Силумин – что это за сплав и где он применяется?

Сплав олова и алюминия

Олово является широко распространенным металлом в природе, но также популярными есть его сплавы, такие как сплав олова и алюминия.
В соединении с оловом, чистые металлы обретают улучшенные свойства, как до процесса плавки.

В чистом виде олово используют для создания различных товаров для пищевой, легкой, авиационной, радиотехнической, текстильной и д.р. промышленности. Алюминий распространён в тепловых конструкциях, криогенной технике, легкой промышленности.

Алюминий и олово, очень разные элементы. Алюминий легкий, легкорастворимый в кислотах, поэтому процедура плавки очень непростая. Но своими положительными свойствами этот сплав часто используют в промышленности.

Система сплавов есть единственным в своем роде. Сплав стает твердый при 650 ºС, но олово до 225 ºС остается жидким. Для того чтоб ликвидировать проблему, при плавке используют большую скорость затвердевания

С развитием машинной индустрии, смесь подходит для деталей различной техники, используется для раскладки высоковольтных линий.

6% сплавы с небольшим количеством никеля и меди применяют для подшипников. Скольжение в этих соединениях предоставляет именно олово, а сами изделия становятся уникальными среди других.

Благодаря олову в самом сплаве, улучшается стойкость алюминия к коррозии, а особенно в составе с медью.

Сплав очень выгодный, так как является прочным, легким, экономичным и легко обрабатываем при низких температурах. Он легко проводит тепло и электричество, что позволяет использовать его в строительстве. Также соединение имеет высокую отражательную способность.

Несмотря на свои положительные качества, сплав алюминия и олова имеет низкий коэффициент линейного расширения.

Источник

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.

Пайка алюминия оловом

Алюминий часто встречается при изготовлении посуды, в проводах электроустановках, корпусах различных изделий и прочих местах. Чтобы спаять алюминий использую различные виды припоев. Одним из наиболее распространенных является оловянный, так как его легче всего отыскать, а его свойства вполне подходят для получения качественного соединения. Пайка алюминия оловом проходит при помощи использования флюсов и может проводиться как в рабочих, так и в домашних условиях. Сам же припой зачастую содержит некоторые добавки, такие как цинк, который способствует лучшему спаиванию и растеканию присадочного материала.

Олово относится к легкоплавким припоям, что отлично подходит для работы с алюминием, так как температура его плавления является относительно низкой. Если применять твердоплавкие припои, то при сильном нагреве алюминий может утратить свои качества, или же вообще расплавиться раньше самого присадочного материала. Здесь может использоваться несколько способов пайки, причем одинаково эффективно.

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.

Преимущества

• Пайка оловом алюминия обходится относительно недорого, так как себестоимость припоя является низкой;
• Материал является универсальным и подходит для работы, как с толстыми, так и тонкими заготовками;
• Припой отлично плавится при температурном воздействии и хорошо растекается по поверхности, образуя качественное соединение, проникая во все мелкие трещины и выемки;
• Благодаря низкой температуре плавления процесс проходит относительно быстро;
• Материал всегда доступен в продаже и нет проблем с его поиском и подбором.

Недостатки

• После завершения процесса готовое изделие будет иметь уже более низкую температуру плавления в месте спайки;
• Прочность соединения не рассчитана на высокие механические нагрузки;
• Пайка алюминия оловом в домашних условиях не дает столь высокого качества соединения, как другие способы соединения и может применяться преимущественно для мелкого ремонта изделий с небольшой ответственностью при эксплуатации.

Нюансы при пайке

Главной особенностью при спаивании алюминия является борьба с оксидной пленкой. Она стала самой большой проблемой, которую нужно решать еще до процесса спаивания при помощи очистки, растворителей и других методов. Пайка алюминия твердыми припоями требует четкого следования режимам, так как слишком большая температура может испортить сам металл, а слишком маленькая не даст произвести качественное соединение. При работе с большой толщиной металла пайка проводится в несколько слоев.

Алюминиевые сплавы

Подробности Категория:

АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

. Сплавы м. б. названы алюминиевыми, если весовое содержание Аl в них превышает 50%. Понятие «легкие сплавы» относится к сплавам с удельным весом до 3 и включает в себя, помимо алюминиевых сплавов, и магниевые сплавы; но громадное большинство алюминиевых сплавов относится к «легким сплавам» и составляет их основную часть. Двойные сплавы Аl с другими элементами в настоящее время изучены наиболее полно. По количеству изученных диаграмм состояний двойных сплавов алюминиевые сплавы стоят на втором месте, медные — на четвертом, железные — на седьмом месте. Алюминиевые сплавы с Mg, Be, Sn, Si, С, В, Са, Ge и In могут употребляться при весьма различных соотношениях их состава. Употребительны алюминиевые сплавы с легкоплавкими металлами Zn, Sb и со средней группой высокоплавких металлов: Сu (фиг. 1), Ni, Ag, Au, Fe, Co, Pt и Mn, а также с высокоплавкими металлами, как, например, Сг, Mo, W, V и др., с легкими металлами земельно-щелочными, собственно земельными металлами и с рядом легкоплавких металлоидов. Но эти сплавы употребительны при строго ограниченном количестве примесей, т. к. превышение последних придает алюминиевым сплавам хрупкость или дает химически непостоянные соединения. И только со щелочными металлами, остальными низкоплавкими металлами и металлоидами седьмой группы двойные алюминиевые сплавы не имеют употребления.

