Силумин - это алюминиевый сплав, содержащий кремний, а также небольшие примеси железа, меди, марганца, кальция, углерода и других элементов. Хотя этот материал широко используется в различных отраслях, многим неизвестно, что именно представляет собой силумин.
Структурно силумин схож с дюралюминием, где базовыми компонентами являются алюминий и кремний, дополненные медью, марганцем и магнием. Характеристики сплава зависят от типа и концентрации добавок, поэтому важно правильно подбирать легирующие элементы. Это позволяет улучшить твердость, износостойкость и литейные свойства материала.
Присутствие кремния в силумине связано с тем, что чистый алюминий отличается относительной мягкостью. Добавка кремния придает материалу прочность. В состав также могут входить натрий и литий, которые необходимы для регулирования содержания кремния в сплаве.
Состав сплава силумина различается в зависимости от его вида. Обычно в него входят алюминий и кремний, причем доля последнего составляет около 10%. Существуют также разновидности силуминовых сплавов с более высокой прочностью за счет повышенного содержания кремния (20%).
Кроме силумина, существует ряд других материалов на основе алюминия, таких как сплавы с магнием и кремнием, которые применяются для изготовления деталей автомобильных кузовов, или сплавы с оловом, идеальные для литых подшипников. Сплавы с магнием обладают высокой устойчивостью к агрессивным средам и применяются, например, в строительстве для фасадов зданий.
Силумин отличается от дюралюминия высокой устойчивостью к коррозии и обладает повышенной пластичностью. Этот сплав легко поддается штамповке, отлично льется и удачно обрабатывается ковкой. Его декоративные свойства и небольшой вес делают силумин востребованным материалом для изготовления деталей автомобилей и мотоциклов, сантехнических элементов и декоративных изделий для интерьера.
Особенности сплава:
Силумин представляет собой важный материал, сочетающий в себе прочность, устойчивость и легкость, что обеспечивает его широкое применение в различных областях промышленности и дизайна.
Силумин представляет собой универсальный материал, нашедший применение в различных отраслях промышленности и быта.
Маркировка силуминовых сплавов может быть выполнена в соответствии с международной системой стандартизации ISO. Примеры включают:
При добавлении других металлов в значительных концентрациях в маркировке указывают соответствующие буквы и цифры, представляющие их процентное содержание. Например, "АК 15 Ц8" указывает на сплав с 15% кремния и 8% цинка.
На постсоветском пространстве часто используется маркировка согласно стандартам ГОСТ. Например, индекс "1319" указывает на основной компонент (алюминий), систему легирования и марку сплава.
Процентные соотношения компонентов зависят от предназначения изделий и условий эксплуатации. Силумины разделяют на два вида: для высокого давления и для более мягких условий.
Благодаря постоянному развитию в металлургии появляются новые технологии для получения силуминовых сплавов, соответствующих конкретным требованиям. Каждый год также видимо усовершенствование и оптимизацию традиционных технологических процессов. В соответствии с классической методикой, силумин получают путем переплавки алюминия, смешанного с кремнием в определенной пропорции. Металл, используемый для создания шихты, извлекается из соответствующих руд.
Широко распространено также производство силумина с использованием качественно восстановленной золы, оставшейся после сжигания бурого угля на тепловых электростанциях. Для создания силуминовых сплавов смесь золы, содержащей кремний, подвергается обработке в электролизере с добавлением криолита.
В золе присутствуют не только кремний, но и разнообразные примеси, в первую очередь, железо, процентное содержание которого в отходах теплоэлектроцентралей составляет от 0,8 до 1,5%. Это значение не превышает установленную допустимую концентрацию в качестве легирующей добавки для силумина.
В природе алюминий, смешанный с кремнием, встречается в бокситовых рудах. Однако для получения высококачественного силуминового сплава применяют искусственные смеси с определенными пропорциями обоих компонентов.
Лазерная резка металла часто применяется при обработке силумина, обеспечивая точность и возможность создания сложных форм. Это подчеркивает важность современных методов обработки, таких как лазерная резка металла, в максимизации потенциала материалов, таких как силумин, в различных промышленных приложениях.
Ремонт изделий из силумина
Излишняя хрупкость силуминовых сплавов может вызвать трещины или поломки деталей при воздействии ударов или других разрушающих факторов. Для восстановления поврежденных изделий из силумина используются специальные методы, такие как склеивание, пайка и сварка (обычная или холодная). Давайте рассмотрим каждый из этих методов более подробно.
Сварка силумина своими силами может быть проблематичной, поэтому рекомендуется обратиться за помощью к специалисту. Процесс усложняется тем, что при нагреве на поверхности соединяемых элементов образуется оксидный слой, мешающий соединению. По этой причине сварка выполняется в аргоновой среде, которая предотвращает контакт сплава с атмосферным кислородом.
Процесс сварки включает несколько этапов:
Перед началом сварки поврежденного изделия рекомендуется провести тренировочные работы на ненужных деталях из силумина.
Если необходим ремонт декоративных изделий из силумина или деталей, не подвергающихся значительным нагрузкам, можно использовать пайку. Для этого потребуется мощный паяльник или газовая горелка. Материал соединяемых фрагментов разогревается до +200 °C. Зону спайки следует защитить металлическими пластинами, чтобы предотвратить перегрев прилегающей поверхности.
Рабочая температура при пайке достигает +600 °C. Оксидный слой удаляется специальным флюсом, например, Castolin 190 Flux.
Для склеивания изделий из силумина используется специальный клей для алюминия, разведенный до нужной консистенции. Поверхности для склеивания должны быть очищены от грязи, обезжирены и высушены. Наносится ровный слой клеящего состава, после чего детали прижимаются друг к другу. Изделие помещается под груз и оставляется на 24 часа для полного схватывания клея. Этот метод подходит для ремонта изделий, не подвергающихся серьезным нагрузкам.
Этот метод широко используется для восстановления целостности силуминовых деталей при ремонте транспортных средств и сантехники. Основной компонент специального клея – эпоксидная смола. В зависимости от назначения в состав добавляются различные наполнители и добавки, создающие высокопрочные клеевые соединения.
Два основных вида двухкомпонентных составов для холодной сварки:
Поверхности деталей должны быть подготовлены – очищены, зачищены, обезжирены и просушены. После нанесения клеевой массы и прижатия деталей друг к другу, смесь застывает примерно за полчаса, в зависимости от состава, и полностью склеивается за несколько часов или суток.
Силумин можно отличить от других металлов по нескольким признакам: