывается их буква. Второй пример показывает маркировку алюминия — А, кремния — К 9% и цинка — С 7%.

Также важно отметить, что сплав обладает повышенной текучестью в расплавленном состоянии, а также хорошей свариваемостью.Если учесть, что температура плавления силумина составляет всего 580 градусов по Цельсию, то это можно отнести к списку преимуществ материала.

Типы силумина

Чаще всего говорят, что силумин — это аллоалюминий и кремний. Однако это неверное утверждение. Это название используется для сплавов, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов принято называть эвтектическим, нормальным или обыкновенным силумином. Однако существует и другая классификация этого материала.

• Первый тип сплава называется доэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентах всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
• Группа износостойких силуминов — содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
• Для решения конкретных задач изготавливаются специальные силуминовые сплавы, например, цинк.

Свойства нормального силумина

Первая группа силумина изэвтектического алюминия.Их прочностные параметры невелики, но преимущество у этого типа другое. Имеет отличные параметры литья. Материалы из такого сплава используются при отливке тонких изделий, которые в будущем будут использоваться в условиях повышенной вибрации или под воздействием ударных нагрузок.

Также важно отметить, что при литье этой группы сплавов к ней могут предъявляться такие требования, как удлинение микроструктуры. Для выполнения этого требования необходимо модифицировать силумин натрием во время операции литья в форму или в форму.

Также важно отметить, что высокой стойкостью к воздействию на сплав агрессивной среды обладают только те, которые характеризуются высокой чистотой состава. Другими словами, в таких материалах должно быть минимальное содержание различных примесей, таких как железо и другие.

Группы сплавов

Есть несколько групп, на которые делится силумин. Это разделение проводится с использованием этого материала для различных целей.

Эвтектический силумин, имеющий маркировку АК12, то есть с содержанием кремния всего 12%, а также не затвердевающий термической обработкой и не формирующий прочности на усадку, рекомендуется использовать для изготовления герметичных частей устройств или агрегаты низкой нагрузки.

В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9х. Для его изготовления уже применяется закалка при температуре 530 градусов с выдержкой от 2 до 6 часов. После этого материал охлаждается в горячей воде и активируется процесс старения при температуре 175 градусов, который длится 15 часов. Использование силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

Третья группа сплавов — это высоколегированный сверхэвтектический силумин, маркировка которого — АК21М2.В состав этого материала входит поршневая группа сплавов. Этот материал предназначен для работы в среде с повышенными температурами, поскольку отличается повышенной термостойкостью, высоким коэффициентом износостойкости.

Ремонт

Так как может случиться так, что на деталях из этого сплава будут трещины или те же неисправности, то есть возможность проведения ремонта. Чаще всего для проведения этого вида работ используют специальное вещество — эпоксидный клей.Однако в том случае, если деталь должна эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как не все они способны выдерживать температуру сварочного аппарата, некоторые из них могут просто плавиться.

Сварка

Ремонт силумина в домашних условиях с помощью аргонодуговой сварки считается МО

.

описание, химические свойства и применение

Практически во всех отраслях промышленности используется алюминиевый сплав. Применяется везде, от изготовления посуды до изготовления запчастей для автомобилей.

Силумин

Начнем с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако этот считается самым популярным среди других. Силумин — следующая ступенька после алюминия. Его получают путем добавления к этому химическому элементу сплава кремния.Комбинация этих двух элементов обеспечивает полученному сплаву повышенную твердость, а также повышенную износостойкость деталей, полученных из сплава.

Содержание кремния в таких сплавах составляет от 4 до 22%. Также стоит упомянуть, что можно добавить еще несколько элементов. В их состав входят медь, цинк, титан, железо или кальций. Также известно, что силумин содержит от 5 до 14% кремния.