Из тройных алюминиевых сплавов изучены системы Al-Cu-Mg (Vogel), Al-Cu-Sn (Edwards a. Andrew), Al-Cu-Zn (Carpenter, Edwards, Schulz, Jares), Al-Mg-Zn (Eger), частично Al-Cu-Ni (Haughton) и др. Из четверных алюминиевых сплавов изучена частично система Al-Cu-Ni-Mg с постоянным содержанием Mg = 1% (Bingham).

Практика изготовления алюминиевых сплавов по числу сплавляемых элементов далеко вышла за рамки исследованных диаграмм состояний. Техническое применение алюминиевых сплавов в настоящее время настолько широко, что ниже, в перечислении отдельных алюминиевых сплавов, приведены лишь сплавы, имеющие наибольшее значение в промышленности. С каждым годом алюминиевые сплавы завоевывают все новые и новые области применения и в некоторых случаях уже серьезно конкурируют с железными сплавами благодаря своим высоким механическим качествам и низкому удельному весу. Производство алюминиевых сплавов в основном таково. В качестве исходного металла для плавки употребляют алюминий в чушках различной чистоты, в зависимости от состава и назначения алюминиевых сплавов: для более ответственных алюминиевых сплавов алюминий д. б. чистоты не ниже 98% и даже 99%. Медь, преимущественно электролитическая, идет сначала на изготовление низкоплавкой лигатуры, а затем, уже в виде лигатуры, на изготовление соответствующего алюминиевого сплава. Известны такие лигатуры: 33% Сu+ 67% Аl, 50% Сu + 50% Аl и 60% Сu + 40% Аl. В большинстве литейных применяется вторая лигатура, составляемая путем присадки жидкой меди в жидкий алюминий. Марганец с возможно малым содержанием железа (если последнее не входит как необходимая составная часть данного алюминиевого сплава) также употребляют в виде лигатуры. Употребляются лигатуры: 4%Мn + 96% Аl, 8—10% Мn + ост. Аl и 25% Mn+75% Аl. Последняя имеет наибольшее применение и составляется путем присадки твердого алюминия к жидкому марганцу. Если алюминиевые сплавы должны содержать одновременно и Сu и Мn, то употребляют тройную лигатуру: 50—55% Сu+ 10—8% Мn + 40—37% Аl. Магний, чистоты 99—99,5%, присаживается перед самой отливкой. В виде лигатур употреблять Mg не рекомендуется в виду окисных включений. При составлении шихты для плавки алюминиевых сплавов, особенно идущих в прокатку, употребляют по мере возможности только чистые металлы и особенно опасаются тонких обрезков и стружек, несущих с собой много Аl2O3 и других загрязнений. Несмотря на многолетнюю практику изготовления алюминиевых сплавов, до сих пор нет твердо установленных методов плавки. Нагрев происходит либо в коксовых и нефтяных горнах, либо в печах. Типы печей, употребляемых для плавки алюминиевых сплавов, разнообразны и по устройству, и по характеру нагрева, и по топливу. Атмосфера печи предпочитается восстановительная.

Наиболее применима тигельная плавка как в графитово-глиняных, так и в чугунных тиглях (особенно из аллитированного по патенту Круппа чугуна). Ходовой для алюминиевых сплавов является печь с открытым пламенем, типа Роквелл, газовая или нефтяная. В последние годы, из-за угара, низкого КПД и неточности регулировки температуры в пламенных печах, решительно переходят в производстве алюминиевых сплавов к электроплавке. Для алюминиевых сплавов употребляют электропечи с нагревом вольтовой дугой (непрямого действия) и печи сопротивления. Первые удобны по быстроте плавки, тщательности перемешивания сплава и равномерности обогрева футеровки (например, печи «Booth» и печи «Detroit»; последние барабанного типа, в которых местный перегрев устранен вращением каркаса печи). Вторые, печи сопротивления, удобны по регулировке температуры, но хуже в отношении перемешивания металла и большего расхода электроэнергии (например, печи «Baily» или «General-Electric-Ofen»). Чем ниже температура литья и быстрее охлаждение металла, тем мельче кристаллиты структуры и тем выше механические качества. Если же в алюминиевых сплавах имеет место явление обратной ликвации, которая усиливается таким методом литья, то следует отчасти поступаться мелкокристалличностью литья, чтобы избежать этого явления. Для литья алюминиевых сплавов употребляют отливку и в песок, и в кокиль. Для алюминиевых сплавов, идущих в прокатку, преимущественно употребляют отливку в металлические формы. Первичные кристаллиты химических соединений (например, FeAl3 или СuАl2) обязательно д. б. раздроблены прокаткой. Станы горячей прокатки д. б. по конструкции весьма точными, т. к. программа работ их стоит близко к программе работ на станах холодной прокатки. Нагрев плит перед прокаткой в крупных производствах алюминиевых сплавов производится в методических печах с передвижением плит по поду специальным толкателем. При небольшой садке (~1 т) употребляются муфельные печи. Начиная приблизительно с толщины в 3 мм, более тонкие листы получают холодной прокаткой (фиг. 2).

