Силумин и алюминий имеют свои преимущества и недостатки, и выбор между ними зависит от конкретных задач. Силумин, легкий и дешевый сплав алюминия с кремнием, часто используется в производстве деталей, где важна высокая степень формовки и устойчивость к коррозии, но он менее прочный и не так хорошо выдерживает нагрузки.
Алюминий, в свою очередь, отличается большей прочностью и долговечностью, что делает его предпочтительным материалом для конструкций и изделий, испытывающих значительные механические нагрузки. Таким образом, если важна прочность и долговечность, лучшим выбором будет алюминий, а для применения, где критична легкость и обработка, подойдёт силумин.
Что такое силумин
Силумин — это алюминиевый сплав, содержащий кремний, а также небольшие примеси железа, меди, марганца, кальция, углерода и других элементов. Хотя этот материал широко используется в различных отраслях, многим неизвестно, что именно представляет собой силумин.
Структурно силумин схож с дюралюминием, где базовыми компонентами являются алюминий и кремний, дополненные медью, марганцем и магнием. Характеристики сплава зависят от типа и концентрации добавок, поэтому важно правильно подбирать легирующие элементы. Это позволяет улучшить твердость, износостойкость и литейные свойства материала.
Присутствие кремния в силумине связано с тем, что чистый алюминий отличается относительной мягкостью. Добавка кремния придает материалу прочность. В состав также могут входить натрий и литий, которые необходимы для регулирования содержания кремния в сплаве.
Состав силумина
Состав сплава силумина различается в зависимости от его вида. Обычно в него входят алюминий и кремний, причем доля последнего составляет около 10%. Существуют также разновидности силуминовых сплавов с более высокой прочностью за счет повышенного содержания кремния (20%).
Кроме силумина, существует ряд других материалов на основе алюминия, таких как сплавы с магнием и кремнием, которые применяются для изготовления деталей автомобильных кузовов, или сплавы с оловом, идеальные для литых подшипников. Сплавы с магнием обладают высокой устойчивостью к агрессивным средам и применяются, например, в строительстве для фасадов зданий.
Особенности силумина
Силумин отличается от дюралюминия высокой устойчивостью к коррозии и обладает повышенной пластичностью. Этот сплав легко поддается штамповке, отлично льется и удачно обрабатывается ковкой. Его декоративные свойства и небольшой вес делают силумин востребованным материалом для изготовления деталей автомобилей и мотоциклов, сантехнических элементов и декоративных изделий для интерьера.
- Хорошая формовка: Легко поддается штамповке, что обеспечивает удобство в производстве.
- Устойчивость к коррозии: Высокая степень устойчивости в агрессивных средах, включая морскую воду.
- Малый вес: Невысокая плотность делает его легким материалом.
- Ограничения при сварке:
- Сложности при сварке: Имеет плохую свариваемость из-за окислительной активности алюминия и кремния.
- Применение инертных газов: Для создания защитной атмосферы при сварке используются инертные газы, основным из которых является аргон.
- Свойства:
- Прочность и дешевизна: Силумин востребован на рынке благодаря сочетанию прочности и доступности.
- Химические свойства: Близки к чистому алюминию, но с учетом добавок. Проявляет высокую устойчивость к коррозии.
- Физические характеристики: Схожи с нержавеющей сталью, но силумин выделяется малым весом.
Силумин представляет собой важный материал, сочетающий в себе прочность, устойчивость и легкость, что обеспечивает его широкое применение в различных областях промышленности и дизайна.
Физические свойства
- Прочность и плотность: Силумин обладает меньшей плотностью по сравнению со сталью, что облегчает создание легких деталей.
- Визуальное сходство: Внешне напоминает чистый алюминий.
- Текучесть: Высокая текучесть делает его идеальным для сложных деталей.
- Температура плавления: Плавится при +700 °С.
- Прочность и хрупкость: Высокая прочность, но при этом существует риск хрупкости.
- Немагнитный: Силумин не является магнитным материалом.
- Механические свойства:
- Хрупкость и плотность: Обладает хрупкостью и высокой плотностью.
- Микротвердость: Обладает низкой микротвердостью.
- Литейные свойства:
- Применение в Литье: Используется широко, особенно благодаря низкой стоимости.
- Газовая Пористость: Высокая газовая пористость является основным недостатком, но современные технологии позволяют ее минимизировать.
