Силумин — что это за сплав и где он применяется?

Сегодня крайне сложно будет найти сферу, в которой не используются алюминиевые сплавы. Отдельное внимание стоит обратить на силумин, который активно применяется при изготовлении различных элементов. В этой статье мы рассмотрим, как получают силумин и что это за материал.

Что такое силумин

Силумин – это сплав металла, изготавливаемый на базе алюминия. В целом, различные сплавы алюминия широко распространены в промышленности, точно так же, как и сплавы с содержанием свинца.

Формула силумина достаточно простая, основными компонентами являются алюминий и кремний, в зависимости от вида силумина содержания кремния в процентах может быть от 10 до 20. При этом, сплавы с добавлением кремния более прочные, чем алюминий со свинцовой добавкой.

Состав сплава

В зависимости от вида, силумин имеет различный состав. Наиболее часто встречаются следующие разновидности:

  • сплав алюминия с кремнием, при этом кремния содержится около 10%;
  • второй тип силумина обладает более высокой прочностью. Состав сплава содержит около 20% кремния;

Кроме того, в промышленности часто используются и другие алюминиевые сплавы:

  • сплав алюминия с магнием и кремнием, часто применяемый для изготовления автомобильных кузовов;
  • сплав алюминия с оловом, используется при производстве литых подшипников;
  • алюминиево-магниевые сплавы применяются в агрессивной среде, например, при внешней отделке зданий.

Производство силумина

Металлургия постоянно развивается, появляются новые технологии, совершенствуются старые технические процессы. Существует два способа получить сплав – силумин:

  • добыть металл для исходных материалов из руды, но такая смесь будет иметь большое количество посторонних примесей;
  • при работе теплоэлектроцентралей в качестве отхода остаётся зола, из которой можно делать нужный сплав.


Кроме того, смесь алюминия и кремния иногда можно встретить в природе, в частности в бокситовой руде, но сделать качественный и пригодный для использования в производстве сплав можно только искусственным путём.

Свойства силумина

Силумин имеет свойства, которые сделали его очень популярным материалом на современном рынке. Он достаточно прочен и надёжен, а невысокая стоимость и удобство изготовления сложных элементов, часто делают этот материал незаменимым. Рассмотрим более подробно его свойства.

Интересное:  Свойства и характеристики стали 40х

Химические свойства

Силуминовый сплав схож по своим химическим свойствам с чистым алюминием, всё зависит лишь от количества примесей. Например, в отличии от дюралюминия силумин не подвержен коррозии в условиях повышенной влажности, в том числе и морской воде.

Физические свойства

Силумин по своим физическим свойствам часто сравнивают с нержавейкой, но при этом он гораздо легче. Сплав обладает следующими физическими свойствами:

  • прочность материала мало уступает стальным аналогам. Добиться соотношения небольшого веса и высокой прочности становится возможным более низкой по сравнению со сталью плотностью сплава;
  • внешне силумин очень похож на чистый алюминий, цвет изделий – серый, а в разрезе – серебристый;
  • материал обладает высокой текучестью, что позволяет изготавливать из него изделия сложной формы;
  • температура плавления силумина – относительно невысокая, и составляет около 700 °С;
  • вместе с отличной прочностью, силумин имеет высокую хрупкость;
  • силумин не магнитится.

Механические свойства

Механические свойства напрямую зависят от химического состава сплава, и процесса его изготовления. Главными механическими характеристиками силумина можно считать:

  • хрупкость, при обработке материал может крошиться;
  • высокая плотность;
  • невысокая микротвёрдость.

Литейные свойства

Алюминиево-кремниевые сплавы отлично подходят для изготовления литых изделий. При этом, материал обладает высокой удельной прочностью, небольшим весом и устойчивостью к коррозии. Дополнительным преимуществом является невысокая стоимость готового изделия.

Несмотря на явные преимущества у силумина есть и недостаток – повышенная газовая пористость, однако современные технологические процессы дают возможность устранить эту особенность в процессе литья.

Применение

Невысокая стоимость и хорошие характеристики материала сделали его очень популярным в различных сферах, начиная от бытовой техники и заканчивая авиастроением.

Авиастроение

Силумин получил широкое распространение в авиастроении благодаря небольшому весу и повышенной прочности. Характеристики материала позволяют использовать его в узлах и агрегатах, которые подвержены вибрациям и сильным ударам. В частности, из него может быть изготовлен корпус внутреннего прибора, кронштейны и другие важные элементы.

Авто и мото промышленность

Снижение веса автомобиля может значительно сказываться на общих характеристиках, не удивительно, что и тут высоко ценится соотношение веса и прочности силумина. Силумин применяется для изготовления кузовных элементов, картеров ДВС, в мототехнике его можно встретить даже в поршневых блоках.

Оружейное производство

В эту сферу промышленности силумин вошёл не так давно, но при этом, уже получило достаточно широкое распространение. В частности, из него делают пневматическое оружие, макеты и реплики боевого оружия, инвентарь для страйкбола и т.д.

Интересное:  Технология резки металла газом

Бытовые изделия

В быту также можно встретить изделия из силумина.  Изделия могут быть самыми разнообразными, начиная от мясорубок, теплообменников и запчастей для бытовой техники, заканчивая кастрюлями, сковородками и прочей кухонной утварью.

