Доэвтектические силумины для колесных дисков

Европейский алюминиево-кремниевый сплав Al Si11 (44000) с содержанием кремния чуть ниже эвтектического (от 10,0 до 11,8 %) широко применяется для изготовления колесных дисков методом литья под низким давлением.  На его основе, специально для изготовления литых колесных дисков, были разработаны сплавы:

  • Silumin-Kappa Sr (10,5-11,0 % кремния) и
  • Silumin-Beta Sr (9,0-10,5 % кремния).

Химический состав этих алюминиевых сплавов представлен на рисунке 1.

1-ximsostav-siluminРисунок 1 – Химический состав доэвтектических силуминов для колесных дисков

Литье доэвтектических силуминов

Эти алюминиевые литейные сплавы:

  • обладают хорошей жидкотекучестью,
  • высокую пластичность и
  • хорошую коррозионную стойкость.

Литейный сплав Silumin-Kappa Sr имеет оптимальное содержание кремния от 10,5 до 11,0 %. У сплава Silumin-Beta Sr интервал содержания кремния составляет от 9,0 до 10,5 %.

2-liteynye-svoystvaРисунок 2 — Технологические и функциональные свойства
доэвтектических силуминов

3-fizicheskie-svoystvaРисунок 3 — Физические свойства силуминов

4-mexsvoystvaРисунок 4 — Механические свойства силуминов

Модифицирование силуминов стронцием

Как правило, эти сплавы модифицируют стронцием еще на этапе производства чушек, и поэтому они не требуют этой модификации непосредственно в литейном производстве. Добавки стронция в эти сплавы составляют от 0,020 до 0,030 %.

Модификация эвтектического кремния, то есть формирование модифицированной микроструктуры необходимо для повышения пластичности литой структуры колесных дисков, которые производят из этих сплавов. Уровень содержания железа и других примесей сильно влияет на пластичность литой структуры – показатели относительного удлинения.

Влияние магния на силумины

При необходимости эти литые сплавы могут иметь содержание магния между 0,05 и 0,45 %. С увеличением содержания магния незначительно повышается прочность сплава, а пластичность также незначительно снижается. С другой стороны, добавки магния улучшают обрабатываемость этих сплавов резанием, так как способствуют образованию стружки и ее удалению при механической обработке колесных дисков.

Это дает колесным дискам более привлекательный внешний вид. Кроме того, магний повышает стойкость дисков к коррозии, но снижает адгезию защитных лакокрасочных покрытий к поверхности колесного диска.

Термическая обработка силуминов Beta и Kappa

Только некоторые из сплавов типа  Silumin-Beta являются термически упрочняемыми.  Термическое упрочнение колесных дисков из сплавов  Silumin-Kappa вообще не рекомендуется из-за возможного частичного охрупчивания, что может снизить усталостную прочность материала.

5-termoobrabotkaРисунок 5 – Термическая обработка отливок

Силумин  Al Si7Mg для колесных дисков

Термически упрочняемые алюминиевые колесные диски изготавливают из алюминиевого сплава Al Si7Mg (коммерческое название – Pantal 7). Тип затвердевания этого сплава – доэвтектический. В ходе затвердевания происходит переход из жидкого состояния в кашеобразное. При последующем затвердевании алюминиевые дендриты прорастают в жидкий расплав. Они образуют переплетающуюся сеть, а полости между ними заполняются высокотекучей эвтектикой AlSi, которая потом затвердевает. Если подпитка этих “пустот” по каким-то причинам не достаточна, то возникают дефекты типа микропористости. Интервал затвердевания составляет около 35-40 °С.

Очистка расплава силумина

Очистку расплава сплавов такого типа проводят только продувкой инертными газами или путем вакуумной обработки. Обработка расплава материалами, содержащими хлор, не допускается, так как при этом происходит вымывание стронция из расплава.

6-texnologicheskie-parametryРисунок 6 — Типичные технологические параметры литья

Запись опубликована в рубрике Литейные сплавы. Добавьте в закладки постоянную ссылку.