Литейный сплав на основе алюминия

 

Изобретение относится к литейным сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала. Сплав содержит, мас. кремний 6,0 7,5; медь 5,5 7,0; марганец 0,3 0,5; магний 0,1 0,5; железо 0,2 1,0; иттрий 0,1 0,3; дисульфид молибдена 0,01 0,1; алюминий остальное. Свойства сплава следующие: предел прочности 260 265 МПа, относительное удлинение 4,4 4,8% твердость по Бринеллю 1010 1070 МПа. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным алюминиевым сплавам.

Известен алюминиевый сплав (авт. св. СССР N 404882, кл. C 22 C 21/16), содержащий, мас. Кремний 7 -10 Медь 1-8 Магний 0,2-0,6 Иттрий 0,2-1,0 Алюминий Остальное.

Известен также алюминиевый сплав (авт. св. СССР N 290944, кл. С 22 С 21/18), используемый для литья под давлением и содержащий, мас. Кремний 6-8 Медь 4,5-5,5 Магний 0,3-0,8 Неодим 0,3-1,2 Железо До 1,2 Алюминий Остальное Наиболее близким к предлагаемому изобретению является алюминиевый сплав (авт. св. СССР N 1523585) следующего состава, мас. Кремний 3,5-8,0 Медь 2,5-6,0 Магний 0,2-0,6, Марганец 0,3-0,9 Титан 0,05-0,2 Железо 0,4-1,4 Кадмий 0,1-0,5 Сера 0,03-0,2 Алюминий Остальное Недостатком некоторых из них являются удовлетворительные механические свойства, недостатком других низкая износостойкость в условиях трения скольжения.

Цель изобретения повышение механических свойств и износостойкости сплава, а также возможность использования его в условиях литья с применением давления (в частности, при литье с кристаллизацией под давлением).

Это достигается тем, что алюминиевый сплав, содержащий кремний, медь, марганец, магний, железо и алюминий, дополнительно содержит иттрий и дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас. Кремний 6,0-7,5 Медь 5,5-7,0 Марганец 0,3-0,5 Магний До 0,5 Железо До 1,0 Иттрий 0,1-0,3 Дисульфид молиб- дена 0,01-0,1; Алюминий Остальное Дополнительное введение иттрия и дисульфида молибдена повышает прочностные характеристики и износостойкость сплава в условиях трения скольжения со смазкой. При увеличении их концентрации свыше верхних пределов износостойкость сплава существенно не повышается. При содержании их менее нижнего предела износостойкость сплава недостаточна.

Содержание кремния, меди, марганца, магния и железа принято, исходя из опыта производства литейных алюминиевых сплавов для отливок ответственного назначения, изготовляемых литьем с применением давления и работающих в условиях трения скольжения со смазкой.

При содержании свыше 5,5% меди и 0,3% марганца структура сплава становится гетерогенной, что способствует повышению его свойств при температуре около 100^оС. При содержании свыше 7,0% меди и 0,5% марганца сплав становится хрупким даже при литье с кристаллизацией под давлением.

Содержание железа (до 1,0%) связано с тем, что при использовании чугунных тиглей для плавки в сплаве трудно получить меньшее содержание железа.

Содержание магния (до 0,5%) связано с тем, что при использовании в шихте вторичных алюминиевых сплавов трудно добиться полного отсутствия магния в сплаве.

П р и м е р. Опытные плавки сплава проводили в печи сопротивления с графитошамотным тиглем. В качестве шихтовых материалов использовали алюминий А7, алюминиевый сплав АК9, лигатуры алюминий медь, алюминий марганец и алюминий иттрий. Расплав нагревали до 750-760^оС, перед заливкой в тигель с расплавом вводили дисульфид молибдена и расплав тщательно перемешивали.

Расплав при температуре 720-710^оС заливали в матрицу пресс-формы, смонтированную на столе гидравлического пресса; формирование цилиндрической отливки (диаметр 50 мм, высота 60 мм) происходило под механическим давлением 150 и 300 МПа, время воздействия давления составляло 25-30 с (в 2-3 раза больше продолжительности затвердевания отливки).

В таблице приведены механические свойства сплава, содержащего 6,8% кремния, 6,9% меди, 0,52% марганца, 0,6% железа, 0,44% магния, 0,18% иттрия, 0,02% дисульфида молибдена, остальное алюминий.

Испытания образцов на трение (в условиях смазки масло марки М-10В) при давлении 2 МПа и скоростях скольжения от 15,7 до 157 м/мин позволили оценить фрикционную теплостойкость сплава. Линейный износ определяли как отношение толщины снятого слоя (при трении) к пути скольжения, его величина находится в пределах 1,1-1,3 мкм/км.

Формула изобретения

ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, содержащий кремний, медь, марганец, магний, железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит иттрий и дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.

Кремний 6,0 7,5 Медь 5,5 7,0 Марганец 0,3 0,5 Магний 0,1 0,5 Железо 0,2 1,0 Иттрий 0,1 0,3
Дисульфид молибдена 0,01 0,1
Алюминий Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1