Силумин, чугун или сталь? Что выбрать для уличного освещения?

Приобретая в магазине тот или иной товар (например, посуду (сковороду или кастрюлю), или водопроводный кран), многие даже не догадываются, что он сделан из силуминового сплава.

Чтобы было более понятно, сплав силумин состав — определенных металлов (в основе алюминий и кремний), плюс примеси (Fe, Mg, C, Cu).

Маркировка [ править | править код ]

• А — алюминий,
• К — кремний,
• ## — процентное содержание кремния в сплаве,
• @@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются).

Встречается другая маркировка: АЛ##

, где:

• АЛ — алюминий литейный,
• ## — номер сплава.

Наиболее распространённые марки:

• АК12 — 12 % кремния, эвтектический сплав.
• АК9 — 9 % кремния.
• АК7Ц9 — 7 % кремния, 9 % цинка.

Маркировка

Исходя из вариативности сплавов, была разработана специальная маркировка силумина. Благодаря ей есть возможность быстро и точно подобрать материал с желаемыми свойствами, определить состав, процентное соотношение элементов и физические свойства.

Читать также: Торцевые фрезы по металлу гост

Маркировка основана на сочетании буквенных и цифровых обозначений. Буквами указываются компоненты, входящие в состав сплава, например, А-алюминий, К-кремний, Ц-цинк. Порядок буквенных обозначений определяется исходя из процентного соотношения компонентов, поэтому марка силумина всегда начинается на букву А.

Цифры указывают на процентное соотношение каждого компонента, кроме алюминия в составе. К примеру, АК20 свидетельствует о наличии в составе 20% кремния и соответственно 80% алюминия.

Следует отметить, что маркировка может отличаться в зависимости от производителей и страны производства. Поэтому при покупке изделий с непонятной маркировкой лучше проконсультироваться с продавцом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Современная металлургия поставляет свыше 1000 наименований различных типов материалов. Но до сих пор сплав силумин занимает среди них видное место. Его применение продолжает охватывать все новые и новые отрасли производства вот уже в течение 15 лет. Обладание какими свойствами не позволяет терять ему своей актуальности по сей день что это такое?

Общие сведения

Сплавы на базе алюминия и кремния называются силуминами. Они относятся к категории литейных сплавов и занимают около 55% всей алюминиевой металлургической промышленности.

Существует 2 основные разновидности:

• простые, по составу содержащие только 2 компонента: кремний (до 15%) и алюминий.
• специальные, включающие дополнительные легирующие элементы.

Двухкомпонентный силумин является термически неупрочняемым и обладает низкими механическими характеристиками. Единственно возможным способом повысить прочность — уменьшить скорость затвердевания отливки в форме или добавить в расплав лигатур щелочных металлов, таких как стронций, литий или натрий.

Повышение скорости кристаллизации дает более предпочтительные результаты, но имеет один важный недостаток. В случае литья тонкостенных деталей повышается вероятность образования трещин на поверхности отливок. Единственный способ избежать этого — это применение технологии литья под давлением, что более затратно с экономической точки зрения.

Модификация щелочными металлами дает меньший прочностной эффект, но этот процесс более технологичен и универсален. По этой причине он чаще встречается в практике.

Улучшение механических свойств здесь происходит за счет изменения величины зерна. Внутренняя структура при этом остается неизменной.

Эффект от модифицирования тем сильнее, чем больше количество кремния в силумине. Именно зерна кремния подвергаются рекристаллизации в силуминовых сплавах, и именно благодаря этому происходит улучшение механических свойств. Поэтому при содержании кремния меньше 5% модификация становится бессмысленным.

Специальные силуминовые сплавы помимо кремния и алюминия имеют в своем составе такие компоненты как магний, медь и железо. Введение данных элементов делает материал термически упрочняемым. По этой причине специальные сплавы отличаются более высокими механическими свойствами по сравнению с простыми. Особенно это касается такого параметра как предел текучести.

