Заготовки из алюминиевых сплавов

Когда слышишь 'заготовки из алюминиевых сплавов', многие сразу представляют штампованные профили — но это лишь верхушка айсберга. На деле даже в простом прутке АД31 могут быть скрытые дефекты, которые вскроются только при фрезеровке.

Ошибки при выборе сплава

В прошлом месяце пришлось разбирать партию алюминиевых сплавов от нового поставщика — визуально идеальные прутки, но при точении давали рваную стружку. Оказалось, перекалили АМг6, хотя сертификаты показывали норму. Такие вещи в документах не отражаются.

Сейчас многие гонятся за импортными аналогами, скажем, вместо нашего АД35 берут 6061 — но если деталь работает при перепадах температур, разница в коэффициенте расширения даст о себе знать через полгода. Проверял на теплообменниках для пищевого оборудования — микротрещины по сварным швам пошли именно у тех, кто сэкономил на материале.

Кстати, о заготовках из алюминиевых сплавов для авиакосмоса — там вообще отдельная история. Допустим, В96ц3 требует не просто сертификата, а контроля каждой плавки. Как-то взяли партию для кронштейнов спутниковой антенны — вроде бы все по ГОСТ, а при ультразвуковом контроле выявили расслоение. Хорошо, что перепроверили до запуска в производство.

Технологии обработки

Сейчас много говорят о аддитивных технологиях, но для серийки алюминиевых сплавов прокат и прессование пока вне конкуренции. Например, для тех же радиаторов охлаждения электроники — лист АМг2Н2 толщиной 0.8 мм с полимерным покрытием дает теплоотдачу на 15% выше штампованного аналога.

Особенно сложно с тонкостенными профилями — тут либо дорогой изотермический пресс, либо риск коробления. В ООО 'Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии' как раз видел их разработку по комбинированной обработке — совмещают алюминиевые сплавы с медным напылением для улучшения электропроводности. Интересное решение, хотя для массового производства пока дороговато.

Кстати, о качестве реза — если для стали допустима скорость подачи 0.2 мм/оборот, то для алюминиевых сплавов Д16Т лучше не превышать 0.1, иначе наклеп. Проверял на токарном станке с ЧПУ — при превышении скорости поверхность выглядит гладкой, но при анодировании проявляются волны.

Дефекты и как их избежать

Самое коварное в заготовках из алюминиевых сплавов — это скрытые раковины. Особенно в крупных поковках — внешне все идеально, но при фрезеровке вскрываются пустоты. Как-то потеряли из-за этого комплект деталей для ветрогенератора — пришлось переделывать всю партию.

Еще момент — если берешь алюминиевые сплавы для морской среды, обязательно проверяй содержание железа. Был случай с АМг5 — вроде бы коррозионностойкий, но при контакте с соленой водой началась межкристаллитная коррозия. Оказалось, поставщик сэкономил на очистке шихты.

Сейчас многие используют ультразвуковой контроль, но он не всегда выявляет микропористость. Для ответственных деталей лучше сочетать с рентгеном — да, дороже, но дешевле, чем брак в собранном узле. Особенно это актуально для заготовок из алюминиевых сплавов в автомобилестроении — там каждый грамм на счету, а прочность критична.

Особенности работы с разными формами

С прутками вроде бы все просто — но если диаметр больше 80 мм, могут быть проблемы с однородностью структуры. Как-то заказали пруток АД35 120 мм для гидравлических цилиндров — при термообработке повело винтом. Пришлось разрабатывать специальный режим отпуска.

С листами сложнее — особенно с тонкими (менее 1 мм). При резке лазером кромка оплавляется, и потом сложно сваривать. Перешли на гидроабразивную резку — дороже, но качество стыка того стоит. Кстати, для алюминиевых сплавов АМцС важно учитывать направление проката — иначе при гибке пойдут трещины.

Трубы — отдельная головная боль. Особенно тонкостенные — при пайке часто 'ведет'. Сейчас пробуем технологию диффузионной сварки в вакууме — пока дорого, но для медицинской техники подходит идеально. В той же ООО 'Сучжоу Ляньсинь' видели их подход к калибровке трубных заготовок — интересная методика холодного деформирования с последующей стабилизацией.

Перспективные направления

Сейчас все больше внимания уделяют алюминиевым сплавам с добавлением скандия — прочность выше, а вес меньше. Но цена пока кусается — mainly для аэрокосмоса. Интересно, что китайские коллеги из https://www.lianxin-metal.ru уже освоили производство таких сплавов для электротранспорта — батарейные кожухи получаются на 30% легче при той же жесткости.

Еще перспективное направление — гибридные материалы. Тот же медно-алюминиевый композит — медь дает теплопроводность, алюминий легкость. В производстве силовых шин уже применяют, но технология сложная — разные коэффициенты расширения. На выставке видел образцы от ООО 'Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии' — там интересно решили вопрос переходного слоя.

Вообще, если говорить о будущем заготовок из алюминиевых сплавов — думаю, упор будет на smart-материалы с памятью формы. Уже сейчас экспериментируют со сплавами для робототехники — чтобы при нагреве возвращали первоначальную конфигурацию. Правда, пока больше лабораторные образцы.