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.

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.

Влияние легирования

Железо

Железо всегда присутствует в алюминиевых сплавах и чаще всего образует в комбинации с кремнием и алюминием интерметаллиды AlFeSi. Эти интерметаллиды не влияют на прочностные свойства сплава, но при неправильной термической обработке сплава могут отрицательно повлиять на его прессуемость. Точный контроль содержания железа важен при анодировании профилей. Различное содержание железа может давать различия в оттенках цвета или степени матовости анодированной поверхности.

Марганец

Марганец добавляют в сплавы 6ххх по нескольким причинам.

• Марганец сокращает длительность гомогенизации, способствуя ускорению превращения частиц β-AlFeSi в α- AlFeSi.
• Он предотвращает рост грубых зерен в ходе термических обработок с отдельного нагрева высокопрочных сплавов, таких как, 6061 и 6082.
• Еще одна польза от марганца заключается в том, что его добавки повышают вязкие свойства сплава, так как он помогает предотвращать выпадение свободного кремния на границах зерен.

В самых прочных алюминиевых сплавах серии 6ххх, которые имеют повышенное содержание марганца (более 0,1 %), он снижает прессуемость, а также повышает чувствительность к закалке.

Хром

Хром действует во многом аналогично марганцу, но его влияние на чувствительность к закалке более существенно.

Медь

• Добавки меди способствуют улучшению качества механической обработки (резки, фрезеровки и т.п.) прессованных профилей.
• Небольшое содержание меди снижает отрицательное влияние временной задержки выполнения операции искусственного старения на уровень прочностных свойств сплавов повышенной прочности, например, 6061.
• При содержании меди более 0,2 % снижается коррозионная стойкость сплавов серии 6ххх.

Цинк

• Цинк не оказывает никакого отрицательного влияния на механические свойства сплавов серии 6ххх.
• Однако при содержании более 0,03 % цинк может быть причиной дефекта, заключающегося в выборочном (дифференцированном) травлении поверхности профилей при их анодировании.

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: Виды и оборудование продольной резки металла

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: Что такое поверхностная закалка стали

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.

Литейный алюминиевый сплав 850.0

Формула сплава:

6,2Sn-1Cu-1Ni

Химический состав:

• медь: 0,7-1,3 %;
• магний: 0,10 макс.;
• кремний: 0,7 % макс.;
• железо: 0,7 % макс.
• олово: 5,5-7,0 %;
• никель: 0,7-1,3 %;
• титан: 0,20 % макс.;
• другие: 0,30 % макс.;
• алюминий: остальное.

Влияние содержания примесей:

• высокое содержание железа, марганца или магния снижает пластичность и повышает твердость;
• высокое содержание кремния улучшает характеристики скольжения.

Типичные механические свойства в состоянии Т5:

• прочность на растяжение: 160 МПа;
• предел текучести: 75 МПа;
• относительное удлинение: 10 %;
• твердость: 45 НВ;
• коэффициент Пуассона: 0,33;
• модуль упругости: 71,0 ГПа.

Физические свойства:

• плотность: 2,880 г/см3;
• температура ликвидус: 650 ºС;
• температура солидус: 225 ºС.