Термическая обработка в большинстве случаев заключается в закалке и последующем искусственном старении. Так, закалка АЛ4 проходит при 550 ºС и выдерживается при данной температуре в течение 3-5 часов. После этого сплав резко охлаждают в воде и отправляют в печь. Там уже проводится искусственное старение (175 ºС), которое окончательно доводит материал по физической структуре и механическим характеристикам.

Также все силуминовые сплавы относят к первой группе свариваемости. Сварка не требует дополнительной подготовки в виде предварительного прогрева детали. Сварные швы получаются плотными и по прочности не уступают цельным сплавам.

Применение [ править | править код ]

Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (напр., картеров, блоков цилиндров, поршней), и для производства бытовой техники (теплообменников, санитарно-технических запорных арматур, мясорубок), в скульптурной технике, в дешёвых электропневматических репликах оружия, иногда изготовляют ключи.

Недостатком силумина является высокая пористость и грубая крупнозернистая эвтектика отливок, что сильно отражается на воспроизводимости (стабильности) прочностных свойств получаемых деталей. [1]

На магазинных прилавках все чаще попадаются изделия из силумина. Это могут быть сковородки, кастрюли, водопроводные краны и иные изделия. Этот материал получается искусственным путем, подробнее ответ на вопрос: силумин — что это , вы найдете в статье ниже.

Область применения силумина

На сегодняшний день сфера применения силумина разнообразна, но наиболее часто его используют на производстве автомобилей и самолетов. Основные сферы применения:

1. Высокую популярность в авиастроении он обрел благодаря сочетанию малого веса и высокой прочности, что очень важно для подъема летальных аппаратов в небо и экономии топлива.
2. Подобные свойства желательны и в производстве автомобилей. Так, вес автомобиля напрямую влияет на ходовые свойства авто, маневренность на дороге и расход топлива. В сфере машиностроения сплав применяется для производства деталей двигателя.
3. В последнее время особую популярность силумин получил в оружейной сфере, особенно для производств пневматических винтовок. Страйкболисты предпочитают оружие из этого материала из-за легкого веса, высокой прочности и надежности, что на фоне высокой стоимости таких винтовок является незаменимым качеством.
4. Также его применяют в производстве множества бытовых изделий, от кастрюлей и сковородок до водопроводных смесителей. Бытовые изделия из силумина популярны из-за низкой стоимости.

Описание материала

Определение силумина несложно найти в википедии — это сплав на основе алюминия с добавлением кремния. При этом содержание дополнительного компонента колеблется в пределах от 4 до 22%, и основную часть составляет алюминий. Состав сплава силумин также содержит небольшое количество примесей иных металлов: меди, кальция, титана, железа, цинка, марганца и других.

Так как максимальное количество кремния до 22 %, то внешне его несложно отличить от настоящего металла. Он немного затемнен, поэтому напоминает чугун, но фактически распознать этот материал сумеет только человек с опытом.

Что такое силумин в реальной жизни, и где он встречается?

Ценообразование

Алюминий входит в пятерку самых распространенных металлов на планете Земля. Несмотря на это добыча его постепенно сокращается. Происходит это из-за углубления залежей алюминиевых руд с одной стороны, с другой стороны развитому рынку вторичных металлов. По этой причине с экономической точки зрения выгоднее перерабатывать алюминиевый сплав.

Стоимость на силумин зависит от следующих факторов:

• Химический состав. Чем больше алюминия, меди и титана, тем выше его цена на рынке металлолома.
• Знание котировок на биржах цветных сплавов. По стоимости сплавы силумина коррелируются согласно ценам входящих в них металлов, стоимость которых определяется на мировых биржах.
• Качество лома. Наличие следов коррозии на поверхности сильно снижает стоимость.
• Объем партии. Пункты приема металлолома отдают предпочтение в работе с крупными поставками, т. к. это позволяет снизить время товарооборота. Поэтому в случае сдачи лома свыше одной тонны они делают на него наценку.

Оцените статью:

В настоящее время активно разрабатываются и исследуются новые методы модификации состояния поверхностного слоя различных материалов с целью придания им требуемых свойств[1], так как возможности традиционных методов химико-термической обработки практически исчерпаны. Принципиально новые возможности для модификации поверхностных свойств различных материалов и существенного улучшения их эксплуатационных характеристик предоставило использование в промышленности концентрированных потоков энергии (КПЭ) [2]. Особенно актуальным является применение таких методов для модификации алюминиевых сплавов, более широкое применение которых в промышленности сдерживается низкими трибологическими и прочностными характеристиками.

Несмотря на значительный прогресс в материаловедении, в частности в области создания новых сплавов и композитов, превосходящих по свойствам сплавы на основе алюминия, последние еще длительное время будут занимать ведущие позиции во многих отраслях промышленности. В первую очередь это связано с относительно низкой стоимостью данных сплавов и возможностью широкого использования вторичного сырья при их производстве. Учитывая высокие объемы потребления алюминиевых сплавов, борьба даже за сравнительно небольшое улучшение их качества может быть оправданной.

Одним из важнейших сплавов алюминия является силумин или сплав алюминия с кремнием. Диаграмма состояния силуминов имеет простой эвтектический вид, что видно из рисунка 1, именно поэтому промышленные силумины подразделяются по содержанию кремния на доэвтектические (4-12% Si), эвтектические (12,2% Si) и заэвтектические (свыше 12% Si). Силумины широко используются в авиации, судостроении, автомобилестроении и для бытовых нужд благодаря своим механическим свойствам. По широте применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна.

Промышленное значение силуминов обусловлено их высокой жидкотекучестью, низкой склонностью к образованию усадки при литье, возможностью пайки и сварки. Однако заэвтектические силумины нашли лишь ограниченное применение из-за наличия в структуре очень твердой кремниевой составляющей, которая значительно снижает стойкость режущего инструмента[3], что в некоторой степени компенсируется повышенным модулем упругости по сравнению с доэвтектическими сплавами, низким температурным коэффициентом линейного расширения, хорошей свариваемостью и обрабатываемостью резанием с точки зрения качества поверхности и низкой стоимостью. Кроме того, еще недостаточно ясны специфика производства и особые требования к сплавам этой системы, необходимые для точного контроля микроструктуры и пористости отливок, которые существуют для доэвтектических промышленных силуминов. В настоящее время чаще всего заэвтектические силумины используются для производства поршней ДВС и ряда других деталей, изготавливаемых методами фасонного литья или жидкой штамповки. Но не смотря на ограниченное применение заэвтектических силуминов, интерес к данным сплавам растет.

Рис. 1. Диаграмма состояния Al-Si[4]

Рис. 2. Применение силуминов: детали автомобилей из доэвтектических (а, б, в, г) и литые поршни из заэвтектических силуминов немецкой фирмы Mahle (д, е)[4]

В авиации например важную роль играет малый удельный вес сплавов на основе алюминия. Расход топлива самолета во многом определяется весом аппарата, что играет определяющую роль в случае частных самолетов, отношение массы к грузу у которых больше, чем например в грузовых авиалайнерах. Стоит отметить еще и то, что при изготовлении различных авиационных узлов и деталей преимущественно применяются деформируемые сплавы на основе алюминия. Объем применения литейных сплавов в связи с их меньшей технологичностью ниже. Вместе с тем, в летательных аппаратах используются сварно-литые конструкции и узлы, например, в поршнях с галерейным охлаждением, насосах и пр.

Читать также: As10d31 ремонт своими руками

В судостроении силумины получили распространение благодаря своим коррозийным свойствам в купе с малым удельным весом. Хорошо известно, что морская вода очень богата на содержание различных солей и прочих веществ, которые оказывают пагубное влияние на обшивку корабля. Также хорошо известно, что алюминий и его сплавы применяется и для алитирования (алюминирования) – насыщения поверхности стальных или чугунных изделий алюминием с целью защиты основного материала от окисления при сильном нагревании, т.е. повышения жароупорности (до 1100 °C) и сопротивления атмосферной коррозии.

В последнее время наметилась перспектива использования силуминов в космической промышленности, где особое место занимают сплавы для приборной техники, от которых требуются низкие значения температурного коэффициента линейного расширения в сочетании с необходимым уровнем механических свойств. Для изготовления различных узлов космических аппаратов нужны сплавы с малым удельным весом и низким температурным коэффициентом линейного расширения. Имеющиеся в настоящее время прецизионные сплавы, построенные на основе системы железо-никель, обладают уникальными физическими свойствами. Однако эти сплавы отличаются рядом недостатков, которые в основном сводятся к сложной технологии получения их и обработки, дороговизне и большому удельному весу. В связи с этим в последнее время в мире уделяется большое внимание поиску композиций сплавов на основе алюминия, среди которых самой перспективной является система Al-Si.

В цветной металлургии силумины подразделяются прежде всего на деформируемые сплавы (доэвтектические и эвтектические) и литейные (заэвтектические). Литейные алюминиевые сплавы имеют ряд особенностей: повышенную жидкотекучесть, обеспечивающую получение тонкостенных и сложных по конфигурации отливок; сравнительно невысокую линейную усадку; пониженную склонность к образованию горячих трещин. Доэвтектические силумины при литье применяют легированные только кремнием либо имеющие также небольшие количества других примесей (Cu, Mn). Структура их представляет собой б-твердый раствор и эвтектику (б+Si). Эвтектика содержит 12,5% Si, Максимальное содержание кремния в твердом растворе при эвтектической температуре (577°С) составляет 1,65%. Закалкой такого насыщенного твердого раствора можно на непродолжительный период времени удержать его в пересыщенном состоянии (растворимость кремния при комнатной температуре — около 0,1%).

При старении выделяются тонкодисперсные частицы легирующего компонента, однако упрочняющий эффект незначителен. Очень быстрой закалкой можно кратковременно удержать в твердом растворе около 16% Si и сдвинуть эвтектическую точку до 17% Si. Эффективный модификатор силуминов — натрий в количестве 0,01%. Модифицированный силумин не рекомендуется применять в сочетании со сплавами Аl — Mg. Возможна также модификация силумина фосфором. Силумины, не содержащие кроме кремния других примесей, термически не упрочняемы. Небольшие количества магния вследствие образования его силицида дают возможность осуществлять термическое упрочнение сплава. В отличие от технического алюминия, небольшие количества примеси железа оказывают на силумины отрицательное влияние, которое частично нейтрализуется марганцем.

Железо с кремнием дает хрупкие пластинчатые образования — б-фазу (Fe2SiAl8) и в-фазу (FeSiAl5). При большом содержании кремния возможно образование д-фазы (FeSi2Al4) и г-фазы (FeSiAl3). При большом содержании железа возможно появление наиболее тугоплавкого соединения FeAl3 (Тпл=655°С). Марганец с железом дает смешанные менее хрупкие кристаллы (Fe,Mn)3Si2Al5. Легирование медью наряду с магнием позволяет получать более сложные упрочняющие фазы (например, Cu2Mg8Si6Al5) и соответственно достигать большего эффекта в результате термического упрочнения[3]. Из всех литейных сплавов силумины отличаются наивысшей жидкотекучестью. Вслед за ними идут алюминий-магниевые и алюминий-медные сплавы. Не стоит также забывать об оксидировании алюминия и его сплавов различными кислотами электролитическими методами и химическими методами с целью дополнительной защиты от коррозии.

В работе [2] сообщается о повышении микротвердости заэвтектического силумина (30 ат. %Si) в два раза после обработки сильными импульсными ионными пучками. В данной работе кристаллиты кремния в эвтектике становятся более дисперсными, а границы первичных кристаллов кремния размываются и огрубляются при воздействии ионов p + на поверхность заэвтектического силумина. Также в данной работе было рассчитано смещения пика Al(111) и затем вычислено изменение постоянной решетки алюминия в зависимости от содержания в нем кремния.

В работе [5] указывается на некоторое улучшение коррозийных характеристик после обработки доэвтектических и эвтектических силуминов лазерным излучением.

Основные свойства силумина

При сравнении свойства силумина приравнивают к свойствам нержавеющей стали, но при этом первый обладает меньшей массой.

О свойствах сплава алюминия с кремнием :

1. Прочность, устойчивость к износу и к проявлению коррозии. Оксидная пленка, образующаяся на поверхности, служит защитой от негативных факторов окружающей среды.
2. Плотность материала составляет около 3 гр/см 3 .
3. Пластичность или жидкотекучесть сплава — это немаловажное свойство, необходимое для заливки сложных конфигураций, что значительно удешевляет процесс литья.
4. Температура плавления силумина составляет около 600 0 С, что почти в три раза ниже температуры плавления стали, и это тоже влияет на качество литья и стоимость выполнения работ.

Исходя из перечисленных показателей, изделия из этого материала все больше пользуются потребительским спросом.

Читать также: Что понимают под твердостью материала

Химические свойства

Несмотря на то, что к этой группе относят сплавы алюминия и кремния, следует отметить, что силумин может содержать в малом количестве множество других элементов. Состав сплава напрямую влияет на характеристики готовых изделий. Главное условие для причисления сплава к силуминам заключается в процентном соотношении кремния. Он должен составлять от 10% до 15%.

Благодаря тому, что алюминий составляет около 90%, структура силумина очень похожа на структуру алюминия. Невооруженным глазом отличить их практически невозможно.

Свойства силумина отличаются в зависимости от типа алюминиевого сплава. Различают два типа металлов этой группы:

• нормальные силумины;
• износостойкие.

Нормальная группа отличается содержанием кремния в районе 12%. Прочность сплавов этой группы находится не на высоком уровне, но они имеют другие преимущества. В первую очередь – простота обработки и отличные литейные свойства. Отсутствие различных примесей делает этот тип силумина нейтральным к воздействию агрессивной среды и различных химических веществ.

Износостойкие сплавы содержат в составе около 20% кремния. Такой состав придает силумину повышенную прочность, значительно превышающую прочность алюминия. Но обработка изделий из этого сплава более сложная и требует приложения больших усилий.

Характеризуя химические свойства силумина, следует отметить, что они практически не отличаются от свойств алюминия. Лишь немного изменяются в зависимости от процентного соотношения различных добавок. В первую очередь, добавления кремния к алюминию напрямую влияет на физические свойства.

Как маркируется силумин

Маркирование сплавов выполняется исходя из требований международных стандартов системы ИСО:

1. «АЛ 9» означает: А- алюминий, Л- литейный, 9 — процентное содержание дополнительного составляющего вещества.
2. «АК 15» маркируется по тому же принципу, только буква «К» означает «Кремний».

В состав входят:

• 90% основного компонента (алюминия);
• около 9% кремния;
• марганца до 0,5%;
• титана до 0,1%;
• меди до 0,6%;
• цинка до 0,3%.

Маркирование производится следующим образом: к примеру , силуминовый сплав это — АК5 Ц8. А — алюминий, К — кремний в количестве 5%, Ц — это цинк в количестве 8%.

Виды силумина

Классифицируется материал по 3 видам:

1. Доэктевтический. Характеризуется тем, что содержание кремния находится в пределах от 4 до 10% от основной массы. В этот состав также могут входить дополнительные элементы: марганец, медь или магний.
2. 2 вид — относится к более износоустойчивым, при этом содержание кремния около 20%.
3. Специальные сплавы с добавлением примесей иных металлов, к примеру, цинка или титана.

В зависимости от технических параметров в производственных процессах выполняются различные отливки.

