{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 11

V ý r o b a s t r u k t u r á l n í c h o d l i t k ů ze s l i t i n h l i n í ku

S l i t i ny h l i n í k u u r č e n é p r o v ý r o b u s t r u k t u rá l n í c h o d l i t k ů

fáze. Vstupuje do fází se železem a mění jejich morfologii (např. za přítomnosti Mn se škodlivá jehlicovitá fáze b-AlFeSi mění ve fázi a-AlFeMnSi) nebo se tvoří jehlicovitá intermetalická fáze (FeMnAl6). Obsah manganu by měl být ve slitině hliníku poloviční než množství železa. Mangan potlačuje křehkost a zvyšuje odolnost proti korozi. Titan (Ti) se užívá pro zjemnění struktury, protože tvoří stabilní krystalizační zárodky TiAl3, s borem TiB2. Hrubé krystaly Al3Ti způsobují špatnou obrobitelnost. Zvýšená množství titanu se užívají k potlačení sklonu ke vzniku trhlin a zvýšení pevnosti za běžných i zvýšených teplot. Stroncium (Sr) modifikuje strukturu eutektika slitin Al-Si. Vyšší obsahy způsobují pórovitost a snižují účinnost odplyňování. Beryllium (Be) ve slitinách hliníku se používá jen výjimečně, i přestože má velmi dobrý vliv na mechanické vlastnosti. V průběhu tavby chrání taveninu slitin hliníku před oxidací, na hladině taveniny vzniká tenká vrstvička oxidu beryllia. Protože beryllium a jeho sloučeniny patří mezi karcinogeny, vyžaduje tavení a zpracování slitin, které jej obsahují, specifická bezpečnostní opatření. Vápník (Ca) je ve slitinách hliníku považován za nežádoucí prvek, který zvyšuje sklon k naplynění a tvorbě mikrostaženin. Do slitin hliníku se dostává spolu s křemíkem a jeho negativní účinky se projevují už od koncentrací kolem 50 ppm. Zinek (Zn) je ve slitinách hliníku, v siluminech, netypická legura. Zinek při obsahu 2 až 3 % mírně zlepšuje mechanické vlastnosti, zabíhavost a obrobitelnost. Z výše uvedených prvků je pro výrobu strukturálních dílů ze slitin hliníku velmi nepříznivý obsah železa (obr. 5) a prvky, které zhoršují vlastnosti slitin hliníku. Vyšší obsah Fe vede ke vzniku jehlicovité struktury fáze Al5FeSi. Dále se očekává jejich vhodné chemické složení a velmi dobrá korozní odolnost. Slitiny pro výrobu strukturálních odlitků lze rozdělit do dvou hlavních skupin: Al-Si-(0,7%Mg) a Al-Mg-Si. Slitiny typu Al-Si-(0,7%Mg) jsou slitiny známé pod obchodními názvy Silafont-36; Castasil-37 (od firmy Rheinfelden Alloys), Aural-2; Aural-3; Aural-5 (od firmy Magna Cosma International), slitiny C 601; C 611 (od firmy ALCOA), Mercalloy 366; Mercalloy 367 a Mercalloy 368 (od firmy Mercury Marine). Vybrané slitiny jsou uvedeny v tab. I. Slitina Castasil 37 má vynikající slévatelnost a lze ji použít pro výrobu dílů automobilových karoserií. Při odlévání se nelepí na líc formy, je určena pro odlévání velkoplošných strukturálních odlitků. Vykazuje dobré mechanické vlastnosti, zejména prodloužení, které není typické u běžných slévárenských slitin typu AlSi. Slitina je vytvrditelná a je vhodná pro výrobu odlitků s minimální tloušťkou stěny. Slitina je odolná proti korozi, vykazuje velmi dobrou svařitelnost, schopnost pro výrobu samonosných dílů, které lze upevnit k jinému hliníkovému dílu nýtováním i lepením.

