Что такое силуминовый сплав
Что такое силумин и где он применяется?
Силумин — это сплав, изготовленный на основе алюминия. В последние годы на полках магазинов попадается всё больше предметов из силумина — сковороды, кастрюли, кухонная утварь, сантехнические детали, строительные материалы. Перед тем как покупать изделия из этого сплава необходимо ознакомиться с его характеристиками и методами производства.
Замок из силумина
Общие сведения
Люди, не знающие о сплавах металлов, вряд ли понимают, что такое силумин. Силумин представляет собой смесь, в состав которой входит алюминий и кремний. Дополнительным компонентом, входящим в состав сплава, является кремний. Его может содержаться 4–22%. Остальную часть занимает алюминий. Материал силумин может дополняться различными вкраплениями других металлов.
Химические и физические свойства
Основные свойства силумина напрямую зависят от его состава. От посторонних вкраплений и процентного содержания кремния, меняются характеристики сплава. Химические и физические свойства:
Ключевые преимущества сплава, которые выделяют покупатели продукции силумина — это невысокая стоимость, износоустойчивость и малый относительный вес.
Маркировка
Силумин маркируется согласно международной системе ИСО, в которой устанавливаются определённые требования для сплавов:
Дополнительно к обозначению основного и дополнительного компонента может добавляться ещё один материал с наивысшим процентным содержанием в составе сплава. Например существуют маркировки на которых написано «АК 15 Ц7». В составе смеси содержится алюминий, кремний и цинк. Два последних компонента занимают 15 и 7%, а алюминий занимает остальной объём.
Виды
Существует такие виды сплавов силумина:
Добавление сторонних металлов в состав смесей зависит от дальнейшего использования отливки из силумина. Смеси алюминия и других материалов можно разделить на группы в зависимости от их использования в промышленности. Например, для оборудования, работающего с большим давлением, используется высоколегированный силумин. Такой материал устойчив к перепадам температур и повышенным нагрузкам. Силумин с процентным содержанием кремния около 10–12 используется для изготовления оборудования, которое работает без серьёзных нагрузок.
Производство
В процессе развития металлургии появляются новые способы производства сплавов. Также улучшаются старые технологии. Производить силумин можно двумя способами:
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.
Область применения
Слабая сторона механизмов и деталей из силумина — низкий показатель прочности. При сильном ударе металл может треснуть.
Пневматический пистолет
Как произвести ремонт изделий из силумина
Низкий показатель прочности материла обуславливает частые поломки изделий, изготовленных из силумина. После ударов на них могут появляться трещины и сколы. Чтобы привести изделие в порядок, требуется знать, как правильно провести ремонтные работы в домашних условиях. Для этого нужно соблюдать определённую последовательность:
Желательно прижать место склейки грузом.
Можно провести ремонтные работы с помощью сварки. Однако в этом случае нельзя сильно перегревать материал. В противном случае образуется оксидная плёнка, которую придётся счищать. Лучшим вариантом для соединения деталей с помощью сварки будет использование аргона. Он защитит силумин от воздействия факторов окружающей среды во время сваривания.
Ценообразование
Хоть алюминий и входит в 5 самых распространённых металлов на планете, его запасы постепенно сокращаются. Поэтому производителям дешевле делать изделия из сплава, нежели использовать чистый материал. На стоимость силумина влияют некоторые факторы:
Обычно цена сплава высчитывается в зависимости от стоимости компонентов, которые входят в его состав. Вещества и их количество указывается на изделии.
Смесь алюминия и кремния становится популярнее с каждым днём. Износоустойчивость, лёгкий удельный вес, устойчивость к воздействию коррозийных процессов — ключевые преимущества, привлекающие покупателей. Однако нельзя забывать про низкую прочность этого материала. При поломке изделия из силумина его можно починить с помощью эпоксидной смолы, клея для алюминия или аргоновой сварки.
Силумин
Немногие знают о существовании такого сплава как силумин, но большинство встречает его в виде различных изделий. Из него производят водопроводные краны, посуду и множество других металлических предметов. Так что же представляет собой этот сплав?
Силумин – сплав на основе алюминия и кремния. Большую часть, а именно около 90%, сплава составляет алюминий, остальную часть – кремний. Изготовление силумина очень похоже на производство дюралюминия, но в состав второго также входят медь, магний и марганец.
Главное отличие этого сплава от обычного алюминия заключается в том, что силумин обладает более высоким уровнем прочности.
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:
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.
