Примечания: 1.3 - литье в песчаные формы, В - литье по выплавляемым моделям, К - литье в кокиль, Д - литье под давлением, М - сплав подвергается модифицированию.

2. Механические свойства сплава АК7Ц9 определяются спустя не менее одних суток естественного старения.

Наряду с механическими свойствами область применения сплавов определяется их технологическими и служебными свойствами, соответствующими условиям работы литых деталей. О комплексе свойств литейного алюминиевого сплава можно в достаточной степени судить по типу диаграммы состояния двойной системы, составляющей его основу, или группе сплава [2].

Сплавы группы I (силумины) легированы в основном кремнием, содержание которого близко к эвтектическому (11,7 %), а для по-вьпиения прочности содержат 0,2 - 0,5 % Mg.

Поэтому силумины обладают высокими литейными свойствами [особенно сплав АК12 (АЛ2)] и хорошей герметичностью, невысокими механическими свойствами, удовлетворительной коррозионной стойкостью, хорошо свариваются и обрабатываются резанием (кроме сплава АК12). Эти свойства силуминов определяют возможность их применения для литья деталей сложной конфигурации, герметичных и несущих средние нагрузки (невысокие - для АК12). При этом следует учитывать, что для получения высокогерметичных отливок необходимо исключить обра-

зование в них дефектов, нарушающих их

сплошность.

Сплавы пуппы П легированы Si (4 -8,5 %), Си (1 - 8 %) и дополншельно 0,3 -0,8 % Mg для повышения прочности. Многие из этих сплавов обладают повышенной жаропрочностью, но низкой коррозионной стойкостью по сравнению с силуминами. Механические и литейные свойства сплавов хорошие. Хорошо обрабатываются резанием. Поэтому сплавы применяются для нагруженных деталей, работающих при повышенных температурах (до 250 - 300 °С). Сплавы АК12ММгН (АЛЗО) и АК12М2МгН (АЛ25) применяются для изготовления поршней карбюраторных и дизельных двигателей. Крупные и нагруженные детали, а также детали, работающие при температурах до 200 - 250 °С, отливают из сплавов АК5М (АЛ5), АК8М (АЛ32) и АК8МЗЧ (ВАЛ8). Последние два сплава обладают также повышенной герметичностью.

К сплавам группы П1, содержащим 4 -6 % Си, а также комплексно легированным небольшими количествами Ti, Cd, Се, Ni, относятся наиболее жаропрочные и высокопрочные сплавы. Повьпиенной жаропрочностью (рабочие температуры до 300 - 350 °С) отличаются сплавы АМ5 (АЛ 19) и АЛ33. Наиболее высокопрочным является сплав АМ4,5Кд (ВАЛЮ), лредназначенный для литья в песчаные формы и кокиль деталей, которые по технико-экономическим условиям не могут быть получены из других сплавов, и успешно конкурирующий в некоторых случаях с деформированньпи сплавами.

Сплавы группы IV, содержащие 4,5 - 8 % Mg, обладают высокой коррозионной стойкостью при сравнительно высоких механических свойствах. Высокая прочность характерна для сплавов с 9 - 12 % Mg (АМгЮ, АМгП), упрочняемых термической обработкой Т4. Сплав АМгЮ (АЛ27) рекомендуется для изготовления силовых деталей, работающих при температурах от -69 до +60 °С в различных условиях, включая воздействие морской воды и тумана. Сплав АМг11 (АЛ22) может работать при температурах до 200 °С при тех же условиях. Его недостатком является пониженная пластичность. Наибольшее применение сплав получил для литья под давлением деталей агрегатного и приборного типа. Сплавы с содержанием 4,5 - 6 % Mg (АМг5К, АМг5Мц) применяются в литом состоянии (без термической обработки) и имеют высокие механические свойства. Из сплава АМг5К (АЛ 13) изготавливают детали для морских судов, а также детали, работающие при повышенных температурах (до 180 - 200 °С), например головки двигателей воздушного охлаждения. Сплав АМг5Мц (АЛ28) применяется для литья арматуры трубопроводов пресной воды, масляных

и топливных систем и оборудования, рабочая температура которых не превьпиает 100 °С.