Отжиг алюминиевых сплавов при прокатке д. б. выбран по температуре и продолжительности не только в зависимости от состава алюминиевых сплавов, но и от величины последней деформации, чтобы при рекристаллизации избегнуть чрезвычайного роста кристаллитов. Для ответственных по назначению алюминиевых сплавов, вместо обыкновенных пламенных печей, для отжига часто применяют соляные ванны (например, 50—75% калийной селитры + 50—25% натровой селитры, и др.), допускающие точную регулировку температуры и гарантирующие равномерность отжига. Термическая обработка после прокатки зависит от состава алюминиевого сплава. Производством алюминиевых сплавов в СССР занимаются: Государственный Кольчугинский , Государственный авиационный завод № 1, новый большой завод под Москвой на Ленинских горах и ряд моторостроительных, главным образом авиационных, заводов.

Из двойных алюминиевых сплавов, употребляемых в весьма различных отношениях, наибольшее применение имеют алюминиевые сплавы с магнием и с кремнием.

Алюминиевые сплавы с магнием (фиг. 3).

Под марками «3 S» употребляют сплав с 1,25% Mg, «Аэро» — с 2,5% Mg, «Т-металл» — с 3,8% Mg. Но большее применение имеет алюминиевый сплав с 5—10% Mg, под названием «Магналий». Удельный вес 2,40—2,57. При небольшом содержании Mg куется и прокатывается в горячем состоянии. Хорошо обрабатывается режущим инструментом, полируется. Употребляется для оптических зеркал, не уступая по силе отражаемости стеклянным зеркалам и превосходя их по способности отражать ультрафиолетовые лучи. Идет на подшипники быстро вращающихся валов. Гальванически прочно покрывается золотом, серебром, никелем. Противостоит действию аммиачных паров, холодной концентрированной серной кислоты, стеариновой и уксусной кислот. Плавится при 630—575°С в графитовых или чугунных тиглях, обмазанных изнутри слоем глины. При отливке в песок временное сопротивление на разрыв Zmax = 14—18 кг/мм2, удлинение i= 1%, при отливке в кокиль i= 5%, твердость по Бринеллю HБр. = 63. Лучшая температура литья 670—700°С. Прокатанный — Zmax= 40 кг/мм2, i = 12%. «Магналий X» содержит 2% Сu + 2% Mg + 1% Ni, употребляется в электроизделиях и в производстве автомобилей. «Магналий Z» (1,5% Mg + 3% Sn) — для выдавливания. Также под названием «Магналий» идут алюминиевые сплавы: 0,2% Сu + 1,6% Mg + 3% Sn + 0,7% Рb и 1,7% Сu + 1% Mg + 3% Sn + 0,7% Bi. Более сложные алюминиевые сплавы с Mg и с небольшими присадками Si и др., образующими с Аl твердые растворы, не превышающими в сумме 1—1,5%, известны под наименованием «Алудур» (0,5% Mg + 0,5% Si; 0,8% Mg + 0,7% Si). Термическая обработка: закалка и «старение» при 160°C. «Алудуры» допускают штамповку, прокатку, волочение, литье в кокиль и в песок.

Хорошо обтачиваются, сверлятся и фрезеруются. Обладают хорошей проводимостью. Марка «533 D» — для воздушной электропроводки: крепость на 40% больше Аl, проводимость лишь на 3—4% ниже. Антенна Науэнской радиостанции на пролете 500 м сделана из этого сплава. Напряжение тока высокой частоты может достигать 60000—200000 V. Марка «570 В» — полутвердый и «570 Е» — пружиняще-твердый; опасны воздействия щелочей, карбонатов, неорганических кислот, за исключением НNO3; ограниченная устойчивость в морской воде. Американский сплав «51 S» (1,5% Mg + 1% Si) м. б. отнесен по механическим качествам к «Алудурам». Из других магниевых алюминиевых сплавов известны сплавы: для зубных пломб (1% Mg + 0,1% Na + 0,05% Sn); противостоящий влиянию атмосферы, морской воды и растворов кислот (3,5—4,5% Mg + 1—1,4% Sn + 0,1—0,15% Р) и повышенной крепости (7% Mg + 7% Сu + 0,4% Sn + 0,14% Р).

