Алюминий АК4

Марка: АК4	Класс: Алюминиевый деформируемый сплав
Использование в промышленности: для изготовления деталей реактивных двигателей

Химический состав в % сплава АК4
Fe	0,8 - 1,3
Si	0,5 - 1,2
Mn	до 0,2
Ni	0,8 - 1,3
Ti	до 0,1
Al	91,2 - 94,6
Cu	1,9 - 2,5
Mg	1,4 - 1,8
Zn	до 0,3

Дополнительная информация и свойства

Твердость материала: HB 10 -1 = 100 МПа

Механические свойства сплава АК4 при Т=20oС
Прокат	Размер	Напр.	σв(МПа)	sT (МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / м2)
Поковки			360	260	3

Физические свойства сплава АК4
T (Град)	E 10- 5 (МПа)	a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	0.72		180	2770
100		22

Особенности штамповки алюминиевых полуфабрикатов и изделий из сплава АК4 и подобных: при штамповке алюминиевых сплавов АК4 и подобных необходимо учитывать следующие важные особенности:

1. На поверхности исходной заготовки не должно быть даже неглубоких трещин, плен, вмятин, пузырей. Перед штамповкой все поверхностные дефекты должны быть удалены.

2. При штамповке деталей из алюминиевых сплавов необходимо строго соблюдать температуру и время нагрева заготовок, выдержку при заданной температуре, а также температурные интервалы штамповки. Особо строгий контроль температур необходим при нагреве заготовок из малопластичных сплавов, чувствительных к перегреву. Перед началом штамповки обязателен подогрев штампов до 250—300° С; штамповка в холодных или в недостаточно нагретых штампах затрудняет заполнение полости металлом и вызывает образование трещин на штампуемых заготовках.

3. Скорость и степень деформации предусматривают такими, чтобы обеспечить требуемые механические свойства штампованной заготовки.

4. При штамповке на молоте рекомендуется вначале деформирование проводить легкими ударами, причем деформация за один удар должна быть не менее 5—8% для пластичных сплавов и 3—5% для малопластичных сплавов. Степень деформации менее 2% за один удар приводит к деформированию только поверхностных слоев заготовки.

Штамповки из сплавов АМг5, АМг6, АК4, АК6, АК8, В95, в особенности сложной конфигурации, во избежание возникновения поверхностных дефектов изготавливают в два и более переходов.

5. Меньшая способность заполнения формы штампа — осадкой и большая — истечением (выдавливанием). Данное явление объясняется появлением дополнительных растягивающих напряжений при осадке и значительно меньшими их величинами при выдавливании, так как деформация при выдавливании происходит при более высоких сжимающих напряжениях.

6. При штамповке обязательно применение смазок. Наиболее распространенной смазкой является смесь машинного масла ГОСТ 17073—51 (60%) и графита ОСТ 10555-40 (40%). Эта смазка вызывает появление на изделиях нагара, который трудно удаляется травлением. Для наиболее ответственных штамповок применяют животный жир, пчелиный воск. Смазка наносится на штамп тонким слоем перед укладкой заготовки в штамп.

7. Гравюра в штампах должна иметь плавные переходы и полированную поверхность.

8. Штамповки из алюминиевых сплавов, как правило, изготавливают в одноручьевых штампах. Многоручьевую штамповку за один нагрев не применяют. Это вызвано тем, что после каждой промежуточной операции производят зачистку наружных дефектов, которая исключает возможность применения последовательной штамповки за один нагрев.

9. Заготовительные ручьи имеют ограниченное применение; подкатные ручьи совсем не применяют, а протяжной ручей используют лишь при определенной степени и скорости деформации с зачисткой дефектов после протяжки. Протяжку заготовок рекомендуется выделять в отдельную операцию и проводить ее на плоских бойках.

Пути повышения точности штамповок из сплавов АК4 и подобных.

Оценка кузнечных полуфабрикатов производится по нескольким показателям точности. Различают точность размеров штамповок, характеризуемую полем допусков по степени приближения штамповки к форме чистовой детали, которая определяется величиной фактических припусков. Фактический припуск учитывает величины дефектного слоя металла, он также необходим для компенсации различного рода погрешностей, сопутствующих процессу штамповки.

Известно также понятие о точности изготовления штамповок. Эта точность тем выше, чем меньше колебания размеров самой штамповки. Таким образом, точность процесса объединяет в себе оба упомянутые выше понятия точности.

Повышенная точность размеров штамповок уменьшает потери металла в стружку, однако наиболее полно потери металла характеризуются точностью процесса изготовления штамповок.

Производственные погрешности представляют случайные факторы, зависящие от конкретных условий производства, и могут быть определены с достаточной степенью точности при помощи теории вероятности.

В условиях кузнечно-штамповочного производства производственными погрешностями являются фактические отступления от нормальных величин изготовляемых штамповок:

погрешности, вызванные оборудованием, вследствие его упругого деформирования и износа его отдельных узлов;

искажения, связанные с температурными колебаниями инструмента, заготовки и оборудования;

погрешности в изготовлении инструмента и за счет его износа; неоднородность материала самой штамповки; ошибки рабочего при установке штампа. Большинство этих величин является чисто случайными, особенно при крупносерийном производстве.

Для повышения точности штамповок необходимо: увеличение жесткости существующих машин-орудий и инструмента;

создание оптимальных термомеханических условий при деформировании;

повышение точности изготовления инструмента; На рис. 198 изображен лонжерон обычного и точного исполнения. Как видно из рисунка, наличие необрабатываемых поверхностей, заложенных при проектировании детали, резко снижает потребную механическую обработку. На практике точность штамповки количественно оценивают следующие показатели:

коэффициент весовой точности (КВТ), который определяется отношением массы чистовой детали к массе штамповки.