Чушка алюминиевая АК5М2: состав, свойства и применение в литейном производстве
Чушка алюминиевая АК5М2 представляет собой литейный алюминиевый сплав системы AlSiCu, поставляемый в виде стандартных чушек массой от 15 до 20 кг. Материал предназначен для изготовления фасонных отливок методами литья в кокиль, под давлением и в песчано-глинистые формы. Основное отличие данной марки регламентированное содержание кремния (от 4,0 до 6,0 %) и меди (от 1,5 до 3,0 %), что обеспечивает сочетание жидкотекучести и механической прочности.
Химический состав и структура сплава АК5М2
Согласно ГОСТ 1583-93, чушка алюминиевая АК5М2 содержит следующие легирующие элементы:
- кремний от 4,0 до 6,0 %;
- медь от 1,5 до 3,0 %;
- марганец до 0,5 %;
- железо до 1,0 %;
- цинк до 0,5 %;
- титан до 0,15 %.
Суммарное содержание примесей не превышает 2,0 %. Микроструктура сплава включает -твёрдый раствор, эвтектику ( + Si) и интерметаллидные фазы AlCu и AlFeSi. Такое фазовое строение обеспечивает износостойкость и стабильность размеров отливок при температурах до +200 C.
Механические и технологические свойства
Чушка алюминиевая АК5М2 демонстрирует следующие характеристики после термической обработки по режиму Т6 (закалка + искусственное старение):
| Параметр | Значение | Метод испытания | Примечание | Единица измерения |
|---|---|---|---|---|
| Временное сопротивление разрыву | от 180 до 220 | ГОСТ 1497 | после Т6 | МПа |
| Относительное удлинение | от 1,0 до 3,0 | ГОСТ 1497 | после Т6 | % |
| Твёрдость по Бринеллю | от 70 до 90 | ГОСТ 9012 | в литом состоянии | HB |
Жидкотекучесть сплава составляет от 350 до 400 мм по спиральной пробе, что позволяет заполнять тонкостенные формы толщиной от 2 до 4 мм. Усадка при кристаллизации от 1,1 до 1,3 %. Сплав склонен к образованию горячих трещин при содержании меди выше 3,0 %, поэтому контроль состава критичен.
Области применения чушек АК5М2
Чушка алюминиевая АК5М2 используется в следующих отраслях и узлах:
- автомобилестроение корпуса коробок передач, блоки цилиндров, впускные коллекторы;
- станкостроение корпусные детали шпиндельных бабок, направляющие;
- электротехника корпуса электродвигателей, клеммные коробки;
- насосное оборудование рабочие колёса, корпуса центробежных насосов;
- гидравлические системы распределители, золотниковые корпуса.
Для ответственных деталей, работающих при циклических нагрузках, рекомендуется применять сплав после термической обработки Т6. В литом состоянии (без закалки) материал пригоден для ненагруженных корпусных элементов.
Особенности плавки и литья
При работе с чушкой алюминиевой АК5М2 необходимо учитывать:
- температура заливки от 700 до 750 C;
- температура формы при литье в кокиль от 200 до 300 C;
- модифицирование эвтектики флюсами на основе натрия или стронция для измельчения кремнистой фазы;
- рафинирование аргоном или хлорсодержащими препаратами для удаления водорода.
Сплав склонен к газонасыщению при перегреве выше 780 C, что приводит к пористости отливок. Рекомендуется выдерживать расплав не более 30 минут при температуре заливки.
Вопросы и ответы
Какие отливки можно получить из чушек АК5М2?
Из данного сплава изготавливают фасонные отливки средней сложности: корпуса редукторов, кронштейны, фланцы, детали гидроцилиндров. Максимальная масса отливки до 50 кг при литье в кокиль.
Чем отличается АК5М2 от сплава АК9?
АК5М2 содержит меньше кремния (46 % против 810 % у АК9) и дополнительно легирован медью. Это даёт более высокую прочность после термообработки, но меньшую жидкотекучесть.
Требуется ли термообработка для отливок из АК5М2?
Для деталей, работающих под нагрузкой, обязательна термообработка по режиму Т6. Для ненагруженных корпусов допускается использование в литом состоянии.
Какой флюс использовать для рафинирования АК5М2?
Рекомендуется применять флюсы марок Флюс-1 или Флюс-2 на основе хлоридов натрия и калия. Расход от 0,3 до 0,5 % от массы расплава.