Сантехнические изделия

Комплектующие для водопроводных систем, расположенных внутри помещения крайне редко подвергаются серьёзным ударным нагрузкам. Поэтому при изготовлении смесителей, переходников, фитингов и прочих деталей сантехники широко применяется силумин.

Другие сферы

Устойчивость к коррозии и морской воде даёт возможность применять материал в судостроении, для обшивки различных конструкций из стали. Некоторые марки силумина применяются в космической отрасли.

Маркировка

Маркироваться силумин может различными вариантами. Международная система ISO предъявляет к сплавам определённые требования. Рассмотрим некоторые марки в качестве наглядного примера:

  • АК 15. Буквы «А» и «К» соответствуют компонентам: алюминия и кремний соответственно. Цифра в свою очередь обозначает процентное содержание второго по важности компонента в сплаве;
  • АЛ 9. Буква «Л» в данном случае говорит о присутствии в составе лития.

Иногда к маркировке может добавляться процентное значение ещё одного компонента, который в большом количестве входит в состав сплава, например:

АК 15 Ц8. «Ц8» — означает что в сплаве содержится 8% цинка.

Для международного рынка создана система Алюминиевой Ассоциации. При применении этой системы используется четырёхзначных шифр, в котором первая цифра будет «4» (обозначает систему легирования), вторая цифра – несёт в себе порядковый номер модификации сплава, третья и четвёртая – это состав сплава и информация о его чистоте. В случае с применением опытной отливки, к маркировке добавляется «Х».

На территории постсоветского пространства для маркировки чаще используют ГОСТ, в этом случае сплавы также будут обозначаться четырёхзначным шифром, например, 1319. В это случае, цифра «1» стоящая вначале обозначает главный элемент – алюминий. Вторая цифра – говорит о системе легирования, а последующие о марке и модификации сплава.

Виды силуминов

Классифицировать силумин можно следующим образом:

  • первый вид (доэктевтический), отличительной чертой является относительно небольшое содержание кремния, от 4 до 10%. При этом, в составе могут присутствовать дополнительные примеси;
  • второй вид, содержит в составе около 20% кремния, что делает его более износоустойчивым;
  • третий вид включает в семя специальные сплавы с добавлением цинка, титана или других металлов.

Отличие силумина от других металлов и сплавов

Что бы понять, что перед вами, силумин или сталь, достаточно запомнить и обратить внимание на несколько простых вещей:

  • цвет, силумин отличается серым цветом поверхности и серебристым цветом на срезе. Запомнив это можно легко отличить его от меди, бронзы или латуни. Поверхность этих металлов имеет жёлтый или красноватый оттенок;
  • магнитные свойства, силумин в отличии от стали не магнитится;
  • вес, силумин имеет меньший вес, чем аналогичные стальные изделия.
Интересное:  Таблица дюймовых резьб: обозначение в мм

Ремонт изделий из силумина

Силумин не отличается устойчивостью к ударным нагрузкам, следовательно, может быть подвержен разного рода механическим повреждениям. После ударов или падений на изделиях из силумина могут появляться трещины и сколы. Технология ремонта силумина имеет некоторые особенности.

Сварка

Варить силумин обычными электродами не получиться, т.к. при повышении температуры на поверхности изделия появляется оксидная плёнка, не дающая частям соединиться. Поэтому сварочные работы нужно производить с применением вольфрамовых электродов и специализированных припоев. Порядок работ:

  • поверхность изделия обезжиривается и надёжно фиксируется;
  • поверхность сплава нагревается до 220 °С, при этом для отвода тепла деталь помещается на стальную прокладку;
  • выполняется сварной шов.

Сварочные работы, связанные с силумином, требуют определённых навыков и сноровки, без опыта выполнить сварной шов с первого раза скорее всего не получится.

Пайка

Изделий, которые не подвергаются нагрузкам можно ремонтировать при помощи пайки в домашних условиях. Работы можно производить мощным паяльником или газовой горелкой. Поверхность вокруг рабочей области желательно защитить металлическими накладками. В месте спаивания сплав нагревается до 600 °С. Для качественного результата требуется специальный припой (например, ER4043) и флюс (Castolin 190 Flux).

Клей

Клей для алюминия сегодня есть в свободной продаже, им можно ремонтировать детали, которые не подвергаются нагрузкам. Процесс склеивания прост:

  • клей разводится до нужной консистенции;
  • место склейки вычищается от грязи, обезжиривается;
  • клей наносится на детали, после чего они соединяются и помещаются под давление на сутки.

Холодная сварка

Холодная сварка для силумина бывает двух типов:

  • компоненты находятся в двух тюбиках, содержимое нужно смешать в соответствии с инструкцией;
  • брусочек или пруток, который чем-то напоминает пластилин.

Перед применением холодной сварки, поверхность детали очищается и обезжиривается, удаляются лишние неровности и шероховатости. После подготовки поверхности трещина или скол заполняются холодной сваркой и соединяются с небольшим давлением. В данном случае не стоит использовать пресс или слишком сильно давить на изделие.

Валерий Шилков

Опыт в сфере металлообработки более 30 лет. Закончил МГТУ им. Н. Баумана. Работал штамповщиком, станочником металлообработки, имею 5 разряд сварщика.

Оцените автора
Добавить комментарий

Adblock
detector