Применение силумина: описание, химические свойства и применение

Содержание

описание, химические свойства и применение

В настоящее время практически во всех отраслях используется сплав из алюминия. Его применяют всюду, начиная от производства посуды, и до изготовления запчастей для автомобилей.

Силумин

Начать стоит с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако именно этот считается наиболее востребованным среди прочих. Силумин — это следующая ступень после алюминия. Получают его при помощи сплава кремния, добавленного в этот химический элемент. Совмещение этих двух элементов обеспечивает полученный сплав повышенной твердостью, а также повышенной устойчивостью к износу деталей, полученных из сплава.

Содержание кремния в таких сплавах колеблется от 4 до 22%. Также стоит сказать, что могут добавляться еще некоторые элементы. К ним относят медь, цинк, титан, железо или кальций. Также известно, что в состав силумина входит от 5 до 14% силиция.

Свойства силумина

Важно, что силумин — это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одними и теми же свойствами. Нужно знать, что с повышением процента содержания кремния, повышается итоговая прочность материала, но при этом растет и его хрупкость. К основным преимуществам, которые можно выделить у этого сплава относят:

Высокая прочность.
Малый физический вес.
Высокая устойчивость материала к износу.
Устойчивость также и к коррозии.
Одно из важных преимуществ — это цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонные принадлежности из этого материала стоят от 250 р. до 2000-3000 р.

Все эти преимущества в совокупности и смогли обеспечить высокую популярность данного материала.

Недостаток у этого материала лишь один — это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии, то силумин способен выдержать высокие нагрузки, однако если, к примеру, уронить изделие из этого сплава, то оно, скорее всего, треснет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высокая — всего 580 градусов по Цельсию.

Маркировка

Так как силумин — это сплав алюминия и кремния, а также всего лишь одна из его разновидностей, то была разработана специальная маркировка, которая позволяет быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также, какие именно химические элементы использовались при изготовлении сплава. Для того чтобы поставить маркировку на сплав силумина, используют буквенные и цифровые обозначения. К примеру, АК12 или же АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая на содержание кремния. Цифры говорят о том, какое именно процентное соотношение этого химического элемента в силумине. В данном случае это 12%. Так как могут добавляться и другие элементы, их буква также указывается. Во втором примере показана маркировка алюминия — А, кремния — К 9% и цинка — Ц 7%.

Также важно отметить, что сплав обладает повышенной текучестью в расплавленном состоянии, а также хорошей свариваемостью. Если учитывать, что температура плавления силумина всего 580 градусов по Цельсию, то это можно отнести к списку преимуществ материала.

Виды силумина

Чаще всего говорят о том, что силумин — это сплав алюминия и кремний. Однако это не совсем верное утверждение. Такое название носят сплавы, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов принято называть эвтектическими, нормальными или же обычными силуминами. Однако есть еще одна классификация этого материала.

Первый вид сплава называется доэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентном соотношении всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
Группа износостойких силуминов — содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
Для выполнения конкретно поставленных задач изготавливают специальные сплавы силуминов, к примеру, цинковистый.

Свойства нормальных силуминов

Первая группа силуминов из алюминия — это эвтектические. Их прочностные параметры довольно малые, однако преимущество этого типа в другом. Она обладают отличными литейными параметрами. Материалы из такого сплава применяются в литье тонкостных изделий, которые в будущем будут применяться в среде повышенной вибрации или под действием ударных нагрузок.

Также важно отметить, что при литье этой группы сплавов, к ней могут быть предъявлены такие требования, как удлинение микроструктуры. Чтобы выполнить это требование, необходимо при операции литья в кокиль или же в форму модифицировать силумин натрием.

Также важно отметить, что высокой устойчивостью к воздействию на сплав агрессивной среды обладают только те, которые характеризуются высокой чистотой состава. Другими словами, в таких материалах должно быть минимальное содержание разнообразных примесей, таких как железо и прочие.

Группы сплавов

Существует несколько групп, на которые подразделяется силумин. Это разделение осуществляется по применению этого материала для различных целей.

Эвтектический силумин, который имеет маркировку АК12, то есть всего лишь 12% содержания кремния, а также не упрочняется термической обработкой и не образуется усадочной прочности, рекомендуется использовать для изготовления герметичных деталей приборов или агрегатов невысокой нагруженности.

В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9ч. Для его изготовления уже применяется закалка при температуре в 530 градусов со временем выдержки от 2 до 6 часов. После этого идет процесс охлаждения материала в горячей воде и активизируют процесс старения при температуре в 175 градусов, который длится в течение 15 часов. Применение силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

Третья группа сплавов — это высоколегированный заэвтектический силумин, маркировка которого АК21М2. Принадлежность этого материала — поршневая группа сплавов. Этот материал предназначается для работы в среде с повышенными температурами, так как выделяется повышенной жаропрочностью, высоким коэффициентом износоустойчивости.

Ремонт

Так как может случиться, что появятся трещины или же разломы на деталях из этого сплава, то есть возможность проведения ремонтных работ. Чаще всего для проведения этого типа работ применяют специальное вещество — эпоксидный клей. Однако в том случае, если деталь должна будет эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как далеко не все они способны выдержать температуру работы сварочного аппарата, некоторые из них могут просто расплавиться.

Сварка

Ремонт силумина в домашних условиях при помощи аргонодуговой сварки считается наиболее простым способ. Однако все признают, что лучшим решением для ремонта деталей все же будет обратиться к профессионалам, но и самостоятельная сварка также вполне реальна. Важно отметить, что работа аргонодуговой сварки должна осуществляться в среде инертных газов.

Чаще всего для достижения этой цели используют непосредственно аргоновый газ, однако в некоторых случаях возможно использование смеси аргона с гелием. Также важно отметить, что после проведения сварочных работ по ремонту деталей из силумина, все сварочные швы необходимо подвергнуть обработке. После этой процедуры швы будут практически незаметны.

Силумины, свойства — Справочник химика 21

СИЛУМИН — сплав алюминия с кремнием (до 14%). По своей прочности не уступает стали, но значительно легче ее, обладает высокими литейными свойствами. С. используют в машиностроении для отливки корпусов, цилиндров, моторов, поршней, коробок скоростей и других деталей. [c.228]

В отличие от самого алюминия его сплавы характеризуются высокой удельной прочностью, приближающейся к высокопрочным сталям. Основные другие достоинства всех сплавов алюминия — это их малая плотность (2,5—2,8 г/см ), удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии, сравнительная дешевизна и простота получения и обработки. Эти сплавы пластичнее сплавов магния и многих пластмасс, стабильны по свойствам. Основными легирующими элементами являются Си, Mg, 31, Мп, Хп, которые вводят в алюминий главным образом для повышения его прочности. Типичными представителями сплавов алюминия являются дуралюмины, относящиеся к сплавам системы Л1—Си—Mg. Высокопрочные сплавы алюминия относятся к системам Л1—7п—Mg—Си, содержащим добавки Мп, Сг, 2т. Из других сплавов широко известны силумины, в которых основной добавкой служит кремний, магналий (сплав алюминия с 9,5—11,5% магния). Алюминиевые сплавы применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, изготовлении строительных конструкций, заклепок, посуды и во многих других отраслях промышленности.

[c.633]

Из сплавов на основе алюмииия, обладающих хорошими литейными свойствами и высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, наибольшее распространение нашла система А1 — 51 (силумины). Коррозионная стойкость силуминов объясняется образованием на их поверхности комбинированной пленки, состоящей из Л Оз и ЗЮг- Силумины, содержащие 4,5—13% 51, применяются в окислительных средах.

Из силуминов могут изготовляться самые сложные отливки. [c.272]

Большая часть алюминия применяется в виде его сплавов с магнием, медью, кремнием, цинком, никелем, железом и другими металлами. Наиболее важные — сплавы типа дюралюминия (я 94% А1, 4% Си, 5% Mg и 0,5% Мп), литейные сплавы — силумины ( — 12% 51) и сплавы с магнием ( 10% Mg). По своим ценным свойствам сплавы алюминия занимают второе место после сплавов железа, причем области применения их неуклонно расширяются. Особенно возросло их применение в транспорте и строительном деле. Благодаря таким свойствам, как малая плотность,

[c.476]

Благоприятное влияние на свойства литейных алюминиевых сплавов оказывает бериллий, когда его содержание не превышает 0,5—1,0%- Дальнейшее повышение количества бериллия способствует значительному росту зерна. Для измельчения структуры силуминов, содержащих бериллий, необходимо дополнительное модифицирование. Введение в алюминиевые сплавы некоторых тугоплавких компонентов (титана, циркония и др.

) вызывает сильное измельчение зерна [2]. [c.173]

Особенно важно широкое применение металлического натрия и смеси хлористой и фтористой солей его в качестве модификаторов алюминиевых сплавов типа силумина, свойства которых при этом значительно улучшаются. [c.45]

Механические свойства литейных алюминиевых сплавов могут быть существенно улучшены модифицированием в жидком состоянии. Так, модифицирование силумина с содержанием 13% кремния приводит к повышению предела прочности от 140 до 180 МН/м и удлинения от 3 до 8%. При более высоких требованиях к прочностным свойствам применяют специальные силумины с добавками меди, марганца, магния, с термической обработкой закалкой с последующим старением. Однако механические свойства литых сплавов значительно уступают термически упрочняемым сплавам. Поэтому применение литых сплавов для нагруженных деталей целесообразно лишь в случае сложной формы изделия или выигрыша в весе, в остальных случаях предпочтительнее применение кованых, более прочных сплавов.

[c.53]

Таким образом, ничтожные количества растворимых примесей могут существенно повлиять на кинетику кристаллизации. Это открывает возможность сознательно изменять свойства выделяющегося при кристаллизации твердого тела (величину зерен). Введение малых растворимых примесей позволяет уменьшить величину переохлаждения, вследствие чего кристаллы не только растут на готовых поверхностях, но и зарождаются в объеме жидкости. Такие растворимые примеси, при помощи которых можно регулировать кинетику кристаллизации, называют модификаторами (см. гл. XV). Примером применения модификаторов может служить добавление малых количеств щелочных металлов к силумину, вследствие чего образуются кристаллы округленной формы, а не пластинчатые.

[c.396]

При выплавке технических сплавов стремятся получать мелкозернистую структуру их. Это достигается введением в жидкие сплавы особых веществ, способствующих равномерной кристаллизации слитка.

Такие вещества получили название модификаторов. Например, для алюминиевых сплавов модификаторами служат фториды калия и натрия. Более тонкая микроструктура сплава улучшает его механические свойства. Сюда относятся алюминиевый сплав силумин, модифицированный чугун и др. [c.308]

Повысить механические свойства силуминов можно за счет модифицирования их небольшим количеством натрия. [c.172]

Механические свойства силуминов [c.56]

В машиностроении применяются главным образом не чистый алюминий, а его сплавы, механические свойства которых значительно лучше.. Сплавов алюминия очень много. Наиболее распространенные а) дуралюмины — сплавы алюминия с медью, магнием и марганцем б) силумины — сплавы алюминия с кремнием

[c.246]

Большая часть алюминия применяется в виде его сплавов с магнием, медью, кремнием, цинком, никелем, железом и другими металлами. Наиболее важными являются сплавы типа дюралюминия ( 94% А1, 4% Си 0,5% Mg и 0,5% Мп), литейные сплавы — силумины ( 12% 51) и сплавы с магнием ( 10% Мд). По своим свойствам сплавы алюминия занимают второе место после сплавов железа, причем области применения их неуклонно расширяются. Особенно возросло применение сплавов алюминия в транспорте и строительстве. Благодаря малой плотности, высокой Электропроводимости и теплопроводности, исключительной пластичности чистого металла алюминий используют для изготовления электрических проводов (взамен меди), теплообменников, конденсаторов и др. Алюминий применяют в качестве раскислителя сталей, восстановителя при получении ряда металлов методом алюмотермии.