Свойства силумина

Важно, что силумин — это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одинаковыми свойствами.Необходимо знать, что с увеличением процентного содержания кремния конечная прочность материала повышается, но растет и его хрупкость. Основные преимущества, которые можно выделить у этого сплава:

• Высокая прочность.
• Малый физический вес.
• Высокая износостойкость материала.
• Устойчивость к коррозии.
• Одно из важных преимуществ — цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонная утварь из этого материала стоит от 250 р.до 2000-3000 руб.

Все эти преимущества вместе и смогли обеспечить высокую популярность этого материала.

Недостаток этого материала только один — это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии силумин, он способен выдерживать высокие нагрузки, однако, если, например, уронить изделие из этого сплава, оно, скорее всего, лопнет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высока — всего 580 градусов по Цельсию.

Маркировка

Поскольку силумин представляет собой сплав алюминия и кремния, а также лишь одну из его разновидностей, была разработана специальная маркировка, позволяющая быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также какие химические элементы использовались. в изготовлении сплава.Для обозначения силуминового сплава используются буквенные и цифровые обозначения. Например, АК12 или АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая — на содержание кремния. Цифры показывают, какой процент этого химического элемента содержится в силумине. В данном случае это 12%. Поскольку могут быть добавлены другие элементы, также указывается их буква. Второй пример показывает маркировку алюминия — А, кремния — К 9% и цинка — С 7%.

Также важно отметить, что сплав обладает повышенной текучестью в расплавленном состоянии, а также хорошей свариваемостью.Если учесть, что температура плавления силумина составляет всего 580 градусов по Цельсию, то это можно отнести к списку преимуществ материала.

Типы силумина

Чаще всего говорят, что силумин — это аллоалюминий и кремний. Однако это неверное утверждение. Это название используется для сплавов, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов принято называть эвтектическим, нормальным или обыкновенным силумином. Однако существует и другая классификация этого материала.

• Первый тип сплава называется доэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентах всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
• Группа износостойких силуминов — содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
• Для решения конкретных задач изготавливаются специальные силуминовые сплавы, например, цинк.

Свойства нормального силумина

Первая группа силумина изэвтектического алюминия.Их прочностные параметры невелики, но преимущество у этого типа другое. Имеет отличные параметры литья. Материалы из такого сплава используются при отливке тонких изделий, которые в будущем будут использоваться в условиях повышенной вибрации или под воздействием ударных нагрузок.

Также важно отметить, что при литье этой группы сплавов к ней могут предъявляться такие требования, как удлинение микроструктуры. Для выполнения этого требования необходимо модифицировать силумин натрием во время операции литья в форму или в форму.

Также важно отметить, что высокой стойкостью к воздействию на сплав агрессивной среды обладают только те, которые характеризуются высокой чистотой состава. Другими словами, в таких материалах должно быть минимальное содержание различных примесей, таких как железо и другие.

Группы сплавов

Есть несколько групп, на которые делится силумин. Это разделение проводится с использованием этого материала для различных целей.

Эвтектический силумин, имеющий маркировку АК12, то есть с содержанием кремния всего 12%, а также не затвердевающий термической обработкой и не формирующий прочности на усадку, рекомендуется использовать для изготовления герметичных частей устройств или агрегаты низкой нагрузки.

В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9х. Для его изготовления уже применяется закалка при температуре 530 градусов с выдержкой от 2 до 6 часов. После этого материал охлаждается в горячей воде и активируется процесс старения при температуре 175 градусов, который длится 15 часов. Использование силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

Третья группа сплавов — это высоколегированный сверхэвтектический силумин, маркировка которого — АК21М2.В состав этого материала входит поршневая группа сплавов. Этот материал предназначен для работы в среде с повышенными температурами, поскольку отличается повышенной термостойкостью, высоким коэффициентом износостойкости.

Ремонт

Так как может случиться так, что на деталях из этого сплава будут трещины или те же неисправности, то есть возможность проведения ремонта. Чаще всего для проведения этого вида работ используют специальное вещество — эпоксидный клей.Однако в том случае, если деталь должна эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как не все они способны выдерживать температуру сварочного аппарата, некоторые из них могут просто плавиться.