Tab. I. Vybrané slitiny pro výrobu strukturálních dílů typu Al-Si-0,7 Mg Tab. I. Chosen alloys type Al-Si-0.7 Mg for manufacture of structural parts Slitina

chemické složení slitin hliníku [hmot. %] Si

Mg

Fe

Mn

Ti

Cu

Zn

Sr

Silafont-36

9,5–11,5

0,10–0,50

0,15

0,50–0,80

0,04–0,15

0,03

0,07

0,010–0,015

Castasil-37

8,5–10,5

0,06

0,15–0,22

0,35–0,60

0,05

0,07

0,1–0,03 Mo 0,1–0,3 Zr

Aural-2

9,5–11,5

0,27–0,33

0,15–0

0,45–0,55

< 0,08

<˂0,03

0,010–0,016

Aural-3

9,5–11,5

0,40–0,60

0,15–0

0,45–0,55

< 0,08

<˂0,03

0,010–0,016

Mercalloy 366

9,0–9,5

0,10–0,20

max. 0,25

0,25–0,35

max. 0,20

max. 0,25

0,05–0,07

Mercalloy 367

9,0–9,5

0,35–0,45

max. 0,25

0,25–0,35

max. 0,20

max. 0,25

0,05–0,07

S l é vá re ns t v í . L X V . č e r v e n e c– s r p e n 2017 . 7– 8

215

STRUKTURÁLNÍ ODLITKY

Vliv prvků na slévárenské slitiny hliníku Křemík (Si), ve slitinách typu Al-Si je základním legujícím prvkem, zlepšuje většinu slévárenských vlastností. S rostoucím obsahem křemíku se zvyšuje zabíhavost, zlepšují se kluzné vlastnosti a otěruvzdornost, snižuje se tepelná roztažnost a také se zlepšuje korozivzdornost. Měď (Cu), legování siluminů mědí (do 5 % Cu) se provádí pro zvýšení pevnostních charakteristik odlitků. Měď s hliníkem tvoří intermetalickou fázi Al2Cu. Pokud je měď ve slitině nežádoucí, nelze ji běžnými metalurgickými postupy odstranit. Ve slitinách hliníku s křemíkem (siluminy) měď zvyšuje tvrdost a pevnost a zlepšuje obrobitelnost, avšak snižuje odolnost proti korozi. Hořčík (Mg), v siluminech patří k důležitým přísadovým prvkům, protože umožňuje precipitační vytvrzování slitiny. Obsah hořčíku v siluminech se pohybuje v rozmezí 0,3 až 0,7 %; ve slitinách hliníku s křemíkem tvoří intermetalickou fázi Mg2Si. Ve stavu po odlití je vliv hořčíku na mechanické vlastnosti zanedbatelný, zvýšení pevnostních charakteristik se projevuje až po tepelném zpracování. Přítomnost hořčíku zvyšuje ztráty oxidací při tavení. Nestabilita a stárnutí při pokojové teplotě slitin s vyšším obsahem hořčíku bývají důvodem pro jejich tepelné zpracování. Nikl (Ni) se přidává především do siluminů určených na odlitky pracující za vyšších teplot. Siluminy s obsahem Ni kolem 1 až 2 % si zachovávají dobré mechanické vlastnosti při vyšších teplotách a také mají mírně sníženou tepelnou roztažnost. Nikl ve struktuře slitin hliníku tvoří intermetalickou fázi Al3Ni (pokud slitiny obsahují Cu a Fe, pak nikl s těmito prvky tvoří vícesložkové fáze). Železo (Fe) patří k nežádoucím prvkům, zhoršuje mechanické vlastnosti slitin hliníku, především siluminů. Do siluminů se běžně dostává při tavbě, pokud se používají druhotné suroviny. Železo i při velmi malé koncentraci tvoří velké množství intermetalických fází, z nichž nejvýznamnější jsou α-AlFeSi (podle tvaru označovaná jako „čínské písmo“) a β-AlFeSi. U běžných odlitků ze slitin hliníku je obsah Fe do 0,6 %. U odlitků, u nichž je vyžadována vysoká pevnost, bývá množství železa pod 0,15 %. Pro slitiny používané při běžném tlakovém lití se připouští obsah kolem 1 %, protože snižuje lepivost taveniny na líc slévárenské formy. Negativní vliv železa je doporučeno kompenzovat přidáním určitého množství Mn do taveniny. Mangan (Mn) je důležitým legujícím prvkem ve slitinách hliníku. Hlavní úlohou ve slitinách Al-Si je eliminovat nepříznivý vliv železa. Mangan v železe má rozdělovací koeficient ko = 0,72, proto vykazuje malou segregaci a nevytváří vlastní

I. Nová – J. Machuta

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 7 8 2017  

Slevarenstvi 7 8 2017  

Profile for inasport