Алюминиевые сплавы с бериллием не нашли еще широкого применения. С увеличением содержания Be алюминиевые сплавы становятся крепче и тверже. Двойные сплавы Al-Ве и тройные Al-Be-Mg значительно стареют после термической обработки при комнатной температуре. Алюминиевые сплавы 4,5% Сu + 0,6% Be + 0,6% Mg + 0,1% Si после закалки с 520°C, старея при комнатной температуре, повышает твердость по Бринеллю с 76 до 108.

Алюминиевые сплавы с оловом. На орнаменты употребляют алюминиевые сплавы с 3% Sn. В 1884 г. шел на панцири алюминиевый сплав с 9—16% Sn, для шрифта — 23% Sn + 2% Сu. Алюминиевые сплавы 10—11—15% Sn + 3—1—2% Ni обрабатываются напильником, паяются. Для картеров, моторов и напряженных деталей употребляют алюминиевый сплав 10% Sn + 3,5% Cu + 1% Ni. Известны алюминиевые сплавы с 10% Sn с присадками 2%W и 5% Cu + 10% Sb — для механической обработки резаньем; как хорошо полирующийся алюминиевый сплав — 10% Sn + 6% Сu + 0,17% Sb + 0,05% Mg.

Алюминиевые сплавы с кремнием (фиг. 4), от 5 до 20%, а гл. обр. с 10—14% Si, известны под названием «Силумин».

Сплав с 10% Si имеет удельный вес 2,55, температура плавления 595—578°С, теплоемкость 0,386.

Лучшая температура отливки 650—680°С. «Силумин» с 13% Si при отливке под давлением имеет Zmax = 19,6—21 кг/мм2, i= 1—3%, HБр.500 = 70—80. Для прокаток лучше с меньшим содержанием Si. Сплав употребляется как конструкционный материал и особенно в деталях машин, работающих при повышенной температуре; более противостоит разъеданию серной кислотой, чем другие общеупотребительные литые алюминиевые сплавы; «Силумин» с небольшим содержанием (до 2%) различных присадок известен в Америке под названием «Альпакс». «Сулумин» с 4,5—6,5% Si имеет наименование «S. А. Е. № 35». Под названием «Лауталь» известны алюминиевые сплавы с такой присадкой Si и Сu, что содержание Аl = 93%. Изготовление его требует большой тщательности. Удельный вес 2,74, электропроводность 40% от чистой меди и 70% от чистого алюминия. Сплав хорошо обрабатывается, куется, прокатывается, волочится, штампуется. При отбортовке радиус закругления д. б. не меньше толщины стенки детали. Ковка лучшая при 450—480°С. Поковки необходимо подвергать термической обработке. При комнатной температуре не стареет. Термическая обработка состоит в следующем: закалкой можно снизить Zmax до 23 кг/мм2 (фиг. 5); выдержка в 16 час. при 120°С после закалки при 480—500°С повышает механические качества до нормальных (нормальными называются такие, которые всегда восстанавливаются при правильно проведенных термических обработках), удлинение при этом остается 18—23%.

Известны составы «Лауталя»: 2% Сu + 1% Si; 3% Сu + 3% Si.

Для отливок под давлением употребляют сплавы:

Сплав, употребляемый для литья: 6% Si + 4% Сu. Удельный вес 2,69; коэффициент линейного расширения 23,2∙10-6. Температура плавления 630—590°С. Выгоднейшая температура отливки 680—720°С. Твердость отливки в песок по Бринеллю 58, по Шору 13.

Литейный алюминиевый сплав — 3,5% Сu + 4% Si — имеет Zmax = 13,3 кг/мм2, I = 1,4%, предел пропорциональности Zр = 3,7 кг/мм2.

Из двойных алюминиевых сплавов, содержащих примеси в ограниченных пределах, наибольшее применение имеют алюминиевые сплавы с цинком, медью, никелем и марганцем.

Алюминиевые сплавы с цинком (фиг. 6) хорошо отливаются, на воздухе не окисляются, но разрушаются водой.

Германский «Аl-7» — с 10% Zn и «Аl-20» — с 17% Zn. Последний имеет удельный вес 2,93 при отливке в песок. Коэффициент линейного расширения 26,0∙10-6, температура плавления 630—575°С.