Группы сплавов

Сплавы из силумина подразделяются на несколько групп. Такое разграничение осуществляется по назначению материалов:

1. АК 12 — это эвтектический силумин, в его состав входит кремний в количестве 12%. При термообработке отливка не упрочняется и не становится твердой при усадке. Детали, выполненные из такого материала, конструктивно предназначены для герметичных приборов низкого уровня нагрузки.
2. Высоколегированный заэвтектический силумин маркируется, к примеру, АК4М5. Относится к поршневой группе, применяется при выполнении работ с высокотемпературными режимами. Обладает высокой устойчивостью к высоким температурам и износостойкостью. Применение этого сплава для особо важных изделий, работающих в условиях повышенных нагрузок. Это крупногабаритные и ответственные детали.

Как произвести ремонт изделий из силумина

На изделиях из этого материала в процессе эксплуатации могут появиться трещины или сколы. Чем склеить силумин ? Чтобы восстановить внешний вид можно применить эпоксидный клей. Но при этом стоит учитывать, что при повышенных нагрузках это изделие работать не будет.

Технология выполнения операций:

1. Обезжирить места для склеивания и немного подсушить.
2. Развести клей в соответствующей консистенции и нанести на предназначенную для склеивания поверхность.
3. Соединить части изделия и приложить усилия, затем оставить на сутки в состоянии покоя.

Ремонт силумина с помощью сварки

Ошибочно думать, что
сварка силумина— несложный процесс, который можно выполнить всем.
При сваривании изделий может возникнуть много вопросов. Материал быстро нагревается, вследствие чего начинает появляться оксидная пленка. Такое явление не даст возможности соединиться частям изделия. Поэтому выбор сделан в пользу сваривания аргоном, так как именно этот газ обеспечивает защиту от внешних негативных факторов при выполнении операций. Сплав будет лучше восстанавливать и укреплять структуру. Как сварить силумин?

Описание процесса:

1. Подготовить электроды для сварки, для этих целей подойдут вольфрамовые неплавящиеся. Для сваривания изделий рекомендуется применять припои: НТS-2000, Harris-52 или ER 4043, предназначенные для сваривания алюминиевых конструкций.
2. Произвести обезжиривание свариваемых кромок.
3. Для обеспечения надежной свариваемости деталь необходимо зафиксировать в жестком приспособлении.
4. Перед проведением сварочных работ следует произвести разогрев поверхности до 220 0 С. Чтобы тепло было отведено, следует применять прокладки из стали.
5. Проведение сварочных работ. Для сварки поверхностей применяется переменный ток. Работа производится в ручном режиме.

Это интересно! С варочный инвертор какой лучше купить? Форумы расскажут и подскажут, какой инструмент лучше приобрести для самостоятельных работ.

После проведения работ изделия можно эксплуатировать при пониженных нагрузках. Перед непосредственным проведением
сварки силумина в домашних условияхрекомендуется потренироваться на образцах.

Где применяют силумин

Популярность применения силумина на сегодняшний день наиболее высока в области машиностроения и авиастроения. И это не удивительно, так как материал легкий и прочный. Самолетам он облегчает подъем, а для машин это влияет на стоимость: чем больше вес, тем меньше цена.

Читать также: Долбежное приспособление для токарного станка

Из него производятся такие запчасти, как поршни, двигатели, корпусные детали и цилиндры. Часто слав применяется в производстве орудия, к примеру, пневматических винтовок, в том числе коробок для стволов и практически всех узлов этого оружия. В современном исполнении оружие из силумина при обращении легкое и удобное. Основной недостаток конструктивных элементов – это хрупкость материала, то есть при любом незначительном ударе изделие может дать трещину или сломаться. Кастрюли из силумина легкие, но, опять же, хрупкие.

Силумин, применение
которого стало популярно для газотурбинных генераторов, состоящих из пластинчатых теплообменников — отличное решение для оснащения систем энергообеспечения. Температура плавления позволяет использовать материал для этих изделий.