[c.452]

В целях улучшения свойств покрытия и снижения температуры нанесения покрытия в алюминий добавляют некоторое количество-(обычно, отвечающее состоянию эвтектики) кремния. Нами были проведены исследования по смачиванию твердых молибдена и ниобия жидкими силуминами с содержанием 1,46 4,27 7,85 12,55 и

[c.57]

Если отливка должна быть легкой и иметь хорошие технологические свойства при умеренной прочности, применяют силумины—сплавы алюминия с кремнием. Механические свойства этих сплавов могут быть значительно повышены путем присадки к жидкому металлу смеси из солей хлористого натрия и фтористого натрия в количестве 2—3%. Механические свойства некоторых алюминиевых сплавов приведены в табл. 2-17. [c.55]

СИЛУМИНЫ. и мн. Сплавы на основе алюминия, содержащие 3-26% кремния, 1-4% меди, 0,2-1,3% магния, 0,2-0,9% марганца и др, обладают наилучщими из алюминиевых сплавов литейными свойствами, применяются в машиностроении, приборостроении и др.

[c.389]

Подобные задания можно предлагать для упражнения в применении знаний. Например, при изучении вопроса о применении алюминия учитель организует работу с раздаточным материалом, представляющим собой образцы алюминия (пластины, куски проволоки) и его сплавов (дюралюминия, силумина, магналия и др.). Работа состоит в том, чтобы учащиеся отличили алюминий от его сплавов, а затем объяснили, по каким признакам они это сделали. Учащиеся при этом должны отметить свойства алюминия, которые позволяют использовать его в чистом виде, и те, которые препятствуют широкому применению алюминия в машиностроении (его мягкость, пластичность), из-за чего его заменяют сплавами на основе алюминия.

[c.25]

Силумины обладают хорошими литейными свойствами и коррозионной стойкостью в окислительных средах. Их поверхностный защитный слой состоит из А Оз и 8102- Однако эти пленки разрушаются в щелочах и в плавиковой кислоте [c.203]

Микролегирование, или иначе — модифицирование силумина и сплавов типа силумин натрием, производится с целью измельчения кристаллов эвтектического кремния и изменения их формы во время кристаллизации, что резко повышает механические свойства сплавов. С точки зрения технологии процесс модифицирования силумина хорошо изучен, и производственники располагают сейчас большим выбором солевых модификаторов из двух, трех и четырех компонентов. Однако вопрос об истинной природе этого явления до сего времени полностью не решен. Отсутствие надежной теории модифицирования не позволяет правильно и сознательно управлять процессом.

[c.21]

Наряду с железом и железными сплавами широкое применение в современной технике находят алюминий и его сплавы. Алюминиевые сплавы делят на две группы деформируемые и недеформируемые (или литейные). Наиболее распространены силумины и дюралюминий. Силумины содержат 10—13% кремния и небольшое количество магния и обладают хорошей коррозионной стойкостью из-за образования на их поверхности защитного слоя ЗЮа. Дюралюминий отличается высокими механическими свойствами наряду с легкостью. Изделия из этого сплава при равной прочности в два раза легче стальных. Коррозионная стойкость чистого алюминия во много раз выше, чем алюминиевых сплавов, в особенности сплавов, содержащих медь, железо и никель. Несмотря на то что алюминий имеет отрицательный потенциал (—1,67В), он является довольно коррозионностойким во многих средах в воде, в большинстве нейтральных сред и в сухой атмосфере. Такое поведение алюминия обусловлено его способностью к самопассивации. В зависимости от условий алюминий покрывается защитной пленкой разной толщины — от 150 до ЮООА, которая состоит из А12О3 или А12О3 [c.72]

Наибольшее влияние на размер зерна в слитке оказывает совместная добавка титана и бора, меньшее (в порядке убывания) титан, бор, ниобий и цирконий.

Самое большое практическое значение как модификатор имеет титан, оказывающий сильное воздействие на структуру и являющийся самым. экономичным. Обычно его вводят 0,02—0,10%. Все более широкое ирименение находят совместные добавки титана и бора (соответственно 0,02—0,04 и 0,005—0,01 %). Ниобий и цирконий стабильно измельчают зерна при концентрациях 0,10—0,20%. Модификаторами для силуминов служат мех. смеси солей 33%-ного хлористого натрия и 67%-ного фтористого натрия или 62,5%-ного хлористого натрия, 12,5%-НОГО хлористого калия и 25%-ного фтористого натрия, введение которых обычно составляет 2,0% от массы шихты. Измельчение зерна в слитке сопровождается улучшением мех. и технологических свойств сплава. В качестве модификаторов магния сплавов используют цирконий, титан, ванадий, бор и совместную добавку титана и бора. Наибольшей модифицирующей способностью отличается совместная добавка титана и бора, меньщей (в порядке убывания) бор, цирконий, ванадий и титан. В слитках магниевых сплавов весьма эффективное измельчение наблюдается уже нри малых концентрациях (0,03—0,05%) [c. 835]

Алюминий дает с кремнием простую эвтектическую систему. Эвтектическая концентрация кремния определяется его содержанием в пределах 11,6—11,7%. Предел растворимости кремния в алюминии при эвтектической температуре 1,6%, при комнатной температуре он понижается до 0,1 %. Силумины (особенно эвтектического состава) имеют очень хорошие литейные свойства, вполне удовлетворительную коррозионную стойкость (особенно при пониженном содержании кремния) в атмосферных условиях и несколько меньшую в морских. [c.268]

Наиболее существенное применение кремния основано на его полупроводниковых свойствах. При низких температурах он электрический ток не проводит, но уже при нагревании до комнатной температуры и выще его сопротивление все более падает. Электропроводность можно менять, добавляя к нему другие элементы. Кремний — составной компонент большого числа железных и цветных сплавов. Известны широко ферросилиций, силумин, чугун, легированный кремнием. Соединения кремния используются в строи- [c. 256]

Отличительная особенность литейных сплавов алюминия — наличие в их структуре эвтектики, которая способствует повышению жидкотекучести и, следовательно, улучшению литейных свойств. Однако количество эвтектики в структуре должно быть ограничено (не более 10—15% по объему) из-за ухудшения механических и некоторых технологических свойств. Среди литейных сплавов наибольший интерес представляют сплавы алюминия с кремнием — силумины. Упрочнение этих сплавов достигается термической обработкой их. [c.200]

Процесс ведут при температуре 285 —305 К и анодной плотности тока 2—3 А/дм Скорость образования оксидных пленок доходит до 1 мкм/мин. Необходимо механическое перемешивание электролита. Напряжение тока возрастает во время роста толщины оксидной пленки с 25 —30 до 50—80 В. Продолжительность процесса 40— 120 мин. На силумине марки АЛ-2 пленка имеет темносерый цвет, на сплавах АМГ — золотисто-коричневый и на дюралях типа Д1—зелено-голубой. Пленки обладают высокой эластичностью, хорошей коррозионной стойкостью и надежными электроизоляционными свойствами. [c.234]

Алюминий — легкий белый металл, обладающий ценными свойствами, благодаря которым его применение в технике все более расширяется. Он имеет высокую электропроводность, пластичность и довольно высокую коррозионную стойкость. Алюминий применяется в электротехнической, авиационной и автомобильной промышленности, а также в химическом машиностроении и в производстве изделий широкого потребления. Из литейных алюминиевых сплавов наиболее широкое применение имеют силумины — сплавы алюминия с кремнием, содержащие также и другие элементы (магний, медь и др.). [c.37]

Основным свойством этих сплавов является небольшой удельный вес (в пределах 1,7—3,0), вследствие чего они применяются главным образом в авиационной и автотранспортной промышленности. Наиболее распространенными сплавами этого типа являются алюминиевые сплавы — дуралюмин и силумин. [c.469]

Свободный кремний используют для производства сплавов и в цветной металлургии силумин АЛ, кремнистая бронза БрКМцЗ-1, сплавы никеля. Свободный кремний идет также на силицирование поверхностей с целью защиты их от коррозии при высоких температурах. Свойства свободного кремния приведены в табл. 13.8. [c.413]

По Гинбергу 4], лучшим материалом для изготовления ( орм является алюминий высокой чистоты. Для форм, изготовляемых отливкой, применяют силумин, обладающий высокими литейными свойствами. Дуралюминий употребляют только в крайних случаях, причем содержание в нем меди не должно превышать 4,5%, в противном случае чрезвычайно затрудняется последующее наращивание металла. [c.19]

В работе сообщается об особенностях модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов стронцием и его сплавами с алюминием, о новых сплавах, не требуищих модифицирования. Рассмотрены механизм модифицирования силуминов стронцием, структурообразова-ния, механические, физические и технологические свойства сплавов, подвергнутых обработке ношм модификатором. [c.49]

Показано, что небольшие добавки модификатора вызывают не только увеличение механических свойств, но также коррозйонной стойкости сшшвов в нейтральной среде. Исследовано влияние воз-растащей концентрации основных легирующих компонентов — кремния и меди на электрохимические параметры процесса коррозии силуминов. [c.49]

СиА1.2) — алюминиевые сплавы, карбидные — титановые сплавы, кристаллизуются вторично и располагаются в междуосных пространствах дендритов, что приводит к измельчению их и более равномерному распределению по объему отливки. Измельчение внутреннего размера зерна связано с затрудненным ростом зерен-дендритов, которое создается при введении добавок, вследствие образования адсорбционных и барьерных пленок, изолирующих кристалл от осн. металла. В отливках модифицированных сплавов наблюдается резкое повышение мех. свойств, обусловленное более быстрым и полным растворением измельченных интерметаллических фаз, ио сравнению с отливками немодифи-цированных сплавов с грубыми включениями этих фаз. Прирост показателей мех. свойств определяется степенью измельчения этих фаз. Для модифицирования сплава алюминия эвтектического тииа широкое применение находят смесь фтористых и хлористых солей щелочных металлов (2—3% от массы шихты) или небольшие (0,02—0,05%) присадки титана, бора и других элементов. В модифицированных силуминах [c.832]

В 1909 г. немецкий химик А. Вильм получил один из первых основных сплавов алюминия — дуралюмин (3,4— 4% меди, 0,5% —магния, 0,5% — марганца плотностью 2,85). Через 11 лет был создан другой основной сплав алюминия — силумин (12—13% кремния, плотность 2,6). Оба эти сплава благодаря малой плотности, хорошим литейным и механическим свойствам широко применяются в самолетостроении. Сейчас количество алюминиевых сплавов резко возрасло, лишь в СССР их используют около 100. Промышленность СССР полностью обеспечивает потребность нашей Родины в крылатом металле . [c.205]

Высоколегированный магналий АМГ, содержащий до 10 7о Mg, может быть рассмотрен также как высокопрочный и высококоррозионностойкий литейный сплав. Однако трудность технологии отливки и плавки вследствие большой окисляемости этого сплава при высокой температуре и худших литейных свойств делает невозможным применение его для сложного литья. Для простых по отливке, но ответственных деталей, эксплуатируемых в морских условиях, этот сплав в литом состоянии будет иметь несомненные преимущества перед силумином. [c.269]

Химические свойства алюминия. 1. Отношение к простым веществам. С металлами алюминий образует сплавы. Важнейшим из них является дуралюминий, содержащий 95% алюминия, 4% меди, 0,5% магния и 0,5% марганца. Плотность сплава равна 2,8 г см , он применяется в самолетостроении. Большое распространение получили сплавы магналий, содержащий до 12% магния, и силумин — сплав алюминия с кремнием. [c.439]

Силумин применение в строительстве

Маркировка [ править | править код ]

А — алюминий,
К — кремний,
## — процентное содержание кремния в сплаве,
@@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются).