«Цискон» — алюминиевый сплав с 25% Zn, «Британский 2:1» — с 33,4% Zn, удельный вес 3,65, температура плавления 600—510°С; лучшая температура отливки 640—670°С. «Альцен» — алюминиевый сплав, подобный «Британскому 2:1». С присадкой Сu существует ряд употребительных алюминиевых сплавов с цинком. Германские, для отливок под давлением: 14% Zn + 4,5% Сu — для цоколей счетчиков и других измерительных приборов, 10% Zn + 2% Сu- для корпусов различных приборов и аппаратов, для мелких частей различных механизмов и машин. Последний сплав широко применяется в Англии для самых разнообразных целей. Алюминиевый сплав «№ 31», или «Германский сплав» (12—15% Zn + 3—4% Сu), имеет такие качества: коэффициент линейного расширения 18,4∙10-6, температура плавления 645—600°С; отлитый при 700°С в песок: Zmax = 16,2 кг/мм2, i= 2,5%. Лучшая температура для литья 700—730°С. Подобный этому алюминиевому сплаву, в Англии существует алюминиевый сплав (13% Zn + 3—4% Сu) под маркой «L-5». «Британский А» (20% Zn + 3% Сu) предназначен для деталей, работающих при повышенной температуре; температура плавления 625—560°С, литье в песок имеет Zmax = 28 кг/мм2, i ≈ 0%. Наилучшая температура для литья 675—710°С. Протянутые из него прутки употреблялись после отжига при 250°С для заклепок. Подобен ему т. н. «Алюминит» (23% Zn + 3% Сu). Алюминиевый сплав для литья «Аэро» (28% Zn + 4% Сu) имеет при отливке в песок Zmax = 17 кг/мм2, i= 1%. Для авиационных двигателей употребляют сплавы, состав которых приведен в следующей таблице:

Алюминиевые сплавы для литья цинковые с присадкой железа известны как непористые; присадки железа в различных сортах указаны в следующей таблице:

В производстве водорода употребляются алюминиевые сплавы 1,5—15% Zn + 0,5—7% Sn. Из более сложных известен «Склерон» (12%Zn + 3% Cu + 1% Mn + 1% Ni + 5% Si или вместо Ni — 0,08% Li), удельный вес 3; механические качества после «старения»: Zmax = 48,5 кг/мм2; предел текучести = 38 кг/мм2; i = 11%; поперечное сжатие q = 15%; модуль упругости Е = 7220 кг/мм2. Хорошо обрабатывается режущим инструментом, полируется, прессуется. Употребляется как конструкционный материал. По отношению к морской воде подобен алюминию. Алюминиевый сплав «Мак Адам» (12—18% Zn + 3% Сu + 0,2% Mg) имеет Zp = 12 кг/мм2, Zmax = 21—22 кг/мм2. Под маркой «Аl. Cast. С°» известен сплав 7—8% Zn + 3% Cu + 1—1,3% Fe + 0,2% Mg. Для отливок под давлением деталей различных приборов употребляют алюминиевый сплав 15% Zn + 2,5% Cu + 2,5% Sn.

Алюминиевый сплав «Британский Е»: 20% Zn + 2,3% Cu + 0,5% Mn + 0,5% Mg и «Британский G»: 18 % Zn + 2,5 % Сu + 0,35 % Mn + 0,35 % Mg — оба для конструкций, по механическим качествам подобны дюралюминию. Как противостоящий влаге и идущий для инструментов — алюминиевый сплав: 1,9% Zn + 1,9% Sn + 1,4% Pb + 0,5% Mg + 0,2% Р. Для частей, подвергаемых напряжениям при повышенной температуре, употребляют алюминиевый сплав: 7,5% Zn + 3,5% Cu + 0,5% Ni + 0,5% Sn.

Алюминиевые сплавы с сурьмой применяется для изготовления перьев, после ковки Zmax = 39 кг/мм2, называется «Вольфраминий»: 1,44% Sb + 0,38% Cu + 0,1% Sn + 0,04% W.

Алюминиевые сплавы с медью (фиг. 7 и 8): с 4% Сu идет в прокатку и носит иногда название «европейский твердый алюминий», в нагартованном виде имеет Zmax = 35 кг/мм2, i= 2%.

Термическая обработка состоит в закалке и «вынужденном старении». Алюминиевый сплав с 8% Сu называется «американский № 12», пользуется чрезвычайно широким распространением (в СССР на большинстве авиамоторостроительных заводов). В виде отливок в песок и в кокиль употребляется на такие детали авиационных моторов, как картер, головки цилиндров, картера распределительного валика, корпуса масляных и водяных помп, карбюраторы, кожухи передач и т. п.