Физические свойства
Такой сплав как силумин по физическим свойствам очень часто сравнивают с нержавеющей сталью. Но он значительно легче стали, что является главным его достоинством. Несмотря на низкий вес, прочность силумина не уступает стали и другим металлам-аналогам. Как и алюминий, этот сплав не поддается коррозии этому способствует защитная пленка, которая образуется из оксидных соединений. Такая пленка образуется на поверхности при малейших повреждения путем взаимодействия кислорода и молекул алюминия.
Цвет силумина серый, при разрезе серебристый, очень сильно напоминает цвет алюминия.
Декоративные элементы из силумина
Легкий вес сплава при высокой прочности возможен благодаря низкой плотности состава, которая значительно ниже чем у стали. Учитывая вышеизложенные преимущества, применение силумина на сегодняшний день предпочтительней применению стали. Учитывая относительно низкую стоимость сплава, силумин используется для производства дешевой бытовой техники, которая часто не уступает в надежности дорогим аналогам.
Его преимуществом также является пластичность. Благодаря этому он подходит для литься сложных форм, требующих равномерного распределения металла и прочной структуры. Литье в данном случае требует меньше усилий, что делает производство экономичнее.
Температура плавления силумина составляет около 670 градусов, что намного ниже температуры плавления стали. Такое физическое свойство также влияет на снижение себестоимости металлических изделий.
Следует отметить, что физические свойства напрямую зависят от количества примесей. К таким относятся магний и марганец, которые добавляют целенаправленно. Или же цинк, кальций и железо, от которых просто не избавляются на производстве. Поэтому качество силумина может отличатся даже при одинаковой маркировке — оно зависит от технологии производства и добросовестности производителя.
К физически свойствам также относиться повышенная износостойкость. Изделия из этого вещества отличаются устойчивостью к механическим нагрузкам и длительным сроком эксплуатации.
Силуминовая головка блока ДВС
К недостатком материала можно отнести хрупкость. Изделия обладают повышенным уровнем прочности, но при превышении этого порога они могут треснуть. Их можно отремонтировать, для чего используют либо эпоксидный клей, либо сварку. Но сварочные работы следует проводить с осторожностью, чтобы не расплавить изделие. Обычно используют аргон с припоями для сварки алюминия.
Область применения силумина
На сегодняшний день сфера применения силумина разнообразна, но наиболее часто его используют на производстве автомобилей и самолетов. Основные сферы применения:
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.
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.
Все что нужно знать про силумин о том что это такое и где его используют
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).
Что такое силумин и что это за сплав?
В зависимости от процентов примесей металла конечный сплав силумина меняется по твердости и износостойкости.
АL ( алюминий) — мягкий металл, а для увеличения прочности как правило добавляют один элемент периодической таблицы Менделеева- Si («силициум» или «кремний»).
Добавление в алюминий Si придает универсальность сплаву, увеличивает прочность, уменьшает вес и улучшает литейные свойства благодаря чему, можно изготавливать миниатюрные изделия.
Где применяется
Все вышеперечисленное привело к тому, что сплав силумин, стал востребованным сплавом в изготовлении изделий, в том числе автозапчастей.
Стоит ли покупать силуминовые товары- вывод сделаете посмотрев видео :
Кроме того, этот состав применяют в отливе статуэток, подставок, подсвечников. В советские времена часто делали подставки чайные, пепельницы, бюсты именно из такого состава.
Учитывая такие особенности свойств силумина как:
его используют на производствах массового характера, таких, например, как:
Самолетостроение.
Зачастую используют в работе силумин конкретных марок (АЛ2-для деталей, которые не подвергаются нагрузкам), АЛ34 и АЛ9 для узлов, которые наиболее подвержены силовому воздействию (насосные элементы, поршневые цилиндры охлаждения)
Именно потому, что этот сплав имеет небольшой вес, его часто применяют в авиастроении, так как это:
– снижает вес конструкции, не теряя «летательных» свойств
-снижает топливный расход;
-повышает грузоподъёмность воздушного судна.
Судостроение
Силумин получил свое применение в качестве материала для обшивки конструкций, непосредственно из-за антикоррозийных свойств.
В космическом кораблестроении так же применяют силуминовый сплав.
Оружейное производство
Силуминовый макет мп 38
Силуминовый сплав применим в производстве:
Переходники и фитинги
Автомобилестроение
Силумин (в частности АЛ34) применяют в производстве корпусных деталей машин, при производстве картеров двигателя ВС (внутреннего сгорания)
Картер двигателя, левая половина
Важно помнить, что силумин хрупкий сплав. При падении, например, кастрюли на пол, она может сильно деформироваться, а смесители или другие части изделий именно силуминовые, при увеличении на них нагрузки как правило трескаются.