Встречается другая маркировка: АЛ##

, где:

АЛ — алюминий литейный,
## — номер сплава.

Наиболее распространённые марки:

АК12 — 12 % кремния, эвтектический сплав.
АК9 — 9 % кремния.
АК7Ц9 — 7 % кремния, 9 % цинка.

Применение [ править | править код ]

Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (напр., картеров, блоков цилиндров, поршней), и для производства бытовой техники (теплообменников, санитарно-технических запорных арматур, мясорубок), в скульптурной технике, в дешёвых электропневматических репликах оружия, иногда изготовляют ключи.

Недостатком силумина является высокая пористость и грубая крупнозернистая эвтектика отливок, что сильно отражается на воспроизводимости (стабильности) прочностных свойств получаемых деталей. [1]

Силуми́н — сплавалюминия с кремнием. Химический состав — 4-22 % Si, основа — Al, незначительное количество примесей Fe, Cu, Mn, Ca, Ti, Zn, и некоторых других.

Лучшими литейными свойствами обладают сплавы Аl-Si (силумины). Высокая жидкотекучесть, малая усадка, отсутствие или низкая склонность к образованию горячих трещин и хорошая герметичность силуминов объясняются наличием большого количества эвтектики в структуре этих сплавов.

Плотность большинства силуминов 2650 кг/м3, т.е. меньше плотности чистого алюминия (2700 кг/м3). Они хорошо свариваются. Механические свойства зависят от химического состава, технологии изготовления (модифицирования, способа литья и т.д.), а также термической обработки. В двойных силуминах с увеличением содержания кремния до эвтектического состава снижается пластичность и повышается прочность. Появление в структуре сплавов крупных кристаллов первичного кремния вызывает снижение прочности и пластичности . Несмотря на увеличение растворимости кремния в алюминии от 0,05% при 200°С до 1,65% при эвтектической температуре, двойные сплавы не упрочняются термической обработкой. Это объясняется высокой скоростью распада твердого раствора, который частично происходит уже при закалке, а также большой склонностью к коагуляции стабильных выделений кремния. Единственным способом повышения механических свойств этих сплавов является измельчение структуры путем модифицирования.

Читать также: Чем сверлить бетонный потолок

АК##@@, где А — алюминий, К — кремний, ## — процентное содержание кремния в сплаве, @@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются). Встречается другая маркировка: АЛ##, где АЛ — алюминий литейный, ## — номер сплава.

Марки и их свойства

Силумины выделяются малым удельным весом на фоне остальных сплавов и металлов. Плотность простых силуминов не превышает 2660 кгм3.

Также они отличаются повышенными коррозионностойкими свойствами. Введение дополнительного процента магния и марганца только способствуют повышению этой характеристики.

Добавление меди в состав снижает его устойчивость к образованию коррозии. Так сплав АЛ5, содержащий 1,5% меди, является самой коррозионно-неустойчивой маркой по сравнению со всеми остальными силуминами.

Как уже было сказано выше, двухкомпонентные силумины значительно уступают по прочности легированным. Сплав АЛ2 после модификации имеет предел прочности на растяжение порядка 180 МПа. Предел текучести еще ниже и равен 80 МПа. Среди плюсов данной категории стоит отметить высокую пластичность. Относительное удельное растяжение его составляет 7%.

Также важным достоинством АЛ2 является низкий интервал кристаллизации. По этой причине отливки меньше подвержены к образованию усадочной пористости.

АЛ4 является более прочным силумином и относится к группе термически упрочняемых сплавов. Силумин отличается низким содержанием кремния (до 7%от состава) и повышенными литейными свойствами. Его склонность к усадочной раковине и пористости значительно ниже по сравнению с АЛ2, что позволяет его применять как материал для самых ответственных отливок. Предел прочности на разрыв силумина АЛ4 равен 260 МПа, а предел текучести 200 МПа.

Силумин АЛ9 не упрочняется ни модифицированием, ни искусственным старением. Его только закаливают. В производстве сплав получил широкое применение из-за оптимального соотношения пластичности, литейных характеристик и прочности. АЛ9 разрушаются при нагрузке свыше 200 МПа. Относительное удельное растяжение равно 6%.

АЛ5 не относится к группе жаропрочных сплавов, но превосходит все силумины устойчивостью к термической нагрузке. Предел прочности данной марки составляет 220 МПа. Пластичность его одна из наиболее низких. Относительное удельное растяжение равно 1%. Также, как уже было отмечено выше, наличие меди делает АЛ5 менее устойчивым к воздействию коррозии.

АЛ34 по сравнению со всеми вышеописанными марками имеет наилучшие механические характеристики. Предел прочности на растяжение составляет 330 МПа, что сравнимо со сталью Ст.3. Такая прочность обеспечивается содержанием дополнительного количества бериллия, магния и титана. Отливки из данных сплавов выделяются повышенной герметичностью.

Читать также: Насадка на шуруповерт для шлифовки дерева

Также стоит отметить, что на механические свойства отливок сильно влияет способ литья. Все вышеперечисленные значения прочности указаны для литья в песчаную форму. При литье в кокиль или под давлением предел прочности и текучести как правило выше на 20-30 единиц. Причина этому более повышенная скорость кристаллизации, которая приводит к размельчению внутренних структур.

Силумин

Начать стоит с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако именно этот считается наиболее востребованным среди прочих. Силумин – это следующая ступень после алюминия. Получают его при помощи сплава кремния, добавленного в этот химический элемент. Совмещение этих двух элементов обеспечивает полученный сплав повышенной твердостью, а также повышенной устойчивостью к износу деталей, полученных из сплава.

Свойства силумина

Важно, что силумин – это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одними и теми же свойствами. Нужно знать, что с повышением процента содержания кремния, повышается итоговая прочность материала, но при этом растет и его хрупкость. К основным преимуществам, которые можно выделить у этого сплава относят:

Высокая прочность.
Малый физический вес.
Высокая устойчивость материала к износу.
Устойчивость также и к коррозии.
Одно из важных преимуществ – это цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонные принадлежности из этого материала стоят от 250 р. до 2000-3000 р.

Все эти преимущества в совокупности и смогли обеспечить высокую популярность данного материала.

Недостаток у этого материала лишь один – это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии, то силумин способен выдержать высокие нагрузки, однако если, к примеру, уронить изделие из этого сплава, то оно, скорее всего, треснет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высокая – всего 580 градусов по Цельсию.

Читать также: Выбрать автоматический выключатель по нагрузке

Основные свойства

По свойствам его часто сравнивают со сталью (нержавеющей). Следует отметить, что он по сравнению с последней имеет меньший удельный вес. Силумины – это сплавы алюминия с кремнием. Обладают следующими свойствами:

удельной прочностью. Показатели сплава и сталей близки по значениям, но, учитывая, что вес силумина меньше, конструкции из него выигрышнее;
устойчивостью к износу;
антикоррозийностью. На поверхности металла образуется защитная пленка, которая оберегает его от негативного влияния окружающей среды;
низким удельным весом, равным 2,8 г/см3;
пластичностью. При заливке в формы из сплава получают детали, имеющие сложные конфигурации. Благодаря хорошей жидкотекучести процесс литья удешевляется;
невысокой температурой плавления. Она равна примерно 600 градусов по Цельсию, что значительно ниже, чем температура плавления стали. Это свойство также оказывает влияние на литье и удешевляет стоимость проводимых работ;
доступной ценой.

Перечисленные свойства силумина (сплава) показывают, что этот материал выгодно использовать при производстве различных изделий. Следует, однако, отметить, что он обладает повышенной хрупкостью. При падении деталь, изготовленная из силумина, может треснуть.

Маркировка

Так как силумин – это сплав алюминия и кремния, а также всего лишь одна из его разновидностей, то была разработана специальная маркировка, которая позволяет быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также, какие именно химические элементы использовались при изготовлении сплава. Для того чтобы поставить маркировку на сплав силумина, используют буквенные и цифровые обозначения. К примеру, АК12 или же АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая на содержание кремния. Цифры говорят о том, какое именно процентное соотношение этого химического элемента в силумине. В данном случае это 12%. Так как могут добавляться и другие элементы, их буква также указывается. Во втором примере показана маркировка алюминия – А, кремния – К 9% и цинка – Ц 7%.

Виды силумина

Чаще всего говорят о том, что силумин – это сплав алюминия и кремний. Однако это не совсем верное утверждение. Такое название носят сплавы, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов принято называть эвтектическими, нормальными или же обычными силуминами. Однако есть еще одна классификация этого материала.

Первый вид сплава называется доэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентном соотношении всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
Группа износостойких силуминов – содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
Для выполнения конкретно поставленных задач изготавливают специальные сплавы силуминов, к примеру, цинковистый.

Ценообразование

Алюминий входит в пятерку самых распространенных металлов на планете Земля. Несмотря на это добыча его постепенно сокращается. Происходит это из-за углубления залежей алюминиевых руд с одной стороны, с другой стороны развитому рынку вторичных металлов. По этой причине с экономической точки зрения выгоднее перерабатывать алюминиевый сплав.

Стоимость на силумин зависит от следующих факторов:

Химический состав. Чем больше алюминия, меди и титана, тем выше его цена на рынке металлолома.
Знание котировок на биржах цветных сплавов. По стоимости сплавы силумина коррелируются согласно ценам входящих в них металлов, стоимость которых определяется на мировых биржах.
Качество лома. Наличие следов коррозии на поверхности сильно снижает стоимость.
Объем партии. Пункты приема металлолома отдают предпочтение в работе с крупными поставками, т. к. это позволяет снизить время товарооборота. Поэтому в случае сдачи лома свыше одной тонны они делают на него наценку.

Оцените статью:

В настоящее время активно разрабатываются и исследуются новые методы модификации состояния поверхностного слоя различных материалов с целью придания им требуемых свойств[1], так как возможности традиционных методов химико-термической обработки практически исчерпаны. Принципиально новые возможности для модификации поверхностных свойств различных материалов и существенного улучшения их эксплуатационных характеристик предоставило использование в промышленности концентрированных потоков энергии (КПЭ) [2]. Особенно актуальным является применение таких методов для модификации алюминиевых сплавов, более широкое применение которых в промышленности сдерживается низкими трибологическими и прочностными характеристиками.

Несмотря на значительный прогресс в материаловедении, в частности в области создания новых сплавов и композитов, превосходящих по свойствам сплавы на основе алюминия, последние еще длительное время будут занимать ведущие позиции во многих отраслях промышленности. В первую очередь это связано с относительно низкой стоимостью данных сплавов и возможностью широкого использования вторичного сырья при их производстве. Учитывая высокие объемы потребления алюминиевых сплавов, борьба даже за сравнительно небольшое улучшение их качества может быть оправданной.