В виде отливок под давлением — на части вентилей, магнето, зажигательных батарей, осветительных установок, измерителей скоростей, фонографов, автоклавов, счетных, вязальных, пишущих и т. п. машин. Удельный вес этого алюминиевого сплава ~3; температура плавления 621°С; коэффициент линейного расширения от 23,1∙10-6 до 24,6∙10-6. Лучшая температура для литья 660—690°С. Алюминиевый сплав с 9—12% Сu употребляются для поршней двигателей. «Американским сплавом для поршней» называется алюминиевый сплав с 9—11% Сu, с температурой плавления в 630—540°С; лучшая температура отливки 680—720°С; «Британским L-8» — с 12% Сu. «Германским нормальным сплавом для поршней» называются алюминиевый сплав с 15% Сu. С присадками Mg алюминиевый сплав 2,5—3,5% Сu + 0,5% Mg, под названием «Монтаниум», шел на детали воздушных кораблей. Алюминиевый сплав «Альфериум» состоит также из присадок Сu и Mg; по своим механическим качествам, термической и механической обработке ничем не отличается от дюралюминия и идет для тех же целей, что и последний. «Линит 146»: 8,5% Сu + 0,2% Mg + 1,2% Fe, дает Zmax = 18,2 кг/мм2; Zp = 4,2 кг/мм2; i= 0,5%. «Линит 195»: 4,6% Сu + 0,1% Mg + 0,6% Fe, дает Zmax = 21,8 кг/мм2; Zp = 6 кг/мм2; i= 2,5%; алюминиевые сплавы с присадкой Мn известны нижеследующего состава:

Для заклепок в американском воздушном флоте употребляли алюминиевый сплав такого состава:

Под наименованием «Нэви» в американском флоте употребляется алюминиевый сплав: 2% Сu+ 1% Мn, с удельным весом 2,85; температура плавления 650—640°С, лучшая температура отливки 700—730°С, отливка в песок Zmax = 14,7 кг/мм2; i = 7%. Алюминиевый сплав «Нэви N»: 6% Сu + 3% Мn, дает Zmax =12,7 кг/мм2; i= 8%. «Британский 14:1»: 14% Сu+ 1% Мn, имеет температуру плавления 620—548°С, лучшая температура для литья 670—700°С. Алюминиевый сплав «Мак Люр»: 8% Cu+ 0,2% Mg + 0,9% Fe, имеет Zmax = 13,5 кг/мм2,i= 3%. Алюминиевый сплав с присадкой цинка «Малюминиум»: 6,5% Cu + 5% Zn + 1,4% Fe, обладает Zmax= 12 кг/мм2; Zp = 9 кг/мм2; i= 1,5%.

Главным же образом алюминиевые сплавы, помимо Сu с присадкой Zn, употребляются для отливок под давлением; они значительно легче цинковых сплавов, но работать с ними труднее. К таковым принадлежат: 12% Сu + 1,6% Zn и 14% Сu+ 3,5% Zn + 0,7% Fe; последний в отливках под давлением имеет Zmax = 17,7 кг/мм2, i= 3%. Более сложные алюминиевые сплавы, имеющие главной присадкой Сu, следующие: наиболее распространенный «Дюралюминий» и подобные ему алюминиевые сплавы; «Аргилит»: 6% Cu + 2% Si + 2% Bi, малокоррозийный; французский: 1,5—4% Сu+ 0,25—1,25% Мn+ 0,25—1,25% Ag, протягивается, вальцуется, куется, гравируется, употребляется для замены латуни и железа; алюминиевый сплав 3,7% Сu + 2,8% Ni + 1,2% Мn- обладает твердостью и легкостью, идет на автомобильные помпы и кожухи для колес; «Асьераль»: 6,4% Сu + 0,4% Zn + 0,9% Ni, при отливке в песок имеет Zmax = 15,5 кг/мм2; Zp = 4,2 кг/мм2; i= 2%; его французский вариант — 2,3—3,8% Сu + 0,2—0,5% Mg + 1—1,5% Мn + 1,5% Fe. Под маркой «17 S» употребляется алюминиевый сплав: 3—5% Сu+ 0,7% Mg + 1% Мn, и под маркой «25 8»: 3—5% Cu + 1—2% Mn + 1% Si. Оба эти американских сплава по механическим качествам и термической обработке почти не отличаются от дюралюминия, так же, как и прокатанный алюминиевый сплав «Y-сплав» (англ.): 4% Сu + 2% Ni + 1,5% Mg + 0,5% Si, но последний употребляется и в виде отливок. В зависимости от температуры литья эти сплавы имеют следующие механические свойства:

При повышении температуры до 300°С его механические качества понижаются незначительно: Zmax = 13,8 кг/мм2 (сравнительная диаграмма механических качеств дана на фиг. 9), твердость по Бринеллю при отливке в кокиль 53, при отливке в песок 46; удельный вес сплава 2,80; температура плавления 650—640°С.