Общие сведения
Силумин имеет сероватый оттенок, а срез его-серебристый. Крайне сложно «на глаз» определить отличия.
Из-за легкого веса и низкой себестоимости его применяют в производстве не дорогой бытовой техники. Отличие силуминового сплава в том что он прочнее алюминия.
Механические свойства
Они как правило зависят от состава силумина.
Важный момент-химический состав, условия выплавки и как будет проходить процесс кристаллизации и термообработка.
Главные механические свойства:
Литейные свойства
Наших читателей интересует вопрос, а что за материал силумин.
Плюсы:
Благодаря литейным свойствам сплав используют в автомобилестроении.
Минусы:
Минусы можно преобразовать в плюсы используя определенные методики (рафинирование или быстрое затвердение отливок).Силумин довольно пластичный и текучий сплав. Его можно применять в сложных формах.
Благодаря определенной температуре плавления силумина, которая довольно низка (до 730грЦ), процесс литья становится экономичным и комфортным (практически приравниваясь к пайке силумина)).
Литье алюминия. Часть 1. Силумин
Химические свойства и физические свойства
По химическим свойствам силумин и чистый алюминий почти аналогичны, отличаясь только по составу примесей.
Химические особенности силумина:
Силумин по физическим свойствам аналогичен нержавеющей стали. (Р) сплава меньше чем у нее, что придает легкость, не влияя на прочность.
Из-за хрупкости материала силумин не рекомендуется применять в производстве важных деталей.
Добавки влияют и на физ.свойства. Mg и Si улучшают состав, а Zn и Ca на производстве убирают.
Цинковые и алюминиевые сплавы Как отличить цинк силумин дюраль тематическое видео:
Маркировка и применение
Маркировка производится по системе международной независимой стандартизации (ISO):
Важно помнить, что маркировка может отличаться от общеизвестной, так как зависит от страны производства и производителей.
Виды силумина
Силуминовый сплав представлен тремя видами:
Добавка других примесей производится исходя из того, где именно будет применяться сплав.
Ремонт и сварка силумина
Из-за хрупкости материала, изделия при эксплуатации часто трескаются. Реставрация поломок подходит эпоксидным клеевым составом. Однако стоит понимать, что хоть и вернется прежний вид, применять дальше в том же объёме изделие не получится.
Сломанную силуминовую деталь легко опознать. На сколе будут четко видны крупицы. Восстановлением заниматься практически не берутся, однако если такая необходимость возникает, то как правило применимо три способа соединения частей: пайка, сварка и склеивание.
Этапы склеивания:
Аргонодуговая сварка силумина
Если повреждение сильное или ремонт методом склеивания невозможен, применяется сварка. Как варить силумин? Если поломка не сложная, можно справиться своими силами, если более сложная, то потребуется помощь профессионала.
Сварка занятие непростое и ей поддается только цинковый состав литейного сплава силумина. Силуминовая сварка ресурсозатратна.
Подборка тематических видео:
Виды сварки: ручная электродуговая, сварка в среде защитного газа, аргонодуговая и контактная сварки
Как понять что у вас плохой газ АРГОН. Сварка TIG
После окончания процесса соединение сварных деталей(именно аргонодуговой сваркой) остается аккуратный шов и отсутствует шлак.
Необходимое в работе оборудование (чем можно варить силумин):
Конструкция данной горелки разработана так, что в зону сваривания одновременно подается и ток (разжигающий дугу) и защитный газ.
Процесс сварки силумина аргоном
Плюсы данной сварки силумина:
Минусы:
Первая книга в СССР о свариваемых алюминиевых сплавах: “Сваривающиеся алюминиевые сплавы (свойства и применение)” Д.И. Байков, Ю.С. Золотаревский, В.Л Руссо, Т. К.Ряжская, Судпромгиз, 1959, 236.с.
Ручная дуговая сварка плавящимся электродом
На нашем сайте mrmetall.ru вы найдете полноценную информацию по каждому виду сварки, в том числе о ручной дуговой:
Силумин можно сварить дома, чаще всего именно ручной сваркой.
Процесс можно реализовать при помощи электродов ОК 96 50 (силуминовый стержень, вокруг щелочная обмазка )
До начала работы необходимо произвести подготовку:
И только после проведения этих работ можно приступить к сварке. Электроды обязательно нужно просушить согласно рекомендации завода-изготовителя. Печь должна быть минимум 150-200 градусов.