Применение Силумина
- В авиастроении: Обеспечивает экономию топлива и дополнительную грузоподъемность в авиации. Применяется для изготовления деталей, выдерживающих высокие ударные нагрузки.
- В авто- и мотопромышленности: Широкое использование в автомобилестроении и производстве мотоциклов благодаря прочности и низкому весу. Используется для изготовления двигателей, блоков цилиндров, картеров.
- В оружейном производстве: Применяется для изготовления деталей пневматического оружия и страйкбольных винтовок.
- В производстве сантехнических изделий: Изготовление водопроводных смесителей, фитингов, запорной арматуры.
- В других сферах: В кораблестроении благодаря высокой коррозионной стойкости. В космической промышленности из-за низкого коэффициента расширения и малой плотности.
Силумин представляет собой универсальный материал, нашедший применение в различных отраслях промышленности и быта.
Международная Маркировка
Маркировка силуминовых сплавов может быть выполнена в соответствии с международной системой стандартизации ISO. Примеры включают:
- АК 15: Алюминий и кремний, где цифра указывает процент кремния.
- АЛ 9: Присутствие лития, обозначенное буквой «Л», с указанием доли в процентах.
Маркировка по ГОСТ
На постсоветском пространстве часто используется маркировка согласно стандартам ГОСТ. Например, индекс «1319» указывает на основной компонент (алюминий), систему легирования и марку сплава.
- Содержание кремния до 10%: Включает алюминий, кремний, и, возможно, магний, марганец или медь.
- Содержание кремния 10–20%: Относятся к группе износоустойчивых сплавов.
- Сплавы с добавками: Могут содержать элементы, такие как цинк или титан.
Процентные соотношения компонентов зависят от предназначения изделий и условий эксплуатации. Силумины разделяют на два вида: для высокого давления и для более мягких условий.
Производство
Благодаря постоянному развитию в металлургии появляются новые технологии для получения силуминовых сплавов, соответствующих конкретным требованиям. Каждый год Видимо усовершенствование и оптимизацию традиционных технологических процессов. В соответствии с классической методикой, силумин получают путем переплавки алюминия, смешанного с кремнием в определенной пропорции. Металл, используемый для создания шихты, извлекается из соответствующих руд.
Широко распространено также производство силумина с использованием качественно восстановленной золы, оставшейся после сжигания бурого угля на тепловых электростанциях. Для создания силуминовых сплавов смесь золы, содержащей кремний, подвергается обработке в электролизере с добавлением криолита.
В природе алюминий, смешанный с кремнием, встречается в бокситовых рудах. Однако для получения высококачественного силуминового сплава применяют искусственные смеси с определенными пропорциями обоих компонентов.
Лазерная резка металла часто применяется при обработке силумина, обеспечивая точность и возможность создания сложных форм. Это подчеркивает важность современных методов обработки, таких как лазерная резка металла, в максимизации потенциала материалов, таких как силумин, в различных промышленных приложениях.
Ремонт изделий из силумина
Ремонт изделий из силумина
Излишняя хрупкость силуминовых сплавов может вызвать трещины или поломки деталей при воздействии ударов или других разрушающих факторов. Для восстановления поврежденных изделий из силумина используются специальные методы, такие как склеивание, пайка и сварка (обычная или холодная). Давайте рассмотрим каждый из этих методов более подробно.
Сварка
Сварка силумина своими силами может быть проблематичной, поэтому рекомендуется обратиться за помощью к специалисту. Процесс усложняется тем, что при нагреве на поверхности соединяемых элементов образуется оксидный слой, мешающий соединению. По этой причине сварка выполняется в аргоновой среде, которая предотвращает контакт сплава с атмосферным кислородом.
Процесс сварки включает несколько этапов:
- Подготовка электродов с вольфрамовыми стержнями и специальным припоем.
- Очистка поверхности от жира и надежное закрепление соединяемых деталей.
- Подложка стальной пластины для отвода тепла.
- Разогрев деталей до +220 °C.
- Использование переменного тока для сварки.
Перед началом сварки поврежденного изделия рекомендуется провести тренировочные работы на ненужных деталях из силумина.
Пайка
Если необходим ремонт декоративных изделий из силумина или деталей, не подвергающихся значительным нагрузкам, можно использовать пайку. Для этого потребуется мощный паяльник или газовая горелка. Материал соединяемых фрагментов разогревается до +200 °C. Зону спайки следует защитить металлическими пластинами, чтобы предотвратить перегрев прилегающей поверхности.