Под маркой «В-4» в Англии для летательных машин употреблялся сплав 7% Сu + 1% Sn+1% Zn. Из подшипниковых алюминиевых сплавов употребляют: 7,5 % Сu + 0,25% Sn, 5,8% Сu+ 1,6% Sn, 3% Сu+ 1% Sn, 5—50% Sn + 5—30% Sb, заменяя в последнем Sb или Со, или Сг, или Fe, или Мn, или Ni. На шпульки для фабрикации искусственного шелка идет алюминиевый сплав: 7,5% Cu + 4,5% Ni + 0,15% Mg. Для деталей, работающих при высоких температурах, рекомендовался «Магналит»: 4% Cu+1,5% Ni + 1,5% Mg + 0,6% Fe. Под названием «Партиниум» — алюминиевый сплав 3—7,5% Сu + 0,75—1,9% Sn + 0,04—0,1% W + 0,12— 0,29% Sb и второй — с заменой W через 0,16—0,40% Mg без Sb. Под названием «Верилит» — алюминиевый сплав 2,5% Сu+ 0,3% Mn + 0,7% Fe: Zmax = 11,2 кг/мм2; i= 4%.

Алюминиевые сплавы с никелем (фиг. 10) обладают меньшей коррозией, чем Al-Сu сплавы. Хорошо отливается: 10% Ni + 5% Zn, употребляется в производстве точных машин-приборов. Устойчив против действия серной кислоты: 5% Ni + 2% Bi + 1% Si.

Алюминиевые сплавы с серебром: «Аргенталь» с 3% Ag употребляется в ювелирном деле для коромысел точных весов и для физических приборов; противостоит влиянию атмосферы, щелочей и азотной кислоты; легко обрабатывается и плавится. Для гравировки идет: 6—9% Ag + 1% Cu.

Алюминиевые сплавы с золотом употребляются главным образом в качестве припоев: 18,5% Au + 3,7% Ag + 3,7% Сu, 19,3% Au + 13,3 Сu + 0,7% Pt, 19,8% Аu + 13,3% Ag + 0,7% Pt.

Алюминиевые сплавы с железом: монетный сплав с 2% Fe и применяющиеся как присадочные сплавы в металлургии: 7—10—14% Fe + 3—5—6% Si.

Алюминиевые сплавы с кобальтом по техническим свойствам схожи с Al-Ni. С увеличением присадки Со усадка литья уменьшается и исчезает при 8% Со. Алюминиевые сплавы 8—10% Со + 0,8—1,2% W употребляются: богатый Со — для литейных целей, бедный Со — для ковки и вальцовки.

Алюминиевые сплавы с марганцем известны как сопротивляющиеся коррозии в морской воде. Сложный антикоррозийный сплав носит марку «KS-Заевассер»: 3% Мn + 2,5% Mg + 0,5% Sb. Сплавляется в графитовых тиглях; следует избегать перегрева выше 780°C. Лучшая температура отливки 700°C. Хорошо обрабатывается режущим инструментом. Непористое литье. В морской воде нежелателен контакт с бронзой. Употребляется на арматуру, посуду и детали, соприкасающиеся с морской водой. Удельный вес 2,8.

Алюминиевые сплавы с платиной употребляется иногда вместо чистой Pt.

Алюминиевые сплавы с полухрупкими высокоплавкими металлами: Сг, Мо, W, V, Та, Ti и Zr малоупотребительны. Благодаря звонкости и легкости годен для музыкальных инструментов алюминиевый сплав с 2% V.

Из сложных алюминиевых сплавов со свинцом делают подшипниковые буксы для локомотивов: 0—20 % Рb +10 % Sn + 10 % Sb. Сложный алюминиевый сплав с висмутом 5% Bi + 2,5% Ni + 2,5% Fe противостоит сильным окислителям, электропроводен и хорошо паяется. Сложные алюминиевые сплавы с кадмием под названием «Сольбиски-сплавы»: 2,5% Cd + 0,5% Sn + 0,5 %Ni, 3% Cd +1% Sn + 1% Ni и 3% Cd + 1% Ni + 1% Zn употреблялись для машинных частей, прокатываются, хорошо обрабатываются. Данные об алюминиевых сплавах «Монтегель», «Конструкталь 2» и «Конструкталь 8» еще не опубликованы с достаточной полнотой.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 1 — 1927 г.

• < Назад
• Вперёд >

Пайка алюминия обычным оловом

Если нет под рукой аргонодуговой сварки или специальных электродов, но паять алюминий нужно, то, можно обойтись и одним оловом. Изделия из алюминия являются самыми доступными и распространёнными, поэтому их часто приходится ремонтировать своими руками.

И хотя алюминий легко обрабатывается, паять его непросто. Основная проблема, возникающая при пайке алюминия, это оксидная плёнка на его поверхности. Разогретый алюминий быстро остывает, что мгновенно приводит к образованию окисей.

Поэтому в большинстве случаев для пайки алюминиевых изделий используют активные ртутные флюсы и сменные жала для паяльников. Однако если постараться, то можно запаять алюминий и обычным оловом, при помощи газовой горелки, канифоли и паяльника.