Не стоит забывать о правилах защиты при проведении сварных работ.
Обязательны: маска, рукавицы без повреждений, обувь для защиты стоп, защитный костюм.
Обратите внимание на то, чтобы рядом с местом проведения сварки располагался огнетушитель и все необходимые для тушения пожара средства. Недопустимо, чтобы поблизости были предметы, которые могут легко воспламениться! Обязательно иметь надежное заземление на сварочном месте.
Тематические видео:
Пайка силумина
Силумин что это за сплав мы уже подробно рассказали ранее и из этой статьи вы узнаете, что это «союз» кремния и алюминия. Первый из которых негативно влияет на литейную способность.
Формула хорошего качества сваривания — силумина-это добавление в сплав титана и Fe.
Если силуминовое изделие разрушилось (появились трещины, например), восстановить можно воспользовавшись способами, описанными в данной статье. Как сварить силумин мы более-менее разобрались, но есть еще другие варианты соединения.
Сразу возникает вопрос- чем паять силумин
Ответ: с помощью специализированных припоев Harris52, HTS2000, ЕR4043 для алюминия.
Если изделие тонкостенное, то применяется мощнейший электрический паяльник. Остальное (толстостенное) нагревается только при помощи газобаллонного оборудования.
Производство силумина
Крупные предприятия и частные мелкие организации пользуясь растущим спросом на силуминовые товары, занялись массовым производством.
Заводы (в частности металлургические) постоянно совершенствуют применяемые технологии, благодаря чему появляются более усовершенствованные сплавы.
Силумин: состав, свойства, применение сплава
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:
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:
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:
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:
Сплав алюминий-кремний и медь
К сплавам, которые основаны на системе алюминий-кремний и медь относится всего 14 марок:
Сплав алюминий-медь
К алюминиевым материалам, которые созданы на базе системы алюминий-медь, относится всего лишь 2 марки:
Сплав алюминий-магний
К сплавам, которые базируются на системе алюминий-магний, стоит отнести следующие 9 марок:
Сплав алюминий-прочие компоненты
И последняя группа включает в себя те марки сплавов, которые основаны на системе алюминий-прочие компоненты:
Можно более детально ознакомиться с “ГОСТ 1583-93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия.” на портале Техэксперт
Виды силуминов
Сейчас существует три основных вида силуминов:
Примесь посторонних элементов в составе сплава зависит от того, где потом будет применяться отливка. В зависимости от использования, смеси алюминия и других составляющих можно условно разделить на группы. К примеру, для приборов, которые функционируют в условиях повышенного давления, применяют специальный высоколегированный силумин. Он характеризуется повышенной стойкостью к температурным перепадам и устойчивостью к нагрузкам разного характера. А вот сплав, в котором количество кремния составляет примерно 10-12 процентов, активно применяется для установок, работающих в условиях без особых нагрузок.
Производство силумина
Металлургия активно развивается, поэтому с каждым годом появляются новые способы и технологии производства тех или иных сплавов. Также промышленность может похвастаться улучшением и модификацией старых технологий.
Литейный цех
В промышленности
Классическим методом получения силумина считается смешение алюминия с кремнием, а затем их совместная переплавка. Металлы для шихты, как правило, добывают их руды.
Однако силумин также можно производить на базе золы, которая остается на тепловых электроцентралях. Зола от бурого угля подлежит качественному восстановлению. Для этого потребуется только электролизер и криолит. Если в смеси будет криолит, то это позволит состояться реакции. Конечно, помимо кремния и алюминия в золе множество других элементов, но они практически никак не могут позволять на качество итогового сплава. В золе может быть лишь чрезмерное количество железа, но его наличие в силумине тоже допускается в качестве лигатуры – до 0,8-1,5%. Приблизительно столько и имеется в отходах ТЭЦ.
В естественной природной среде тоже можно повстречать соединения алюминия и кремния, например, в бокситовой руде. Однако, в соответствии с технологическим процессом, сплавы этих элементов выполняются искусственным путем, ведь именно такое смешение позволяет улучшить качество готовых отливок.
Ремонт изделий из силумина
По причине того, что силумин имеет нестойкие прочностные характеристики, изделия из этого сплава часто ломаются. После ударов и механических повреждений на них появляются трещины разного характера, сколы. Чтобы восстановить деталь, необходимо понимать, как правильно выполнить ремонт изделий именно из силумина.