Рабочая температура при пайке достигает +600 °C. Оксидный слой удаляется специальным флюсом, например, Castolin 190 Flux.
Склейка
Для склеивания изделий из силумина используется специальный клей для алюминия, разведенный до нужной консистенции. Поверхности для склеивания должны быть очищены от грязи, обезжирены и высушены. Наносится ровный слой клеящего состава, после чего детали прижимаются друг к другу. Изделие помещается под груз и оставляется на 24 часа для полного схватывания клея. Этот метод подходит для ремонта изделий, не подвергающихся серьезным нагрузкам.
Холодная сварка
Этот метод широко используется для восстановления целостности силуминовых деталей при ремонте транспортных средств и сантехники. Основной компонент специального клея – эпоксидная смола. В зависимости от назначения в состав добавляются различные наполнители и добавки, создающие высокопрочные клеевые соединения.
Два основных вида двухкомпонентных составов для холодной сварки:
- Два тюбика или флакона с жидкой или полужидкой массой, один с клеем, а второй с отвердителем. Смешивание начинает реакцию, приводящую к затвердеванию смеси.
- Масса, напоминающая пластилин, где сердцевина бруска содержит отвердитель, который смешивают с основным компонентом.
Поверхности деталей должны быть подготовлены – очищены, зачищены, обезжирены и просушены. После нанесения клеевой массы и прижатия деталей друг к другу, смесь застывает примерно за полчаса, в зависимости от состава, и полностью склеивается за несколько часов или суток.
Отличия силумина от других металлов и сплавов
Силумин можно отличить от других металлов по нескольким признакам:
- По цвету: сероватая поверхность и серебристый блеск на срезе.
- По магнитным свойствам: не магнитится, в отличие от стальных сплавов.
- По удельному весу: существенно легче стали.
Источник3: rosalcompany.ru
Силумин или алюминий что лучше
Новые статьи
- Литая посуда с антипригарным покрытием
- Производство алюминиевой посуды с антипригарным покрытием
- Лазерная резка профилированной трубы
- Литейная машина А711А08
- Какие сплавы лучше?
15 Окт Какие сплавы лучше?
Posted at 13:11h in Технология литья by admin
1. Сплав АК12, называемый также силумин, — это смесь алюминия с кремнием, в которую добавляется небольшое количество магния (до 0,5%). Сплав является одним из самых твердых из всего многообразия смесей на основе алюминия. Также он характеризуется низкой литейной усадкой и герметичностью. Активно применяется для литья под давлением благодаря тому, что не дает трещин в процессе создания заготовок. Используется для производства деталей, работающих под небольшой нагрузкой.
2. Алюминиевый сплав АК12М2 производится добавлением в расплавленный алюминий небольшого числа кремния (от 11 до 13%), меди (1,8-2%) и железа (0,6-0,9%, в основном для того, чтобы заготовка лучше отделялась от формы). Применяется, в основном, для изготовления алюминиевых чушек и фасонного литья.
3. Сплав АК9 производится смешиванием алюминия с кремнием (85-90% + 8-11%) и добавлением небольшого количества примесей: никеля (до 0,3%), меди (до 1%) и цинка (до 0,5%). Сплав характеризуется высокой прочностью, однако не отличается пластичностью. Он используется для производства деталей самолетов, элементов сложных приборов и других заготовок, способных выдерживать высокие нагрузки, но не подвергающихся повышенным вибрациям.
4. Алюминиевый сплав АК9М2 благодаря удачному соотношению алюминия, кремния и меди отличается наиболее сбалансированным соотношением твердости к пластичности. Благодаря его физическим свойствам, сплав активно применяется для производства ненагруженных деталей, корпусов и деталей для различных приборов. Может подвергаться искусственному старению и закалке.
5. Сплав АК5М2 считается одним из самых популярных в системе алюминий-кремний-медь. Он отличается не только высокой прочностью и относительной пластичностью, но и дешевизной. Применяется сплав для «неответственного литья»: производства алюминиевой посуды, фасонных отливок, ненагруженных деталей и т.д.
Производство алюминиевого литья методами литья под давлением, литья в кокиль, жидкой штамповки металла. Наше литейное производство оснащено современным оборудованием и позволяет изготавливать практически любую продукцию из алюминия.
Литье алюминия:
В нашем портфолио более 300 наименований отливок различных характеристик.
Источник4: rosalcompany.ru