Сварка

Ремонт силумина в домашних условиях с помощью аргонодуговой сварки считается наиболее простым методом. Однако все признают, что лучшее решение для ремонта деталей по-прежнему придется по душе профессионалам, но и самостоятельная сварка тоже вполне реальна.Важно отметить, что работы по аргонно-дуговой сварке следует проводить в среде инертных газов.

Чаще всего для достижения этой цели используют непосредственно газообразный аргон, но в некоторых случаях можно использовать смесь аргона и гелия. Также важно отметить, что после сварочных работ по ремонту силуминовых деталей все сварные швы необходимо обработать. После этой процедуры швы будут практически незаметны.

,

A Руководство по сварке алюминия

Газ-металл-дуговая сварка

Подготовка основного металла: Для сварки алюминия операторы должны позаботиться о том, чтобы очистить основной материал и удалить любые загрязнения оксида алюминия и углеводороды из масел или режущих растворителей. Оксид алюминия на поверхности материала плавится при 3700 F, в то время как алюминий основного материала под ним будет плавиться при 1200 F. Следовательно, оставление любого оксида на поверхности основного материала будет препятствовать проникновению присадочного металла в заготовку.Для удаления оксидов алюминия используйте проволочную щетку из нержавеющей стали или растворители и травильные растворы. При использовании щетки из нержавеющей стали чистите только в одном направлении. Следите за тем, чтобы не чистить щеткой слишком грубо: грубая чистка щеткой может привести к еще большему проникновению оксидов в заготовку. Кроме того, используйте щетку только для обработки алюминия — не чистите алюминий щеткой, которая использовалась для обработки нержавеющей или углеродистой стали. При использовании растворов для химического травления обязательно удалите их из работы перед сваркой. Чтобы свести к минимуму риск попадания углеводородов из масел или режущих растворителей в сварной шов, удалите их обезжиривающим средством.Убедитесь, что обезжириватель не содержит углеводородов.

Предварительный нагрев: Предварительный нагрев алюминиевой заготовки может помочь избежать растрескивания сварного шва. Температура предварительного нагрева не должна превышать 230 F — используйте индикатор температуры, чтобы предотвратить перегрев. Кроме того, выполнение прихваточных швов в начале и в конце свариваемой области поможет ускорить предварительный нагрев. Сварщикам также следует предварительно нагреть толстый кусок алюминия при его приваривании к тонкому. если происходит холодная притирка, попробуйте использовать вкладки для притирки и притирки.

Метод выталкивания: В случае алюминия отталкивание пистолета от сварочной ванны вместо его вытягивания приведет к лучшему очищающему эффекту, уменьшению загрязнения сварных швов и улучшенному покрытию защитным газом.

Скорость перемещения: Сварка алюминия должна выполняться «горячим и быстрым». В отличие от стали, высокая теплопроводность алюминия требует использования более высоких значений силы тока и напряжения, а также более высоких скоростей сварки.Если скорость движения слишком низкая, сварщик рискует получить чрезмерный ожог, особенно на тонкостенных алюминиевых листах.

Защитный газ: Аргон, благодаря хорошему очищающему эффекту и профилю проплавления, является наиболее распространенным защитным газом, используемым при сварке алюминия. Сварка алюминиевых сплавов серии 5XXX в смеси защитного газа, содержащей аргон и гелий — максимум 75 процентов гелия — минимизирует образование оксида магния.

Сварочная проволока: Выберите алюминиевую присадочную проволоку, имеющую температуру плавления, аналогичную температуре основного материала.Чем больше оператор может сузить диапазон плавления металла, тем легче будет сваривать сплав. Возьмите проволоку диаметром 3/64 или 1/16 дюйма. Чем больше диаметр проволоки, тем легче она подается. Для сварки тонкостенных материалов хорошо подходит проволока диаметром 0,035 дюйма в сочетании с импульсной сваркой при низкой скорости подачи проволоки — от 100 до 300 дюймов / мин.