Пайка алюминия обычным оловом и канифолью

После того, как поверхности алюминиевых изделий обработаны камнем, на них наносится тонкий слой разогретой канифоли. Можно использовать уже готовую жидкую канифоль, а можно растопить сосновую при помощи паяльника или газовой горелки.

Далее процесс пайки алюминия мало чем отличается от пайки меди или других, цветных металлов. Для этого берётся паяльник, и разогретое олово наносится на место спаивания деталей. Можно разогревать олово горелкой, а затем втирать его жалом паяльника в алюминий.

Даже жидкое олово в виду особенностей алюминия не будет растекаться на поверхности детали. Поэтому берём паяльник и тщательно втираем олово в место соединения. При этом, как было сказано выше, из-за присутствия пыли на поверхности алюминия, разрушается оксидная плёнка.

После пайки даём деталям остыть, и проверяем соединение на прочность. И, как показывает практика, спаянное соединение алюминиевых изделий, таким образом, оказывается намного прочнее, чем из меди.

Всё это объясняется тем, что температура плавления меди намного выше, чем у алюминия. Также алюминий имеет большую способность диффузии с другими металлами.

Это наиболее простой и доступный способ соединить две детали из алюминия или «залатать» дыру. Он не требует каких-либо специальных средств и сварки. Вполне возможно, что способ окажется вполне пригодным для пайки деталей и из других цветных металлов.

Источник

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: Что такое редуктор и где он применяется?

Пайка алюминия оловом: методы и правила

Алюминий представляет собой распространенный материал, из которого создают провода, посуду и многое другое. Ввиду своих особенностей алюминий от времени или других воздействий может разрушаться, что вызывает необходимость в проведении ремонтных работ. Оптимальным вариантом в этом случае является пайка, которая может осуществляться различными способами и с помощью разных элементов. Наиболее удобным способом считается использование олова для пайки алюминия.

Особенности

Алюминий представляет собой металл, обладающий достаточной плотностью, но при этом имеющий небольшой вес. Именно эти преимущества позволили так широко применять данный материал для изготовления посуды. Процесс эксплуатации изделий из алюминия несложный, но время от времени возникают ситуации, когда необходимо ликвидировать трещину, дырку или припаять части посуды. Помимо кухонной утвари, из алюминия делают проволоку, с которой удобно работать ввиду ее мягкости, но хорошей прочности.

Минус у такой проволоки только один – ее очень трудно паять.

Большую часть металлов можно нагреть и спаять, но алюминий представляет собой особое вещество, окисляющееся при контакте с воздухом и покрывающееся оксидной пленкой, поверх которой не ложится ни один металл. Чтобы спаять данный материал, нужно подобрать подходящий флюс.

Флюс – это вещество или несколько компонентов, при помощи которых удается изъять оксиды из металлов, которые нужно спаять. Благодаря органическим и неорганическим соединениям флюсов получится снять поверхностное натяжение и улучшить растекание жидкого припоя. Кроме того, он позволяет защитить материал от действий окружающей среды.

Поскольку алюминий представляет собой необычный металл, то и флюс для него стоит искать особенный. Пайка алюминия оловом считается наиболее простым и удобным вариантом, при котором можно получить желаемый результат. К достоинствам использования олова для плавки алюминия можно отнести:

• невысокую цену материала;
• возможность использования олова для деталей с разной толщиной;
• высокую скорость плавления и способность покрыть всю поверхность алюминиевой детали, на которой проводятся работы;
• низкую температуру плавления, что позволяет быстро справляться с задачей;
• общедоступность олова.

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: Виды резьбы по металлу и их классификация

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.

Методы

В процессе расплавления алюминия оловом возникает оксидная пленка, которую можно убрать лишь с помощью растворителей или металлических щеток. Чтобы правильно расплавить основной металл, нужно правильно выбрать температурный режим. При высоких показателях будет разрушаться алюминий, при низких – не получится качественно спаять материалы.

Существует несколько методов пайки оловом.

1. С использованием газовой горелки, которая крепится шлангом к баллону, что дает возможность регулировки мощности поступающего газа. Температуру огня можно отрегулировать изменением давления внутри баллона.
2. С использованием бензиновых горелок. Применяется для соединения тонких слоев металла ввиду невозможности менять и повышать температуру пламени.
3. С использованием паяльника. Для работы необходимы дополнительные материалы, такие как канифоль. Паяльник нужно разогреть до той температуры, которая расплавит и канифоль, и олово.

Для подобной работы необходимо использовать флюс для алюминия Ф-59А, Ф-61А и активный флюс для пайки алюминия. При расплавлении металла нужно иметь при себе такие инструменты:

• растворитель;
• щетка из металла;
• паяльник или горелка;
• инструмент для резки;
• флюс.

При наличии всего необходимого можно приступать к работе.