[править] Ви́ны

Есть отрасли, где силумин внезапно оказывается полезен. Например, в натяжке баннеров или прочем монтаже временных фортификаций, сводящихся к обитым оцинковкой каркасам из того же металлопластика или других говносталей. Заклёпками из силумина легко и быстро сшивать конструкцию, а поскольку они фактически одноразовые, по истечение срока карточный домик легко и не жалко сломать. Часто применяются в рекламе, предвыборных кампаниях, загородных сценах и прочем.

Кроме того, как уже отмечалось, не всякий подвид силумина рассчитан на то, чтобы сыпаться. Главное преимущество годных типов — высокие литьевые свойства, позволяющие изготовлять детали сложной формы. Такие как радиаторы отопления или газовые редукторы, которые очень даже надёжны, ибо ставятся на критически важных узлах и ломаться им на ровном месте ну никак низя. В Совке из силумина клепали уличные светильники, оказавшиеся самыми долговечными (работали по 30-40 лет). Советский дверной замок, состоявший из силумина чуть менее, чем полностью, прекрасно проработал больше 20 лет, а вышел из строя когда в нём лопнула стальная пружина.

Таким образом, получаем типичную вилку цена-качество, где целесообразно производить что-то достаточно сложной формы и при этом достаточно ценное, чтобы литьё из тру-силумина оказалось рентабельным. В остальных случаях добросовестные технологи ищут альтернативы — штамповка, вышеупомянутые заменители и пр., а не очень — удешевляют сплав, в итоге приходя к означенному состоянию конечного изделия.

Производство силумина

Изготовлением силумина занимаются не только крупные предприятия металлургической промышленности, но и частные лаборатории. Усовершенствование технологического процесса постоянно модернизируется.

1. Из руды добываются металлы для шихты, можно производить силумин из золы, которая остается после работ теплоэлектроцентралей. Зола восстанавливается способом электронизации и с помощью элемента — криолита. В шихте еще много иных примесей, которые не оказывают влияния на качественные характеристики сплава. Единственное — железо влияет на качество лигатуры, но если оно находится в пределах от 0,8 до 1,5%, то такое количество допускается и содержится в отходах после ТЭЦ, поэтому использование таких шлаков для изготовления продукции благотворно отражается на экологии.
2. В природе тоже встречаются соединения алюминия и кремния в бокситовой руде, но, согласно технологии, сплавы этих компонентов производятся искусственным путем, что способствует улучшению качества готовых изделий.

Что такое латунь

Материал внешне напоминает золото, но это соединение меди и цинка. Для улучшения эксплуатационных свойств в состав добавляют никель, железо, олово, свинец и иные ингредиенты. Примесей около 10%, а цинка от 30 до 35%.

• плотность 8500 кг/м 3 ;
• температура плавления от 880 до 950 0 С;
• легко поддается обработке;
• износоустойчивость;
• вязкость;
• в зависимости от содержания преобладающего металла, бывает теплопроводной или пропускающей электричество.

Производимая продукция: проволока, фольга, прутья, металлические листы, трубы, арматура. Из нее выполняют украшения, фоторамки и значки. Стоимость изделий относительно невысокая, а срок эксплуатации длительный, при этом не утрачивается товарный вид.

Сравнение силумина и латуни

Силумин или латунь что лучше? По сравнению с латунью силумин является более хрупким материалом, но по ценовым характеристикам он дешевле.

У кранов и вентилей из силумина непродолжительный срок службы, они быстро ржавеют и при возникновении технической аварии могут быстро сломаться, что не исключает затопление нижних этажей.

Приборы учета энергетических ресурсов с использованием элементов из этого материала также могут не выдержать параметров высокого давления и быстро придут в негодность

Материал силумин не выдерживает высокую температуру воды, срок эксплуатации водопроводных кранов не превышает года, на них постепенно образовываются микротрещины, что приводит к поломке устройства.

Для систем водоснабжения выбирать лучше всего изделия из латуни, хотя они и дороже, но выдерживают горячую воду и высокое давление.

Как отличить силумин от латуни? Чтобы отличить эти два материала следует обратить внимание на цвет изделия, из которого они изготовлены: из латуни – желтоватого цвета, а из силумина – белого. Причем по весу первый тяжелее второго.