Одним из важнейших сплавов алюминия является силумин или сплав алюминия с кремнием. Диаграмма состояния силуминов имеет простой эвтектический вид, что видно из рисунка 1, именно поэтому промышленные силумины подразделяются по содержанию кремния на доэвтектические (4-12% Si), эвтектические (12,2% Si) и заэвтектические (свыше 12% Si). Силумины широко используются в авиации, судостроении, автомобилестроении и для бытовых нужд благодаря своим механическим свойствам. По широте применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна.

Промышленное значение силуминов обусловлено их высокой жидкотекучестью, низкой склонностью к образованию усадки при литье, возможностью пайки и сварки. Однако заэвтектические силумины нашли лишь ограниченное применение из-за наличия в структуре очень твердой кремниевой составляющей, которая значительно снижает стойкость режущего инструмента[3], что в некоторой степени компенсируется повышенным модулем упругости по сравнению с доэвтектическими сплавами, низким температурным коэффициентом линейного расширения, хорошей свариваемостью и обрабатываемостью резанием с точки зрения качества поверхности и низкой стоимостью. Кроме того, еще недостаточно ясны специфика производства и особые требования к сплавам этой системы, необходимые для точного контроля микроструктуры и пористости отливок, которые существуют для доэвтектических промышленных силуминов. В настоящее время чаще всего заэвтектические силумины используются для производства поршней ДВС и ряда других деталей, изготавливаемых методами фасонного литья или жидкой штамповки. Но не смотря на ограниченное применение заэвтектических силуминов, интерес к данным сплавам растет.

Рис. 1. Диаграмма состояния Al-Si[4]

Рис. 2. Применение силуминов: детали автомобилей из доэвтектических (а, б, в, г) и литые поршни из заэвтектических силуминов немецкой фирмы Mahle (д, е)[4]

В авиации например важную роль играет малый удельный вес сплавов на основе алюминия. Расход топлива самолета во многом определяется весом аппарата, что играет определяющую роль в случае частных самолетов, отношение массы к грузу у которых больше, чем например в грузовых авиалайнерах. Стоит отметить еще и то, что при изготовлении различных авиационных узлов и деталей преимущественно применяются деформируемые сплавы на основе алюминия. Объем применения литейных сплавов в связи с их меньшей технологичностью ниже. Вместе с тем, в летательных аппаратах используются сварно-литые конструкции и узлы, например, в поршнях с галерейным охлаждением, насосах и пр.

Читать также: Как сделать заготовку для ножа

В судостроении силумины получили распространение благодаря своим коррозийным свойствам в купе с малым удельным весом. Хорошо известно, что морская вода очень богата на содержание различных солей и прочих веществ, которые оказывают пагубное влияние на обшивку корабля. Также хорошо известно, что алюминий и его сплавы применяется и для алитирования (алюминирования) – насыщения поверхности стальных или чугунных изделий алюминием с целью защиты основного материала от окисления при сильном нагревании, т.е. повышения жароупорности (до 1100 °C) и сопротивления атмосферной коррозии.

В последнее время наметилась перспектива использования силуминов в космической промышленности, где особое место занимают сплавы для приборной техники, от которых требуются низкие значения температурного коэффициента линейного расширения в сочетании с необходимым уровнем механических свойств. Для изготовления различных узлов космических аппаратов нужны сплавы с малым удельным весом и низким температурным коэффициентом линейного расширения. Имеющиеся в настоящее время прецизионные сплавы, построенные на основе системы железо-никель, обладают уникальными физическими свойствами. Однако эти сплавы отличаются рядом недостатков, которые в основном сводятся к сложной технологии получения их и обработки, дороговизне и большому удельному весу. В связи с этим в последнее время в мире уделяется большое внимание поиску композиций сплавов на основе алюминия, среди которых самой перспективной является система Al-Si.

В цветной металлургии силумины подразделяются прежде всего на деформируемые сплавы (доэвтектические и эвтектические) и литейные (заэвтектические). Литейные алюминиевые сплавы имеют ряд особенностей: повышенную жидкотекучесть, обеспечивающую получение тонкостенных и сложных по конфигурации отливок; сравнительно невысокую линейную усадку; пониженную склонность к образованию горячих трещин. Доэвтектические силумины при литье применяют легированные только кремнием либо имеющие также небольшие количества других примесей (Cu, Mn). Структура их представляет собой б-твердый раствор и эвтектику (б+Si). Эвтектика содержит 12,5% Si, Максимальное содержание кремния в твердом растворе при эвтектической температуре (577°С) составляет 1,65%. Закалкой такого насыщенного твердого раствора можно на непродолжительный период времени удержать его в пересыщенном состоянии (растворимость кремния при комнатной температуре — около 0,1%).

При старении выделяются тонкодисперсные частицы легирующего компонента, однако упрочняющий эффект незначителен. Очень быстрой закалкой можно кратковременно удержать в твердом растворе около 16% Si и сдвинуть эвтектическую точку до 17% Si. Эффективный модификатор силуминов — натрий в количестве 0,01%. Модифицированный силумин не рекомендуется применять в сочетании со сплавами Аl — Mg. Возможна также модификация силумина фосфором. Силумины, не содержащие кроме кремния других примесей, термически не упрочняемы. Небольшие количества магния вследствие образования его силицида дают возможность осуществлять термическое упрочнение сплава. В отличие от технического алюминия, небольшие количества примеси железа оказывают на силумины отрицательное влияние, которое частично нейтрализуется марганцем.

Железо с кремнием дает хрупкие пластинчатые образования — б-фазу (Fe2SiAl8) и в-фазу (FeSiAl5). При большом содержании кремния возможно образование д-фазы (FeSi2Al4) и г-фазы (FeSiAl3). При большом содержании железа возможно появление наиболее тугоплавкого соединения FeAl3 (Тпл=655°С). Марганец с железом дает смешанные менее хрупкие кристаллы (Fe,Mn)3Si2Al5. Легирование медью наряду с магнием позволяет получать более сложные упрочняющие фазы (например, Cu2Mg8Si6Al5) и соответственно достигать большего эффекта в результате термического упрочнения[3]. Из всех литейных сплавов силумины отличаются наивысшей жидкотекучестью. Вслед за ними идут алюминий-магниевые и алюминий-медные сплавы. Не стоит также забывать об оксидировании алюминия и его сплавов различными кислотами электролитическими методами и химическими методами с целью дополнительной защиты от коррозии.

В работе [2] сообщается о повышении микротвердости заэвтектического силумина (30 ат. %Si) в два раза после обработки сильными импульсными ионными пучками. В данной работе кристаллиты кремния в эвтектике становятся более дисперсными, а границы первичных кристаллов кремния размываются и огрубляются при воздействии ионов p + на поверхность заэвтектического силумина. Также в данной работе было рассчитано смещения пика Al(111) и затем вычислено изменение постоянной решетки алюминия в зависимости от содержания в нем кремния.

В работе [5] указывается на некоторое улучшение коррозийных характеристик после обработки доэвтектических и эвтектических силуминов лазерным излучением.

Свойства нормальных силуминов

Первая группа силуминов из алюминия – это эвтектические. Их прочностные параметры довольно малые, однако преимущество этого типа в другом. Она обладают отличными литейными параметрами. Материалы из такого сплава применяются в литье тонкостных изделий, которые в будущем будут применяться в среде повышенной вибрации или под действием ударных нагрузок.

Читать также: Циркулярная пила из дрели своими руками

Область применения силумина

На сегодняшний день сфера применения силумина разнообразна, но наиболее часто его используют на производстве автомобилей и самолетов. Основные сферы применения:

Высокую популярность в авиастроении он обрел благодаря сочетанию малого веса и высокой прочности, что очень важно для подъема летальных аппаратов в небо и экономии топлива.
Подобные свойства желательны и в производстве автомобилей. Так, вес автомобиля напрямую влияет на ходовые свойства авто, маневренность на дороге и расход топлива. В сфере машиностроения сплав применяется для производства деталей двигателя.
В последнее время особую популярность силумин получил в оружейной сфере, особенно для производств пневматических винтовок. Страйкболисты предпочитают оружие из этого материала из-за легкого веса, высокой прочности и надежности, что на фоне высокой стоимости таких винтовок является незаменимым качеством.
Также его применяют в производстве множества бытовых изделий, от кастрюлей и сковородок до водопроводных смесителей. Бытовые изделия из силумина популярны из-за низкой стоимости.

Группы сплавов

Третья группа сплавов – это высоколегированный заэвтектический силумин, маркировка которого АК21М2. Принадлежность этого материала – поршневая группа сплавов. Этот материал предназначается для работы в среде с повышенными температурами, так как выделяется повышенной жаропрочностью, высоким коэффициентом износоустойчивости.

Ремонт

Так как может случиться, что появятся трещины или же разломы на деталях из этого сплава, то есть возможность проведения ремонтных работ. Чаще всего для проведения этого типа работ применяют специальное вещество – эпоксидный клей. Однако в том случае, если деталь должна будет эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как далеко не все они способны выдержать температуру работы сварочного аппарата, некоторые из них могут просто расплавиться.

Сварка

Ремонт сваркой

В некоторых случаях поврежденное изделие лучше подвергнуть сварке. Эту процедуру проводят самостоятельно в домашних условиях или обращаются к специалисту. При проведении работ температура материала повышается, вследствие этого на сплаве появляется оксидная пленка, препятствующая соединению частей изделия. Для устранения этих негативных явлений для сварки используют аргон, обеспечивающий защиту от отрицательных факторов. Для работы необходимо:

подготовить неплавящиеся вольфрамовые электроды и припой для сварки конструкций из алюминия;
обезжирить поверхность;
изделие зафиксировать;
разогреть поверхность до 220 градусов по Цельсию. Для отвода тепла свариваемую деталь положить на стальную прокладку;
сварить шов, используя переменный ток;
произвести обработку швов для эстетики внешнего вида.

Изделие готово к эксплуатации при небольших нагрузках.

Новости компании BRIMA

Силумин: состав и характеристики

Силумином называется сплав на основе алюминия (Al), с основной добавкой в виде кремния (Si, от 4 до 22%). Кроме указанных металлов, может быть незначительное содержание железа, меди, марганца, кальция, титана и т.п. Для оптимизации параметров, иногда включаются литий или натрий. Есть вариант, содержащий кремний и цинк почти в равной степени. Самыми распространенными марками являются АК12 (12% Si, эвтектический, т.е., с равновесной структурой), АК9 (9% Si) и АК7Ц9 (7% Si, 9% Zn).

Силумины характеризуются превосходными литейными свойствами. По прочности они уступают дюралюминию (Al + Cu, Mg, Mn), но лучше его работают в морской воде, щелочной и слабокислой среде. Не боятся влаги, устойчивые против износа. Плотность – от 2,5 до 2,94 г / куб. см. Недостатки: хрупкость, пористость, крупнозернистость. Применяются для изготовления бытового оборудования, а также литья деталей сложной формы для автомобилей, мотоциклов и самолетов.

Технология сварки

Сварка сплава алюминия с кремнием, в принципе, не представляет особой сложности. Но некоторые нюансы, все-таки, надо знать. Иначе, появятся проблемы. В процессе горячего соединения металла, его приходится разогревать до значительной температуры. Это несколько затрудняет возможности обработки заготовок. Для обеспечения подходящих условий, применяется аргон. Он служит в качестве защиты сварочной зоны от воздействия атмосферного воздуха, с целью предотвращения окисления поверхностей.