К сплавам группы V относятся, в частности, сплавы на основе систем А1 - Si - Zn [АК7Ц9 (АЛ 11)] и А1 - Zn - Mg [АЦ4Мг (АЛ24)]. Их назьшают самозакаливающимися , поскольку они способны упрочняться в результате закалки при охлаждении в форме (особенно металлической) н последующего естественного старения. Это позволяет производить крупные отливки высокой прочности без термической обработки, требующей соответствующее оборудование и приводящей к возможному короблению и растрескиванию отливок при резком охлаждении в процессе закалки. По литейным свойствам и герметичности сплавы не уступают силуминам. Коррозионная стойкость сплава АК7Ц9 низкая.

В зависимости от масштаба и специфики производства плавку алюминиевых литейных сплавов ведут в тигельных и отражательных печах, работающих на электроэнергии, жидком или газообразном топливе. Широко применяют электрические индукционные тигельные и канальные плавильные печи. При плавке большинства алюминиевых сплавов легирующие компоненты, за исключением магния, цинка, а иногда и меди, вводят в виде лигатур.

Алюминиевые сплавы в процессе плавки склонны к окислению и насьпцению водородом, что приводит к образованию в отливках оксидных включений и газовой пористости. Поэтому расплавы предохраняют от окисления и насыщения водородом ведением плавки в вакууме, атмосфере инертных газов, в воздушной среде, содержащей фториды, применением покровных флюсов при плавке в слабоокислительной атмосфере, защитным легированием. В производственных условиях для защиты расплавов от взаимодействия с газовой средой широко используют покровные флюсы (табл. 1.14).

Несмотря на защиту расплавов при плавке на воздухе, они всегда обогащаются неметаллическими включениями и водородом, поэтому перед заливкой в формы требуют очистки. Расплавы очищают от растворенных металлических примесей (натрия, магния, железа и цинка), взвешенных оксидных неметаллических включений и растворенного водорода. Для этих целей применяют продувку расплавов инертными и активными газами, отстаивание, обработку хлористыми солями и флюсами, вакуумирование и фильтрование через сетчатые, зернистые и спеченные керамические фильтры.

1.14. Составы покровных флюсов

Широко используют в фасонио-литейном производстве рафинирование хлоридами. Для этой цели применяют хлорид марганца, гексахлорэтан, четыреххлористый титаЛ и ряд других хлоридов. Все перечисленные хлориды гигроскопичны. Поэтому перед

употреблением их подвергают сушке (MnCl2, С2С1) или переплавке (ZnCl2). Технология рафинирования хлоридами состоит в введении их в расплав колокольчиком и непрерывном перемешивании до прекращения выделения продуктов реакции. Хлориды марганца вводят в количестве 0,05 - 0,2 % массы расплава при температуре расплава 700 - 730 °С, гексахлорэтан - в количестве 0,3 - 0,7 % при 740 -750 °С в несколько приемов.

В настоящее время в цехах фасонного литья для рафинирования широко используют таблетки препарата Дегазер , состоящего из гексахлорэтана и хлористого бария (10 %), которые вводят в расплав в количестве до 0,5 % от массы жидкого металла при температуре 720 - 750 С.

Высокий уровень дегазации получают при вакуумировании. Для этого выплавленный по стандартной технологии в открытых печах металл переливают в ковш и помещают в вакуумную камеру. В камере металл выдерживают при остаточном давлении 1330 Па в течение 10-30 мин, температуру расплава при этом выдерживают в пределах 720 - 740 °С.

Для повышения механических свойств отливок алюминиевые сплавы подвергаются модифицированию. Для измельчения микрозерна в расплавы вводят титан, цирконий, бор или ванадий в количестве 0,05 - 0,15 % от массы расплава. Модификаторы вводят в виде лигатур с алюминием при 720 - 750 °С. Ряд алюминиево-1фемниевых сплавов модифицируют флюсами, в состав которых входит натрий (табл. 1.15).

1.15. Модификаторы и режимы мод1

ия алюминиевых сплавов