Скол силуминовой детали
Произвести ремонтные работы можно разными способами: при помощи клея, пайки, сварки и холодной сварки. Каждый из способов стоит рассмотреть более подробно.
Сварка
Процесс сварки можно провести самостоятельно или при помощи специалиста. Вся суть работы заключается в том, что при сварке температура сплава повышается, из-за чего образуется оксидная пленка, которая и не дает частям соединиться. Чтобы устранить это препятствие, применяется аргон. Процесс сварки силумина:
Перед тем, как приступать к ремонту силуминовых изделий с помощью сварки, рекомендуется потренироваться на опытных экземплярах.
Пайка
Декоративные элементы и те изделия, которые не будут подвергаться нагрузкам, можно спаять в домашних условиях. Как правило, это делается или при помощи паяльника с мощным жалом, или же металл разогревают до 200 градусов Цельсия газовой горелкой. Для обеспечения дополнительной защиты, необходимо применять металлические накладки, оставляя открытой лишь рабочее пространство.
Пайка газовой горелкой
Для выполнения ремонта силуминового изделия пайкой, используются припои (НТS-2000, Harris-52 или ER 4043).
В месте пайки сплав нагревается до 600 градусов, технология примерно такая же, как и при сварке силумина или пайке алюминия. Для уничтожения оксидной пленки используется специальный флюс, например, Castolin 190 Flux.
Чтобы отремонтировать изделие из силумина методом склейки, следует изначально приобрести специальный клей для алюминия, а затем его развести до нужной консистенции.
Теперь надо лишь очистить деталь от лишних загрязнений, обезжирить место поломки и высушить. Затем нужно покрыть зону склейки ровным слоем клея и соединить детали. После этого рекомендуется прижать область склейки небольшим грузом на сутки.
Такой вариант подходит для тех деталей, которые не будут подвергаться серьезным нагрузкам.
Холодная сварка
Холодная сварка металла зачастую применяется при проведении ремонтных работ автомобилей и сантехнических деталей, в том числе и из силумина. При выполнении холодной сварки используется особый эпоксидный клей, который производится из эпоксидной смолы и имеет в своем составе целый перечень различных наполнителей. Такое соединение позволяет добиться повышенной прочности материала. Эпоксидный клей для холодной сварки силумина может быть двух типов:
Перед началом работы с эпоксидным клеем, следует удалить загрязнения на свариваемых деталях, убрать различные неровности и шероховатости, обезжирить и высушить поверхности. Теперь надо смешать смесь, если она двухкомпонентная (тюбики и флаконы), или же размять брусок в пальцах. Затем нужно хорошо заполнить, например, трещину, а потом аккуратно соединить, немного надавив. Не стоит использовать пресс или сильно воздействовать на изделие.
Время застывания зависит от марки клея, как правило, первичное застывание происходит уже через полчаса, однако нужно смотреть в инструкцию.
Как отличить силумин от алюминия
Алюминий и силумин внешне практически не отличаются друг от друга, поэтому даже опытные специалисты не могут сразу сказать, какой материал находится перед ними. Однако, есть ряд отличительных характеристик.
Алюминий и его сплавы являются мягкими металлами серого цвета. При этом, если алюминий сравнивать с силумином, то обнаружим, что силумин гораздо тверже, но все равно имеет повышенную хрупкость. Силумин имеет плохие показатели при нагрузках на изгиб, поэтому проверить образец можно, начав его сгибать – силумин сразу крошится.
Еще стоит сказать о цене материала. Силумин является довольно дешевым сплавом, особенно, если сравнивать его с латунью.
Также отличить силумин можно по его весу, ведь он считается очень легким сплавом. Однако, здесь нужно быть внимательным, ведь некоторые изготовители, чтобы выдать силуминовое изделие за, к примеру, латунное, добавляют в сплав тяжелые металлические включения, утяжеляя его.
В технической документации изделий из силумина обязательно будет указано обозначение сплава, например, аббревиатурой “АЛ” или литерой “Л”.
Следует заметить, что по свойствам силумин часто сравнивают с нержавеющей сталью. Но силумин легче нержавейки.
Плюсы и минусы
Среди главных преимуществ силумина перед другими алюминиевыми сплавами, стоит выделить следующие:
Несмотря на большое количество явных плюсов силумина, он имеет и недостатки:
Таким образом, становится понятно, что из себя представляет силумин, какие типы этого сплава существуют. Несмотря на то, что материал является очень востребованным, относиться к изделиям из силумина следует осторожно, так как при тех или иных нагрузках, элемент из силумина будет ломаться и выходить из строя.