Оборудование для аргонодуговой сварки состоит из следующих компонентов:

Инвертор.
Баллон с газом и редуктором.
Специальная горелка.
Осциллятор.
Неплавящиеся электроды из вольфрама.
Присадка – проволока из силуминового сплава.

Предварительная подготовка

Перед сваркой, с поверхности заготовок надо убрать оксидную пленку. Чаще всего, это делают механическим способом. Применяются металлические щетки, пескоструйная машина, наждачная бумага и др.

Следующий этап – химическая обработка материала. Ее выполняют с помощью бензина или растворителя. Если очистка делается раствором каустической соды, то после нее деталь в обязательном порядке промывают чистой водой из шланга или крана.

Сварка

Сварочный комплект собирают по схеме постоянного тока обратной полярности. Это нужно для того, чтобы обрабатываемый металл сильнее нагревался. Работают на короткой дуге.

Силуминовая присадка подается в зону сварки. Там она плавится и соединяется на молекулярном уровне с металлом заготовки. В процессе горячего соединения, формируется однородная жидкая масса. После охлаждения и кристаллизации изделия, она станет монолитной.

Подавать проволоку в сварочную ванну чересчур быстро не рекомендуется. В этом случае, будет иметь место разбрызгивание металла, а соединение получится некачественным.

Присадка подается перед горелкой, под углом. Движения выполняются вдоль шва, равномерно. Перемещать проволоку поперек запрещено, так же, как и отклонять по бокам.

Главные требования

Основные положения по сварке силумина аналогичны работе с алюминиевыми деталями. При розжиге дуги, касаться соединяемых заготовок нельзя. Через 15 секунд после того, как дуга стабилизировалась, включается подача аргона. Не раньше – чтобы горелочное сопло и пространство вокруг него успело хорошо нагреться.

После того, как шов сделан по всей длине и непосредственно сварка закончена, сразу выключать аргон не следует. Надо подождать 10 секунд. Тогда металл сварочной ванны остынет более равномерно.

Работа в домашних условиях

Силумин варится только на производстве? Или дома тоже можно? Да, можно, плавящимися электродами, притом, соединение будет аналогичного качества. Только есть некоторые особенности:

Детали надо обязательно подготовить.
Перед сваркой, материал следует разогреть до 250-300 град С.
Нагрев электродов – до 150 град С.

Для работы в бытовых условиях, берутся плавящиеся электроды со стержнем из силумина, обработанного щелочно-солевым составом. Во время наложения шва, в большом количестве образуется шлак. Его надо обязательно убирать.

Достоинства метода

Главным преимуществом технологии является тот факт, что во время сварки нагревается небольшой участок силумина. Поэтому заготовки не деформируются. Применение аргона с относительно большим удельным весом защищает сварочную ванну от воздуха. Тепловая энергия дуги позволяет работать с достаточно высокой скоростью. Методика общедоступная, не требует специальных знаний и навыков.

Важно

При работе на открытом воздухе, надо защищать зону сварки от ветра. В противном случае, он будет сдувать аргон. При использовании больших токов, надо обеспечить дополнительное охлаждение. Кроме того, не следует забывать о технике безопасности: эффективная вентиляция помещения, применение СИЗ, надежная изоляция токопроводящих деталей, запрет на работу в цехах с легковоспламеняющимися материалами и т.д.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ АЭРОЗОЛИ / КонсультантПлюс

ПРОМЫШЛЕННЫЕ АЭРОЗОЛИ

Абразивные и Производство, обработка и применение

абразивсодержащие абразивов (электрокорундов —

нормального, белого, хромистого,

монокорунда), карбида, бора, эльбора,

обработка и применение карбида кремния

и других

Кремнийсодержащие Разведка, горнопроходческие работы,

(свободная и аморфная открытая и подземная добыча рудных

двуокись кремния) и нерудных ископаемых, угля,

обогащение и переработка их.

Производство кремния, стекла, динаса,

аэросила, карбида кремния,

кремнемедистого сплава, силумина и

других; литейное производство

(землеприготовление, формовка,

выбивка, обрубка, зачистка, очистка

литья). Пескоструйные работы

Металлы и их сплавы Сухая шлифовка металлов и сплавов;

процессы напыления металлов,

получение металлических порошков и

изделий из них

Силикатные и

силикатсодержащие:

а) асбестосодержащие Разведка, добыча и переработка

(асбеста 10% и более) асбестовых руд и асбеста. Получение и

переработка искусственного асбеста

б) асбестосодержащие Производство, переработка изделий из

(асбеста не более асбестоцемента, асбестобакелита,

10%) волокнина, асбесторезины

в) другие силикатные Производство и переработка стеклянного

и силикатсодержащие и минерального волокна, цемента,

глины, шамота, боксита, нефелиновых

сиенитов, дистенсиллиманита, оливина,

апатитов, слюды, дунита,

хроммагнезита, форстерита,

известняков, барита, котленита,

инфузорной земли, туфалов, пемзы,

перлита, железорудных концентратов и

агломерата в металлургии и других

Углеродные Добыча, переработка и применение угля

Производство и применение черной сажи,

искусственного графита, кокса

(нефтяного, пекового, сланцевого и

других). Обработка и применение

природных и искусственных алмазов

Пыль растительного Переработка хлопка, льна, конопли,

и животного шерсти, кенафа, джута, зерна, табака,

происхождения древесины, торфа, хмеля. Производство

бумаги, натурального шелка и других

материалов

Пыль неорганических Производство и применение

люминофоров (в том

числе с содержанием

кадмия менее 5%)

Сварочные аэрозоли Дуговая плазменная, газопламенная

сварка, наплавка и резка, контактная

стыковая сварка (оплавлением),

электрошлаковая сварка металлов

а) содержащие Сварка, наплавка и резка средне- и

марганец (20% и высоколегированных, в том числе

более), никель, нержавеющих сталей, сварка и наплавка

хром, соединения чугуна никелевыми и никель-медными

фтора, бериллий, электродами и проволоками, сварка и

свинец резка бериллия и его сплавов

б) содержащие Сварка, наплавка и резка углеродистых,

марганец (до 20%), в том числе оцинкованных сталей,

окислы железа, алюминия, меди, титана и сплавов

алюминий, магний, на их основе, сварка и наплавка чугуна

титан, медь, цинк, железными и железно-ванадиевыми

молибден, ванадий, электродами и проволоками, его резка

вольфрам

Модификация силумина AlSi21CuNi микродобавками люминофора и стронция | Интернет-исследования в области здравоохранения и окружающей среды (HERO)

ID ГЕРОЯ

8611098

Тип ссылки

Книга/глава книги

Заголовок

Модификация силумина AlSi21CuNi с микродобавками люминофора и стронция

Авторы)

Михальски, М; Романкевич, Ф

Год

2017

Журнал

E3S Web of Conferences
EISSN: 2267-1242

Издатель

РЕДАКЦИОННЫЕ НАУКИ

Место расположения

СЕДЕКС А

Заголовок книги

МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И МАТЕРИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ (EEMS 2017)

Объем

Номера страниц

03026

Язык

английский

DOI

10.

1051/e3sconf/201716

Идентификатор Web of Science

WOS:0004266006

URL-адрес

http://www.e3s-conferences.org/10.1051/e3sconf/201716
Выход

Абстрактный

В работе представлены результаты исследования влияния модификаторов AlFeP и AlSr на структуру заэвтектоидного силумина AlSi21CuNi.Модификация силумина проводилась в два этапа. На первом этапе плавили с добавкой люминофора в количестве 120 ppm. Второй этап заключался в комбинированном применении люминофора и стронция. Добавление стронция составляло 150, 250 и 350 частей на миллион. При каждой плавке металл отливали через 10, 30 и 60 мин после введения модификаторов. Эффективность модифицирования оценивалась на основе качественного и количественного анализа микроструктуры отливок. Установлено, что применяемая добавка люминофора вызывает значительное измельчение первичных выделений кремния.Максимальное измельчение первичного кремния получено после наибольшего времени выдержки модифицированного сплава. Наиболее выгодные эффекты комбинированного модифицирования были получены при добавлении 120 ppm P и 350 ppm Sr через 60 минут после введения модификаторов в ванну металла.

Редактор(ы)

Кроль, А.

Название конференции

Международная конференция по энергетике, окружающей среде и материальным системам (EEMS)

Место проведения конференции

Поляница Здруй, ПОЛЬША

Применение методов обработки давлением для переработки твердых отходов силуминовой стружки

Обзор исследований в области модельных экспериментов по термообработке и обработке давлением металла и их влиянию на физико-механические свойства стали с химическим составом 0.59% С, 0,31% Si, 0,73% Mn. Разработана математическая модель расчета физико-механических свойств стали в процессе горячей пластической деформации и определены перспективы дальнейшего развития исследований в этой области. В результате моделирования были получены следующие функции: величина деформации в направлении приложенной силы, деленная на начальную длину материала. Коэффициент удлинения материала с фактическим химическим составом при температуре 1250 ± 10°С, который был равен 0.32. При сравнении значений нагрузки, которая прикладывалась к ГПД в лабораторных условиях, и результатов расчетов по разработанной модели установлено, что они имеют близкие значения около 45 МПа. Это подтверждает адекватность полученной модели. Обзор исследований в области модельных экспериментов по термообработке и обработке давлением металла и их влиянию на физико-механические свойства стали с химическим составом 0,59 % С, 0,31 % Si , 0,73% Мн. Разработана математическая модель расчета физико-механических свойств стали в процессе горячей пластической деформации и определены перспективы дальнейшего развития исследований в этой области.В результате моделирования были получены следующие функции: величина деформации в направлении приложенной силы, деленная на начальную длину материала. Коэффициент удлинения материала с фактическим химическим составом при температуре 1250 ± 10°С, который составил 0,32. При сравнении значений нагрузки, которая прикладывалась к ГПД в лабораторных условиях, и результатов расчетов по разработанной модели было установлено, что они имеют близкие значения около 45 МПа.Это подтверждает адекватность полученной модели.

Металлы, металлические элементы и сплавы

Теплопроводность — k — это количество тепла, передаваемого из-за единичного температурного градиента в единицу времени в установившихся условиях в направлении, нормальном к поверхности единицы площади. Теплопроводность — к — используется в уравнении Фурье.

9 9 0119 190

9 25.5

9 527

9 16.8

9 126 99 9011 9 0 — 250

9 0

9 31.7

9 18.7 9019

9 527

9 9270 94.7 9019″

9 0 9019″ 9127 927

9 927

9 127

9 -73

9 0 9019 «» 9019″

9 727

9 19.8

9 0 927 927 90

9 3

9 21.3

9 12 9019″

9 127

9 -73

9 148 9019

9 527

9 727

9 52

9 30119″ 0

9 1590

9 157

9 127

9 139

9 0

9 527

9 118

9 727 9279 -73 94

9 527 927

9 927 9015 9015»

9 527 91,6 9019″

9 927

9 0

9 1040

9 127

9 52

9 127 9019″ 9270 927

9 154 9019

9 127 927

9 -73

9 0

9 527

9 4019

9 4280

9 127

9 420 9019 « 927

9 374 80119 21 11.