Сварные швы выпуклой формы: При сварке алюминия кратерные трещины вызывают большинство отказов.Растрескивание возникает из-за высокой скорости теплового расширения алюминия и значительных сжатий, возникающих при остывании сварных швов. Риск растрескивания наиболее высок в случае вогнутых кратеров, так как поверхность кратера сжимается и разрывается при охлаждении. Поэтому сварщики должны создавать кратеры, чтобы они образовали выпуклую форму или холмик. По мере охлаждения сварного шва выпуклая форма кратера компенсирует силы сжатия.

Выбор источника питания: При выборе источника питания для GMAW алюминия сначала рассмотрите метод переноса — дуговая дуга или импульсный.Аппараты постоянного тока (cc) и постоянного напряжения (cv) могут использоваться для дуговой сварки с распылением. Распылительная дуга забирает крошечный поток расплавленного металла и распыляет его поперек дуги от электродной проволоки к основному материалу. Для толстого алюминия, для которого требуется сварочный ток, превышающий 350 А, оптимальные результаты дает cc.

Импульсный перенос обычно осуществляется от инверторного источника питания. Новые блоки питания содержат встроенные импульсные процедуры в зависимости от типа и диаметра присадочной проволоки.Во время импульсной GMAW капля присадочного металла перемещается от электрода к заготовке в течение каждого импульса тока. Этот процесс обеспечивает положительный перенос капель и приводит к меньшему разбрызгиванию и более высокой скорости следования, чем при сварке с переносом распылением. Использование импульсного процесса GMAW на алюминии также позволяет лучше контролировать подвод тепла, упрощая сварку вне положения и позволяя оператору сваривать тонкостенные материалы при низких скоростях и токах подачи проволоки.

Механизм подачи проволоки: Предпочтительным методом подачи мягкой алюминиевой проволоки на большие расстояния является двухтактный метод, в котором используется закрытый шкаф подачи проволоки для защиты проволоки от воздействия окружающей среды.Двигатель с регулируемой скоростью с постоянным крутящим моментом в шкафу подачи проволоки помогает проталкивать и направлять проволоку через пистолет с постоянной силой и скоростью. Двигатель сварочной горелки с высоким крутящим моментом протягивает проволоку и поддерживает постоянную скорость подачи проволоки и длину дуги.
В некоторых цехах сварщики используют одни и те же устройства подачи проволоки для подачи стальной и алюминиевой проволоки. В этом случае использование пластиковых или тефлоновых футеровок поможет обеспечить плавную и стабильную подачу алюминиевой проволоки. Для направляющих трубок используйте отходящие и пластиковые входящие трубы долотообразного типа, чтобы поддерживать проволоку как можно ближе к приводным роликам, чтобы предотвратить спутывание проволоки.Во время сварки держите кабель горелки как можно прямее, чтобы минимизировать сопротивление подаче проволоки. Проверьте правильность совмещения между ведущими роликами и направляющими трубками, чтобы предотвратить стружку алюминия.

Используйте приводные ролики, предназначенные для алюминия. Настройте натяжение приводных роликов, чтобы обеспечить равномерную скорость подачи проволоки. Чрезмерное натяжение приведет к деформации проволоки и вызовет грубую и беспорядочную подачу; слишком малое натяжение приводит к неравномерной подаче. Оба условия могут привести к нестабильной дуге и пористости сварного шва.

Сварочные пистолеты: Используйте отдельный вкладыш для сварочного пистолета для сварки алюминия.Во избежание истирания проволоки старайтесь удерживать оба конца лайнера, чтобы устранить зазоры между лайнером и диффузором газа на пистолете. Часто меняйте футеровки, чтобы свести к минимуму вероятность того, что абразивный оксид алюминия вызовет проблемы с подачей проволоки. Используйте контактный наконечник примерно на 0,015 дюйма больше диаметра используемого присадочного металла — при нагревании наконечник расширится до овальной формы и, возможно, ограничит подачу проволоки. Обычно, когда сварочный ток превышает 200 А, используйте пистолет с водяным охлаждением, чтобы минимизировать тепловыделение и уменьшить трудности с подачей проволоки.