Конструктивные изделия из силумина можно выбирать для иных целей, в случаях, если основная нагрузка приходится на другие элементы.

Изделия из силумина сегодня пользуются спросом, так как они недорого стоят, а их внешний вид вполне эстетичен, но при выборе рекомендуется владеть знаниями об их предназначении.

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.

Производство

В процессе развития металлургии появляются новые способы производства сплавов. Также улучшаются старые технологии. Производить силумин можно двумя способами:

1. Первый заключается в добыче металла для шихты из руды. Однако такая смесь будет насыщена посторонними вкраплениями.
2. Во время работы теплоэлектроцентралей остаётся зола, из которой можно делать силумин. Она смешивается с криолитом и в процессе электронизации получается сплав.

Также можно найти смесь алюминия и кремния в природе. Эти два компонента содержаться в бокситовой руде. Однако получить сплав, который будет использоваться в промышленности, можно только искусственным путём.

Особенности сплава силумина

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

Читать также: Как протестировать емкость аккумулятора

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.

Марки и их свойства

Силумины выделяются малым удельным весом на фоне остальных сплавов и металлов. Плотность простых силуминов не превышает 2660 кгм3.

Также они отличаются повышенными коррозионностойкими свойствами. Введение дополнительного процента магния и марганца только способствуют повышению этой характеристики.

Добавление меди в состав снижает его устойчивость к образованию коррозии. Так сплав АЛ5, содержащий 1,5% меди, является самой коррозионно-неустойчивой маркой по сравнению со всеми остальными силуминами.

Как уже было сказано выше, двухкомпонентные силумины значительно уступают по прочности легированным. Сплав АЛ2 после модификации имеет предел прочности на растяжение порядка 180 МПа. Предел текучести еще ниже и равен 80 МПа. Среди плюсов данной категории стоит отметить высокую пластичность. Относительное удельное растяжение его составляет 7%.

Также важным достоинством АЛ2 является низкий интервал кристаллизации. По этой причине отливки меньше подвержены к образованию усадочной пористости.

АЛ4 является более прочным силумином и относится к группе термически упрочняемых сплавов. Силумин отличается низким содержанием кремния (до 7%от состава) и повышенными литейными свойствами. Его склонность к усадочной раковине и пористости значительно ниже по сравнению с АЛ2, что позволяет его применять как материал для самых ответственных отливок. Предел прочности на разрыв силумина АЛ4 равен 260 МПа, а предел текучести 200 МПа.

Силумин АЛ9 не упрочняется ни модифицированием, ни искусственным старением. Его только закаливают. В производстве сплав получил широкое применение из-за оптимального соотношения пластичности, литейных характеристик и прочности. АЛ9 разрушаются при нагрузке свыше 200 МПа. Относительное удельное растяжение равно 6%.

АЛ5 не относится к группе жаропрочных сплавов, но превосходит все силумины устойчивостью к термической нагрузке. Предел прочности данной марки составляет 220 МПа. Пластичность его одна из наиболее низких. Относительное удельное растяжение равно 1%. Также, как уже было отмечено выше, наличие меди делает АЛ5 менее устойчивым к воздействию коррозии.

АЛ34 по сравнению со всеми вышеописанными марками имеет наилучшие механические характеристики. Предел прочности на растяжение составляет 330 МПа, что сравнимо со сталью Ст.3. Такая прочность обеспечивается содержанием дополнительного количества бериллия, магния и титана. Отливки из данных сплавов выделяются повышенной герметичностью.

Читать также: Токарные изделия на стд 120

Также стоит отметить, что на механические свойства отливок сильно влияет способ литья. Все вышеперечисленные значения прочности указаны для литья в песчаную форму. При литье в кокиль или под давлением предел прочности и текучести как правило выше на 20-30 единиц. Причина этому более повышенная скорость кристаллизации, которая приводит к размельчению внутренних структур.

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.

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

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.

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

• 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.

• 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.