9 127

9 58.90

9 527 9019 « 9

9 1279 -73 9.50

9 22.4 9019 «

9 727

9 182 9019 «

9 5270

9 3919 «

9 39

9 527

9 000 0

9 527

9 36.30

9 727

9 122

9 116

9 21.6

9 399

Металл, металлический элемент или сплав	Температура	— T — (^O C)		Термальная проводимость — K — (W / M k)
Алюминий	-73	237
«		9	»	«	127	240
»	327	232
«	527	527	220
Алюминий — Duralumin (94-96% AL, 3-5% CU, Trace MG)	20	164
Алюминий — Силумин (87% AL, 13% Si)	20	164

алюминиевый бронза	0 — 25	70
алюминиевый сплав 3003, прокат	0 — 25
Алюминиевый сплав 2014. Откиненный	0 — 25	190

алюминиевый сплав 360	0 — 25	150
Антимонии
	30.2
«	0
«	»	127	21.2
«
»	«
»
«
Бериллий	-73	301
»	218
«	127	161
»
«
»	527	107
«	727
»	927	73
Бериллиевая медь 25	80
Висмут	-73	9.7
«	0	8. 2

0	-73	52.0
»
«	127
	327	327	11.3
«	8.1
»
«	727	6.3
»	5.2

Cadmium	-73	993
«0
97.59
»
«

	36.8
«	0	36.1

Chromium	-73	111
«	94.8
»	127	87.3
«	327	80.59
«
71. 0
»
65.09
«	62.4

	-73	122	122
«	0	104	»
«	84.8
Медь	413
»	0
401
«	127	392
«
»	527	371
«	357

»	927	342
Медь электролитическая (ЭТП)	0 — 25	390
Медь — Адмиралтейская латунь	20	111
Медь — алюминиевый бронза (95% CU, 5% AL)	20	83
медь — Бронза (75% CU, 25% Sn)	20	26
медь — латунь (желтая латунь) (70% CU, 30% Zn)	20	111
медь — картридж (UNS C26000)	20	120
Медь — константан (60% Cu, 40% Ni)	20	22. 7
Медь — немецкий серебро
медь — красная латунь (85% CU, 9% Sn, 6% Zn)	20	61
Cupronickel	20	29 9019
германий	-73	96.8
»	0	66.7
«	127	43.2
»
«
»
«	527
»	727	17.4
»	927	927	17.49

	3
«	318
»	127 0
«
»	327	304
«	527	292
»
278 927
«
»
262
Hafnium	-73	24. 4
«	0	23.0
»
«
»	«	399
»	527	20.8
»	727	20.7
«
»	927	20.9
Hastelloy C	0 — 25
Inconel	21 — 100	15
INCOLOY 9015
	0 – 100	12
Индий	-73	89.7
«	0	83.7
«	755

»
«	0







127	144
«
»
«	132
»	727	126
«	927	120
Железо	-73	94
»	0	83. 5
«	127	694
»
«
»
«	43.3
»	32.6
»	927	927	28.2

Утюг — CTACT
20
Утюг — Узлочный жемчуг	100	31
Утюг — Корящие	20	59
Свинец	-73	36.6
«	0
»
«
»
«	399
Химический свинец	0 — 25	35
Антимониальный свинец (жесткий свинец)	0 — 25	30
Литий
	-73	88.1
«
79. 2
«	127	72.1

0

»	0
«	153 9019
	399	149
«	527	146
Магний сплав AZ31B	0 — 25	100
Марганец	-73	7.17
«	0	70119
Mercury	-73	28.9
Molybdenum	-73	143
»	0
«	127	134
»
«
»
«
»	112
927	105

Monel	0 — 100	26
Никель
Nickel
106
«	0
»	127	80. 1
«	327	65.59
»
«	674 9019″
71.8
«	76.1
Никель — Кованые	0 — 100	61 —	61 — 90
Cupronickel 50 -45 (Константан)	0 — 25	20
Niobium (Columbium)	-73	52.6
«	0	53.3
«

»
«
»
«	61.3
»
»	727	727	64.49
«
»	927	67.99
Осмия	20	61
Палладий		75.5
Platinum	-73	72. 49

9 915
«
»
«0
»	327	73,019







	527	527	75.5
«	727	78.6
«	82,6
Plutonium	20	8.0
Калий	-73	-73	104
«
»
«
Красная латунь	0 — 25	160
Rhenium	-73	-73	51
«
»	0	48.6
«	46.1
» 0 9 327	44. 2
«	527	441
44.6
«

Rhodium	-73





	0	151
«
»	127	146	«0
»	9 399
«
»	527
121
»	927	115
Рубидий	-73	58.9
«	0	58.3
селен	20	0.52
Silicon	264
»	168

	127	98.9	98.9
«	399	61. 9
»
«	42.2
»	727	31.2
«	927	25.7
серебро	-73
»	0
«











	399	405
»	527	389 9019 «
374 927
»	927	358
Натрий	-73	138
«	0	135
Припоя 50 — 50	0 — 25	50
Сталь — углерод, 0. 5% C	20	54	54
Сталь — углерода, 1% C	20	43
Сталь — углерода, 1,5% C	20	36
«	400	36	36
«	122	3
Сталь — Chrome, 1% Cr	20	61
Сталь — Chrome, 5% CR	20	40
сталь — Chrome, 10% Cr	20% CR	20	31
сталь — хромированный никель, 15% кр, 10% Ni	20	19
сталь — хромированный никель, 20% кр , 15% Ni	20	15.1
Сталь — Hastelloy B	20	10
Сталь — Hastelloy C	21
80119 Сталь — Никель, 10% NI	20	26





Сталь — никель, 20% Ni	20	19
Сталь — никель, 40% Ni	20	10
Сталь — никель, 60% Ni	20	19
Сталь — Марганец, 1% MN	20	20	50
Сталь — нержавеющая, тип 304	20	14.4
Сталь — нержавеющая сталь — нержавеющая, тип 347	20	14.3
сталь — вольфрам, 1% W	20	20	66
сталь — кованые углерода	0	59
Tantalum	-73	57.5
«	0	57,4
»
«
»
«

»	59.4
»	727	727	60.2
»	927	61
Thatium
42
Tin	-73	73.3
«	0	68. 2
»
«	9

»	0





	127	20,4
»	399	19.49
«
»	527	19.7
«	20.7
«	927	927

-73	197
»	0
«	127	162 9019
	399	139
»	128
9 9 727	121
«	927	115
Уран	-73	25. 1
«	0	29
»
«	0
»	3
»	38.8
»	727	727	43.9
«	927	49 927	49

	-73	31,5
»	31.3
«	427	391
» 0
«
»
«
»	38.6
»	927	927	41.2
Zinc	-73	123	«	0
»	127
«	327	105
Цирконий	-73	25. 2
«	0	23.2
»
«
»	«	20,7
»	527	21.6
»	727	23.7
«	927	25.7

Температура и теплопроводность

Hastelloy A
Inconeloy
Nichrome V
Ковар
Advance
Monel

сплавы:

Потрясающий сплав силумина для декора и сувениров.com для всех видов декоративных и подарочных целей по привлекательным ценам и со скидками. Эти прочные и умопомрачительные коллекции силумина

из сплава включают в себя множество различных артефактов и скульптур, которые могут вписаться в любой тип внутренних и наружных украшений.

Эти фантастические скульптуры и фигурки из силумина из сплава представляют собой замысловатые скульптуры и фигуры, которые демонстрируют потрясающее мастерство и могут безупречно обновить ваши украшения.

Разнообразный ассортимент силуминового сплава , доступный на сайте, изготовлен из прочных, устойчивых материалов оптимального качества, таких как латунь, цинковый сплав, железо и другие металлы, которые служат в течение длительного времени и устойчивы ко всем видам внешних воздействий. воздействие.Эти неизбежные сплавы силумина покрыты металлом, затем отлиты под давлением и, наконец, окрашены, чтобы предложить потрясающие артефакты, формы и фигуры. Продукция экологически чистая и имеет гладкую отделку. Эти сплавы силумина легкие, но достаточно прочные и доступны в различных стилях, соответствующих различным этническим региональным вкусам.

Alibaba.com предлагает обширную линейку силуминового сплава , которые восхитительны и доступны в различных цветах, размерах, формах, дизайнах, рисунках и материалах, чтобы соответствовать вашему интерьеру или внешнему декору. Эти силумин сплава хорошо сохранились и могут быть полностью настроены в соответствии с вашим стилем, требованиями и предпочтениями. Эти силумины из сплава также используются в качестве замечательных сувенирных изделий и подарков вашим близким.

Из огромного ассортимента сплава силумина вы можете выбрать свои любимые продукты, которые идеально соответствуют вашим требованиям и бюджету. Эти продукты доступны в качестве OEM-заказов вместе с индивидуальной упаковкой. Это сертифицированные продукты ISO, CE, SGS, обеспечивающие качество.

Прочный, эффективный, высококачественный силумин — Alibaba.com

О продуктах и поставщиках:

Выбирайте из самых надежных и прочных силумин на Alibaba.com для всех видов металлоконструкций, строительства, автомобилестроения, ремонта техники , и другие подобные цели. Эти силумин невероятно прочны и выпускаются в различных сборных, оцинкованных и перфорированных моделях.

Эти продукты проверены и протестированы на долговечность и предлагают оптимальные характеристики без ущерба для качества.Вы можете получить доступ к силумину со стандартными листами металла, которые можно настроить в соответствии с вашими требованиями.

Силумин , представленный на сайте для продажи, изготовлен из различных прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, оцинкованные металлы, алюминиевые сплавы и многие другие, в зависимости от выбранной вами модели. Эти силумин не ржавеют, антикоррозийны и анодированы, а также покрыты порошковой краской. Найденный здесь силумин поставляется с обработкой поверхности, а именно покраской, порошковым покрытием, гальванопокрытием, полировкой и т. д., для повышения устойчивости.Эти продукты находят применение в таких секторах, как автомобилестроение, медицина, телекоммуникации, строительство, ремонт машин и многие другие, но не ограничиваются ими.

Ознакомьтесь с широким ассортиментом силумина на Alibaba. com, доступного в различных формах, размерах и различных материалах, таких как алюминий, нержавеющая сталь, пластик и стальные сплавы. Эти силумины сертифицированы ISO, CE, SGS для обеспечения надежности. Вы можете выбрать из разновидностей силумин , таких как перфорированные металлические листы для токарных станков, металлы для сварочных услуг, изделия для штамповки на заказ, старинные монеты, и этот список можно продолжить.

Просмотрите многочисленные линейки силумина на Alibaba.com, чтобы сэкономить деньги на этих прибыльных продуктах. Эти продукты доступны в качестве заказов OEM, и вы также можете выбрать услуги по индивидуальной упаковке. Если вы являетесь поставщиком силумина , вы также можете получить на них оптовые скидки.

Приложения Gale — Технические трудности

Технические трудности

Приложение, к которому вы пытаетесь получить доступ, в настоящее время недоступно. Приносим свои извинения за доставленные неудобства. Повторите попытку через несколько секунд.