эвтектический силумин: алюминий для колес

Европейский алюминиево-кремниевый сплав Al Si11 (44000) с содержанием кремния ниже эвтектического (от 10,0 до 11,8%). Широко используется для изготовления колес методом литья под низким давлением. На этой основе специально для изготовления легкосплавных дисков были разработаны сплавы:

• Силумин-Каппа Sr (10,5-11,0% кремния) и
• Силумин-Бета Sr (кремний 9,0-10,5%).

Химический состав алюминиевого сплава показан на рисунке 1.

Рисунок 1 — Химический состав доэвтектического силумина для колес

Отливка доэвтектического силумина

Эти алюминиевые литейные сплавы:

• Имеет хорошую текучесть,
• высокая пластичность и
• хорошая коррозионная стойкость.

Литой сплав Силумин-Каппа Sr имеет оптимальное содержание кремния 10,5 на 11,0%. В сплаве Силумин-Бета Sr интервальное содержание кремния составляет от 9,0 до 10,5%.

Рисунок 2 — технологические и функциональные свойства
доэвтектический силумин

Рисунок 3 — Физические свойства силуминов

Рисунок 4 — Механические свойства силумина

Обычно эти сплавы модифицированы стронцием на стадии чушкового производства, и поэтому они не требуют такой модификации непосредственно в литейной промышленности.Добавки стронция в эти сплавы колеблются от 0,020 до 0,030%.

Модификация эвтектического кремния, то есть образование модифицированной микроструктуры, необходимой для повышения пластичности колес с литой конструкцией, которая изготавливается из этих сплавов. Уровень сальника и других примесей сильно влияет на пластичность литой конструкции — характеристики удлинения.

Влияние магния на силумины

При необходимости эти сплавы можно лить с содержанием магния от 0,05 до 0,45%.С увеличением содержания магния прочность сплава незначительно увеличивается, а также немного снижается пластичность. С другой стороны, добавки магния улучшают обрабатываемость этих сплавов резанием, так как они способствуют образованию стружки и ее удалению при обработке колес.

Придает колесным дискам более привлекательный вид. Кроме того, Mg увеличивает коррозионную стойкость дисков, но снижает адгезию защитных лакокрасочных покрытий к поверхности обода колеса.

Термическая обработка силуминов бета и каппа

Только некоторые сплавы типа «силумин-бета» являются термически упрочняющими. Термически упрочняющие круги из сплавов силумин-каппа обычно не рекомендуются из-за возможного частичного охрупчивания, которое может снизить усталостную прочность материала.

Рисунок 5 — Термическая обработка отливок

Силумин Al Si7Mg для колесных дисков

Обода алюминиевые термически упрочняемые из алюминиевого сплава Al Si7Mg (коммерческое наименование — Pantal 7).затвердевание этого типа сплава — доэвтектическое. При застывании происходит переход от жидкого к пастообразному. При последующем затвердевании дендриты алюминия переходят в жидкий расплав. Они образуют переплетенную сеть, а полость между ними заполнена высокотекучей эвтектики AlSi, которая затем затвердевает. Если состав этих «пустот» по какой-либо причине недостаточен, то возникают такие дефекты, как микропористость. диапазон отверждения составляет около 35-40 ° C.

Очистка расплава силумин

Очистка расплавов этого типа осуществляется продувкой только инертными газами или вакуумной обработкой.Обработка расплавом материалов, содержащих хлор, не допускается, так как при этом происходит выщелачивание расплава стронция.

Рисунок 6 — Типовые технологические параметры литья

См. также

Сварка алюминиевых колес

Литые диски

Кованые легкосплавные диски

,