Если проблемы с доступом сохраняются, обратитесь за помощью в наш отдел технической поддержки по телефону 1-800-877-4253. Еще раз спасибо, что выбрали Gale, обучающую компанию Cengage.

org.springframework.remoting.RemoteAccessException: невозможно получить доступ к удаленной службе [authorizationService@theBLISAuthorizationService]; вложенным исключением является Ice.Неизвестное исключение unknown = «java.lang.IndexOutOfBoundsException: индекс 0 выходит за границы для длины 0 в java.base/jdk.internal.util.Preconditions.outOfBounds(Preconditions.java:64) в java.base/jdk.internal.util.Preconditions.outOfBoundsCheckIndex(Preconditions.java:70) в java.base/jdk.internal.util.Preconditions.checkIndex(Preconditions. java:248) в java.base/java.util.Objects.checkIndex(Objects.java:372) на Яве.база/java.util.ArrayList.get(ArrayList.java:458) в com.gale.blis.data.subscription.dao.LazyUserSessionDataLoaderStoredProcedure.populateSessionProperties(LazyUserSessionDataLoaderStoredProcedure.java:60) в com.gale.blis.data.subscription.dao.LazyUserSessionDataLoaderStoredProcedure.reQuery(LazyUserSessionDataLoaderStoredProcedure.java:53) в com.gale.blis.data.model.session.UserGroupEntitlementsManager.reinitializeUserGroupEntitlements(UserGroupEntitlementsManager.ява:30) в com.gale.blis.data.model.session.UserGroupSessionManager.getUserGroupEntitlements(UserGroupSessionManager.java:17) в com.gale.blis.api.authorize.contentmodulefetchers.CrossSearchProductContentModuleFetcher.getProductSubscriptionCriteria(CrossSearchProductContentModuleFetcher.java:244) на com.gale.blis.api.authorize.contentmodulefetchers. CrossSearchProductContentModuleFetcher.getSubscribedCrossSearchProductsForUser(CrossSearchProductContentModuleFetcher.ява:71) на com.gale.blis.api.authorize.contentmodulefetchers.CrossSearchProductContentModuleFetcher.getAvailableContentModulesForProduct(CrossSearchProductContentModuleFetcher.java:52) на com.gale.blis.api.authorize.strategy.productentry.strategy.AbstractProductEntryAuthorizer.getContentModules(AbstractProductEntryAuthorizer.java:130) на com.gale.blis.api.authorize.strategy.productentry.strategy.CrossSearchProductEntryAuthorizer.isAuthorized(CrossSearchProductEntryAuthorizer.ява:82) на com.gale.blis.api.authorize.strategy.productentry.strategy.CrossSearchProductEntryAuthorizer.authorizeProductEntry(CrossSearchProductEntryAuthorizer.java:44) на com.gale.blis.api.authorize.strategy.ProductEntryAuthorizer.authorize(ProductEntryAuthorizer.java:31) в com.gale.blis.api.BLISAuthorizationServiceImpl. authorize_aroundBody0(BLISAuthorizationServiceImpl.java:57) на com.gale.blis.api.BLISAuthorizationServiceImpl.authorize_aroundBody1$advice(BLISAuthorizationServiceImpl.ява: 61) на com.gale.blis.api.BLISAuthorizationServiceImpl.authorize(BLISAuthorizationServiceImpl.java:1) на com.gale.blis.auth._AuthorizationServiceDisp._iceD_authorize(_AuthorizationServiceDisp.java:141) в com.gale.blis.auth._AuthorizationServiceDisp._iceDispatch(_AuthorizationServiceDisp.java:359) в IceInternal.Incoming.invoke(Incoming.java:209) в Ice.ConnectionI.invokeAll(ConnectionI.java:2800) на льду.ConnectionI.dispatch(ConnectionI.java:1385) в Ice.ConnectionI.message(ConnectionI.java:1296) в IceInternal.ThreadPool.run(ThreadPool.java:396) в IceInternal.ThreadPool.access$500(ThreadPool.java:7) в IceInternal.ThreadPool$EventHandlerThread.run(ThreadPool.java:765) в java. base/java.lang.Thread.run(Thread.java:834) » org.springframework.remoting.ice.IceClientInterceptor.convertIceAccessException(IceClientInterceptor.java:365) org.springframework.remoting.ice.IceClientInterceptor.invoke(IceClientInterceptor.java:327) org.springframework.remoting.ice.MonitoringIceProxyFactoryBean.invoke(MonitoringIceProxyFactoryBean.java:71) org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed(ReflectiveMethodInvocation.java:186) org.springframework.aop.framework.JdkDynamicAopProxy.invoke(JdkDynamicAopProxy.java:212) com.sun.proxy.$Proxy130.authorize(Неизвестный источник) com.gale.auth.service.BlisService.getAuthorizationResponse(BlisService.java:61) com.gale.apps.service.impl.MetadataResolverService.resolveMetadata(MetadataResolverService.java:65) com.gale.apps.controllers.DiscoveryController.resolveDocument(DiscoveryController.java:57) ком.gale.apps.controllers.DocumentController.redirectToDocument(DocumentController. java:22) jdk.internal.reflect.GeneratedMethodAccessor301.invoke (неизвестный источник) java.base/jdk.internal.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) java.base/java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:566) org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.doInvoke(InvocableHandlerMethod.ява: 215) org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.invokeForRequest(InvocableHandlerMethod.java:142) org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ServletInvocableHandlerMethod.invokeAndHandle(ServletInvocableHandlerMethod.java:102) org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter.invokeHandlerMethod (RequestMappingHandlerAdapter.java:895) org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter.handleInternal (RequestMappingHandlerAdapter.java:800) org.springframework.web.servlet.mvc.method.AbstractHandlerMethodAdapter.handle(AbstractHandlerMethodAdapter. java:87) org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doDispatch(DispatcherServlet.java:1038) org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doService(DispatcherServlet.java:942) орг.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.processRequest(FrameworkServlet.java:998) org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.doGet(FrameworkServlet.java:890) javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:626) org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.service(FrameworkServlet.java:875) javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:733) орг.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:227) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:53) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain. ява: 162) org.apache.catalina.filters.HttpHeaderSecurityFilter.doFilter(HttpHeaderSecurityFilter.java:126) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.servlet.resource.ResourceUrlEncodingFilter.doFilter(ResourceUrlEncodingFilter.java:63) орг.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:101) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:101) org.apache.catalina.core. ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:101) орг.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.boot.web.servlet.support.ErrorPageFilter.doFilter(ErrorPageFilter.java:130) org.springframework.boot.web.servlet.support.ErrorPageFilter.access$000(ErrorPageFilter.java:66) org.springframework.boot.web.servlet.support.ErrorPageFilter$1.doFilterInternal(ErrorPageFilter.java:105) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107) org.springframework.boot.web.servlet.support.ErrorPageFilter.doFilter(ErrorPageFilter.java:123) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain. java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.ява: 162) org.springframework.boot.actuate.web.trace.servlet.HttpTraceFilter.doFilterInternal(HttpTraceFilter.java:90) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) орг.springframework.web.filter.RequestContextFilter.doFilterInternal (RequestContextFilter.java: 99) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.FormContentFilter.doFilterInternal (FormContentFilter.java: 92) org.springframework.web.filter. OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.HiddenHttpMethodFilter.doFilterInternal (HiddenHttpMethodFilter.ява:93) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.boot.actuate.metrics.web.servlet.WebMvcMetricsFilter.filterAndRecordMetrics(WebMvcMetricsFilter.java:154) орг.springframework.boot.actuate.metrics.web.servlet.WebMvcMetricsFilter.filterAndRecordMetrics(WebMvcMetricsFilter.java:122) org.springframework.boot.actuate.metrics.web.servlet.WebMvcMetricsFilter.doFilterInternal(WebMvcMetricsFilter. java:107) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) орг.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter.doFilterInternal (CharacterEncodingFilter.java:200) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:162) org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke(StandardWrapperValve.java:202) org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke(StandardContextValve.java:97) org.apache.catalina.authenticator.AuthenticatorBase.invoke(AuthenticatorBase.java:542) org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke(StandardHostValve. java:143) org.apache.каталина.клапаны.ErrorReportValve.invoke(ErrorReportValve.java:92) org.apache.catalina.valves.AbstractAccessLogValve.invoke(AbstractAccessLogValve.java:687) org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke(StandardEngineValve.java:78) org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service(CoyoteAdapter.java:357) org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service(Http11Processor.java:374) орг.apache.койот.AbstractProcessorLight.process(AbstractProcessorLight.java:65) org.apache.coyote.AbstractProtocol$ConnectionHandler.process(AbstractProtocol.java:893) org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint$SocketProcessor.doRun(NioEndpoint.java:1707) org.apache.tomcat.util.net.SocketProcessorBase.run(SocketProcessorBase.java:49) java.base/java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1128) Ява.base/java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:628) org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread. java:61) java.base/java.lang.Thread.run(Thread.java:834)

Патент США на композицию не содержащей свинца проводящей пасты (Патент № 8,440,111, выдан 14 мая 2013 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Эта заявка претендует на приоритет тайваньской заявки №.0910, подана 30 декабря 2010 г.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится к бессвинцовой композиции проводящей пасты, в частности к бессвинцовой проводящей пасте, используемой для образуют задний электрод солнечного элемента.

. 2. Описание предшествующего уровня техники.г., алюминиевая паста или серебряная паста на кремниевых пластинах. Из-за разного теплового сжатия между кремниевой пластиной и проводящей пастой после процесса высокотемпературного обжига может возникнуть явление изгиба.

Публикация заявки на патент Китая №. 1877864A раскрывает композицию проводящей суспензии и способ ее получения. В данном применении состав проводящего шлама включает алюминиевые порошки, модифицированное органическое связующее, неорганическое связующее и порошки металлического стекла.Поскольку указанные порошки металлического стекла содержат до 50 мас. % оксида свинца, состав соответствует директиве ЕС RoHS.

Публикация заявки на патент США №. 2010/0059116 A1 раскрывает алюминиевую пасту, содержащую измельченный алюминий и органический носитель. Алюминий в виде частиц включает от 30 до 90 мас.% алюминиевого порошка сферической формы и от 10 до 70 мас.% алюминиевого порошка узловатой (неправильной) формы. Хотя в этой заявке на патент США солнечный элемент имеет меньшее явление изгиба, из-за присутствия алюминиевого порошка неправильной формы плотность упаковки тыльного электрода, изготовленного из алюминиевой пасты, относительно свободна, а коэффициент заполнения солнечный элемент, содержащий задний электрод, относительно низок.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание композиции проводящей пасты, не содержащей свинца, для уменьшения явления искривления солнечного элемента, когда бессвинцовая проводящая паста обжигается для формирования тыльного электрода солнечного элемента. солнечная батарея.

В соответствии с данным изобретением композиция проводящей пасты, не содержащая свинца, включает силуминовый порошок, бессвинцовые стеклянные фритты, органическое связующее, стеариновую кислоту цинка и алюминиевый порошок.

Способ производства композиции проводящей пасты, не содержащей свинца, по данному изобретению включает следующие этапы.

Сначала получают бессвинцовые стеклянные фритты путем смешивания Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , ZnO, B ₂ O ₃, BaO и Bi 6 3

2 9 при соответствующем соотношении и плавлением указанной смеси на воздухе до получения однородной расплавленной смеси с последующей закалкой в воде и измельчением.

Затем смесь алюминия и кремния в соответствующем соотношении плавят, чтобы получить гомогенную расплавленную смесь, после чего следует распыление, чтобы получить порошок силумина.

Наконец, исходя из общей массы проводящей пасты, от 2 до 4 мас.% порошка силумина, от 2 до 3 мас.% стеклофрит, от 21 до 23 мас.% органического связующего, от 0,2 до 0,5 мас.% стеариновой кислоты, цинка и алюминиевого порошка смешивают, чтобы получить бессвинцовую композицию проводящей пасты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

Вышеуказанные и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

РИС.1 представляет собой блок-схему, которая иллюстрирует способ изготовления не содержащей свинца композиции проводящей пасты по настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к не содержащей свинца композиции проводящей пасты для солнечного элемента, включающей порошок силумина, бессвинцовые стеклянные фритты, органическое связующее, стеариновую кислоту цинка и алюминиевый порошок.

Предпочтительно бессвинцовая композиция проводящей пасты по настоящему изобретению включает в расчете на общую массу композиции проводящей пасты от 2 до 4 мас.% силуминового порошка, от 2 до 3 мас.% бессвинцовых стеклянных фритт. , от 21 до 23 мас.% органического связующего, 0.от 2 до 0,5 мас.% стеариновой кислоты цинка, а остальное составляет алюминиевый порошок.

На основе общего веса фритт из бессвинцового стекла, фритты из бессвинцового стекла включают Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , ZnO, B ₂ O ₃ , BaO и Би ₂ О ₃ . Доля вышеуказанных компонентов в стеклянных фриттах строго не ограничена. Предпочтительно бессвинцовые стеклянные фритты включают в пересчете на общую массу стеклянных фритт 0,00.от 1 до 3 мас. % Al ₂ O ₃, от 3 до 10 мас. % SiO ₂, от 12 до 15 мас. % ZnO, от 7 до 10 мас. % B ₂ O _{3,904,31 до 3 мас.% BaO, а остальное Bi ₂ O ₃ .}

В расчете на общую массу силуминового порошка силаминовый порошок включает от 12,6 до 99,9 мас.% кремния, остальное составляет алюминиевый порошок. Порошок силумина используется для эффективного уменьшения проблемы изгиба кремниевой пластины, связанной с изменением объема, когда проводящая паста печатается методом трафаретной печати, а затем обжигается при высокой температуре для формирования тыльного электрода.

В пересчете на общую массу органического связующего органическое связующее включает от 1 до 4 мас. % поливинилбутираля (ПВБ), от 3 до 6 мас. % этилцеллюлозы (ЭЦ), от 5 до 30 мас. % бутилкарбитола (БК). ), от 20 до 45 мас.% ацетата бутилкарбитола (BCA), а остальное составляет терпинеол. Следует отметить, что, поскольку вышеупомянутые компоненты органического связующего не оказывают эффективного влияния на проблему изгиба кремниевой пластины, их пропорции могут быть определены исходя из фактических требований для каждого завода.

Алюминиевый порошок имеет сферическую форму и предпочтительно имеет средний диаметр частиц в диапазоне от 3 мкм до 8 мкм. При использовании алюминиевого порошка правильной сферической формы плотность упаковки тыльного электрода, изготовленного из композиции проводящей пасты по настоящему изобретению, и коэффициент заполнения солнечного элемента, содержащего тыльный электрод, могут быть улучшены.

РИС. 1 показан способ получения композиции проводящей пасты, не содержащей свинца, согласно настоящему изобретению.

Во-первых, смесь, содержащая Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , ZnO, B ₂ O ₃ , BaO и Bi _{2 _{O 9243 в соответствующем соотношении воздух при температуре от 900°С.до 1100°С с образованием гомогенной расплавленной смеси с последующей закалкой в воде и измельчением, в результате чего получают стеклянные фритты.}}

Смесь алюминия и кремния в соответствующем соотношении плавится с образованием однородной расплавленной смеси и распыляется с получением порошка силумина со средним диаметром от 35 мкм до 50 мкм. Более конкретно, смесь алюминия и кремния плавят с использованием вакуумной индукционной плавильной печи или вакуумной дуговой плавильной печи при температуре от 1500°С.до 1650°С и давлении ниже 10 90 100 -3 90 101 торр, чтобы получить гомогенную расплавленную смесь. Затем гомогенную расплавленную смесь распыляют, ударяя по ней инертным газом, таким как аргон или газообразный азот, при давлении от 20 до 30 атм с получением порошка силумина. Затем порошок силумина охлаждают путем естественного охлаждения при комнатной температуре или путем его обдува аргоном или азотом под высоким давлением при давлении от 20 до 30 атм. Затем порошок силумина измельчают и просеивают, чтобы получить порошок со средним диаметром от 35 мкм до 50 мкм.

Композицию проводящей пасты, не содержащую свинца, по настоящему изобретению получают путем смешивания порошка силумина, стеклянных фритт, органического связующего, стеариновой кислоты цинка и алюминиевого порошка в подходящем соотношении. Предпочтительно органическое связующее, содержащее ПВБ, ЭК, ВС, БКА и терпинеол, предварительно нагревают до температуры в диапазоне от 80°С до 100°С при перемешивании с последующим смешиванием с порошком силумина, стеклянными фриттами, стеариновой кислотой цинка. и алюминиевый порошок. Затем смесь измельчают и диспергируют с использованием 3-валковой мешалки с получением композиции проводящей пасты.

Состав проводящей пасты по данному изобретению не содержит свинца и, таким образом, соответствует директиве ЕС RoHS. Кроме того, с помощью силуминового порошка проблема изгиба кремниевой пластины, возникающая в результате изменения объема, может быть эффективно уменьшена.

ПРИМЕР 1

В расчете на общую массу стеклянных фритт, 2 мас. % Al ₂ O ₃ , 9 мас. % SiO ₂ , 13 мас. % ZnO, 8 мас. % 45 B 2 92 O ₃ , 1 мас.% BaO, остальное Bi ₂ O ₃ хорошо перемешивали в миксере и выливали в платиновый тигель.Смесь в платиновом тигле помещали в нагревательную печь при 950°С, а затем выдерживали в течение 10 минут после полного расплавления всех оксидов, содержащихся в смеси, для обеспечения получения гомогенной смеси расплавленного стекла. Смесь расплавленного стекла гасили водой и измельчали с получением стеклянных фритт размером менее 10 мкм.

В расчете на общую массу порошка силумина, 75 мас.% кремния и 25 мас.% алюминия соответственно получены из кремниевых и алюминиевых брикетов с 99.99% чистотой помещали в тигель вакуумной индукционной плавильной печи. Печь откачивали для снижения давления в ней до менее 10 ^-3 Торр и нагревали до 1600°С. При этих условиях кремний и алюминий полностью расплавлялись, и через 10 минут получали расплавленную силуминовую смесь. . Расплавленную силуминовую смесь хорошо перемешивали с помощью магнитной мешалки.

Расплавленную смесь силумина распыляли путем удара по ней азотом при давлении 20 атм с получением порошка силумина с последующим охлаждением при комнатной температуре.

В расчете на общую массу органического связующего вещества 2 % масс. ПВБ, 5 % масс. ЭЦ, 25 % масс. ВС, 25 % масс. прозрачное и гомогенное органическое связующее.

В расчете на общую массу композиции проводящей пасты, не содержащей свинца, 2 % масс. порошка силумина, 2 % масс. стеклянных фритт, 23 % масс. органического связующего, 0,5 % масс. стеариновой кислоты цинка и остаток, представляющий собой порошок алюминия сферической формы с чистотой 99,8%, хорошо перемешивали в смесителе в течение 40 минут, а затем измельчали и диспергировали в 3-валковом смесителе с получением композиции проводящей пасты, не содержащей свинца, с размером частиц менее 10 мкм.

ПРИМЕР 2

Способ приготовления не содержащей свинца проводящей пасты из примера 2 был подобен способу из примера 1. Отличия описаны ниже.

В примере 2 стеклянные фритты состояли из 1 мас. % Al ₂ O ₃ , 4 мас. % SiO ₂ , 14 мас. % ZnO, 9 мас. % B _{2 _O 3}, 2 мас.% BaO, а остальное Bi ₂ O ₃, и нагревали при 1000°C в нагревательной печи.Порошок силумина состоял из 55 мас. % кремния и 45 мас. % алюминия, а давление газообразного азота, используемого для распыления расплавленной смеси силумина, составляло 28 атм. Распыленный порошок силумина охлаждали, обдувая его газообразным азотом под давлением 28 атм. Органическое связующее состояло из компонентов, включающих 3 мас. % ПВБ, 4 мас. % ЭЦ, 10 мас. % ВС и 40 мас. % БСА, а остальное составлял терпинеол, и компоненты смешивали в контейнере при 95°С. ° C. Композиция проводящей пасты, не содержащая свинца, согласно примеру 2, состояла из 3 мас.% порошка силумина, 4 мас.% стеклофрит, 21 мас.% органического связующего, 0.2 мас.% стеариновой кислоты цинка, а остальное составляет алюминиевый порошок сферической формы.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 1

Способ приготовления не содержащей свинца композиции проводящей пасты Сравнительного примера 1 был аналогичен способу из Примера 1, за исключением того, что порошок силумина не был включен в состав не содержащей свинца проводящей пасты Сравнительного примера 1.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 2

Способ приготовления не содержащей свинца проводящей пасты из сравнительного примера 2 был аналогичен способу из примера 2, за исключением того, что порошок силумина не был включен в бессвинцовую проводящую пасту из сравнительного примера 2.

[Испытание]

Композиции проводящей пасты, не содержащие свинца, в примерах 1 и 2 и в сравнительных примерах 1 и 2 использовали для формирования тыльных электродов на пластинах из поликремния, чтобы получить образцы пластин A-D для испытаний соответственно. Ниже описан способ изготовления образцов тестируемых вафель от A до D.

Каждая из композиций проводящей пасты, не содержащей свинца, в примерах и сравнительных примерах была напечатана трафаретной печатью на поликремниевой пластине размером 156 мм × 156 мм, покрытой серебряной пастой с лицевой и обратной стороны, с последующей сушкой при 200°С. С.и обжиг для формирования тыльного электрода пластины на поликремниевой пластине. Толщина голой пластины составляла 180 мкм. Температура обжига составляла 850°С в примере 1 и сравнительном примере 1 и 800°С в примере 2 и сравнительном примере 2.

В испытательном образце пластины А эффективность фотоэлектрического преобразования напряжение цепи 622 мВ, ток короткого замыкания 8,23 А, коэффициент заполнения 76,8 %. В образце тестовой пластины B эффективность фотоэлектрического преобразования составила 16.02%, напряжение холостого хода 619 мВ, ток короткого замыкания 8,24 А, коэффициент заполнения 76,5%. Образцы тестовых пластин A и B, содержащие тыльные электроды, изготовленные из композиций проводящей пасты по настоящему изобретению, прошли тесты контроля качества.

В каждом из образцов тестируемых пластин от A до D наблюдалось явление изгиба. Данные представлены в Таблице 1.

ТАБЛИЦА 1Испытательный образец пластиныABCD Изгиб (мм)1.

391.011.981.65

% по сравнению с образцом тестовой пластины C, а явление изгиба в образце тестовой пластины B уменьшилось примерно на 39% по сравнению с образцом тестовой пластины D.Результаты показывают, что порошок силумина, содержащийся в композиции проводящей пасты, не содержащей свинца, по настоящему изобретению может быть использован для эффективного уменьшения явления прогиба в образцах испытуемых пластин.

Композиция проводящей пасты, не содержащая свинца, согласно изобретению полностью не содержит свинца, и никаких экологических проблем, связанных с металлическим свинцом, не возникнет. Благодаря включению силуминового порошка композиция проводящей пасты, не содержащая свинца, по настоящему изобретению способна уменьшить явление изгиба солнечного элемента.Эффективность фотоэлектрического преобразования, напряжение холостого хода, ток короткого замыкания и коэффициент заполнения образца пластины также соответствуют промышленным требованиям.

Журнал "Дизайнер"