Литьё из высокопрочного сплава ВАЛ10 (АМ4,5Кд)
ВАЛ10 — высокопрочный литейный сплав системы алюминий–медь по ГОСТ 1583-93, обозначение по стандарту АМ4,5Кд. По прочности он стоит отдельно от силуминов: после закалки и полного старения предел прочности достигает 421 МПа при твёрдости 110 НВ, а в состоянии Т4 сплав даёт 10 % удлинения. Такие свойства приближают литую деталь к поковке из деформируемого сплава. Плата за прочность — сложность литья: у ВАЛ10 узкий технологический коридор, и далеко не каждую отливку из него можно получить. Мы льём из ВАЛ10 серийные детали — крышки и корпусные элементы — и по каждой новой геометрии сначала оцениваем технологичность.
Чем ВАЛ10 отличается от силуминов
В основе сплава не кремний, а медь — 4,5–5,1 % — плюс марганец, титан и кадмий как модифицирующие добавки. Медь даёт мощное упрочнение при старении, титан и кадмий измельчают зерно и повышают пластичность. Но у системы Al–Cu широкий интервал кристаллизации, а это значит: склонность к рассеянной усадочной пористости, к горячим трещинам в жёстких узлах и высокая чувствительность к питанию отливки. Литниково-питающая система для ВАЛ10 считается иначе, чем для АК7пч, прибыли крупнее, а массивные узлы приходится питать направленно.
Поэтому мы говорим о ВАЛ10 честно: сплав «трудный». Из него нельзя сделать произвольную отливку, которая нормально выходит из силумина. Но там, где деталь по прочности не проходит на АК7пч и заказчик рассматривает поковку или сварную конструкцию, литьё из ВАЛ10 часто оказывается более коротким и дешёвым путём. У нас есть серийные отливки из этого сплава, включая высокопрочные крышки.
Химический состав по ГОСТ 1583-93
| Элемент | Содержание, % |
| Медь (Cu) | 4,5–5,1 |
| Марганец (Mn) | 0,35–0,8 |
| Титан (Ti) | 0,15–0,35 |
| Кадмий (Cd) | 0,07–0,25 |
| Цирконий (Zr) | не более 0,15 |
| Железо (Fe) | не более 0,10–0,15 |
| Цинк (Zn) | не более 0,1 |
| Алюминий (Al) | основа |
Требования по железу здесь заметно жёстче, чем у силуминов, поэтому шихта и разливочный инструмент для ВАЛ10 контролируются отдельно, а состав каждой плавки подтверждается спектральным анализом.
Механические свойства по состояниям
Значения — для отдельно отлитых образцов из форм ХТС и песчаных форм по ГОСТ 1583-93.
| Состояние | Предел прочности, МПа | Удлинение, % | Твёрдость, НВ |
| Т4 — закалка | 294 | 10,0 | 70 |
| Т5 — закалка и неполное старение | 392 | 7,0 | 90 |
| Т6 — закалка и полное старение | 421 | 4,0 | 110 |
При литье в кокиль показатели ещё выше: 431 МПа при удлинении 8 % в состоянии Т5 и 490 МПа при 4 % в Т6. Для сравнения: лучший результат группы силуминов — 274 МПа у АК7пч в состоянии Т6. Комбинация 392 МПа и 7 % удлинения в состоянии Т5 — это тот случай, когда литая деталь конкурирует с механически обработанной заготовкой из деформируемого сплава.
Режимы термообработки
Закалка — нагрев до 545 °С с выдержкой 10–14 часов; для сложных отливок применяется ступенчатый режим: сначала 535 ± 5 °С, затем 545 °С. Старение: Т5 — 155 ± 5 °С, 3–8 часов; Т6 — 170 ± 5 °С, 6–10 часов; Т7 — 250 ± 5 °С, 3–10 часов. Длительная высокотемпературная выдержка при закалке — отдельное требование к оснастке и приспособлениям садки: деталь должна лежать без поводки. Термообработку ведём в собственных камерных электропечах с программным управлением и протоколированием.
Литьё, масса и ограничения
| Технология | Масса отливки | Серийность | Точность |
| Литьё в формы ХТС | до 490 кг | от 1 штуки | ЛТ3–ЛТ4 при литье в ХТС (кокиль и ЛПД — точнее) |
| Литьё в кокиль | от 0,1 до 20 кг | от 100 штук | точнее ЛТ3 |
Стенка — от 4 мм, ребро — от 3 мм при высоте до 40 мм, припуски — 1–3 мм. Для технологии ХТС нет ограничения по диаметру. Каждую новую деталь из ВАЛ10 мы проходим через анализ технологичности: смотрим разностенность, тепловые узлы, возможность направленного питания. Если геометрия для этого сплава неприемлема, честно говорим об этом и предлагаем варианты — изменение конструкции, переход на АК7пч с усилением сечений или другую технологию изготовления.
Контроль
По каждой плавке отливаются образцы по ГОСТ 1583-93 (тип 2), не менее трёх на плавку или садку; растяжение — по ГОСТ 1497-84, твёрдость по Бринеллю — по ГОСТ 9012-59, химический состав — на спектрометре. Для высоконагруженных деталей дополнительно применяем капиллярный и ультразвуковой контроль, испытания на герметичность, разрушающий контроль образца из партии. Все результаты идут в сертификат качества.
Смежные разделы
Что входит в услугу
- высоконагруженные крышки и корпусные детали
- детали, заменяющие поковку или сварную конструкцию
- серийные отливки из ВАЛ10
- отливки с требованиями по прочности свыше 300 МПа
- оценка технологичности детали под этот сплав
Материалы
- ВАЛ10 (АМ4,5Кд) по ГОСТ 1583-93
- АК7пч и АК7ч как альтернатива при усилении сечений
- АК9ч для массивных отливок
- литейные бронзы для узлов трения
Технические параметры
- масса отливки от 0,1 до 490 кг
- стенка от 4 мм
- ребро от 3 мм при высоте до 40 мм
- класс точности литья ЛТ3–ЛТ4 при литье в ХТС, кокиль и ЛПД — точнее
- предел прочности до 421 МПа при твёрдости 110 НВ в состоянии Т6
- удлинение до 10 % в состоянии Т4
- обработка до 2 200 × 1 800 × 900 мм, IT7–IT9, Ra 1,6–6,3
Отрасли и заказчики
- машиностроение и трансмиссии
- судостроение
- энергетика
- насосное оборудование
- приборостроение
- транспорт
Нормы и стандарты
- ГОСТ 1583-93 на сплав и отливки
- ГОСТ 1497-84 на растяжение
- ГОСТ 9012-59 на твёрдость
- ГОСТ 26645-85 на точность отливок
- ГОСТ 25346 на допуски
- ГОСТ 2789 на шероховатость
Сроки изготовления
опытная отливка — от 20 рабочих дней с изготовлением оснастки и отработкой питания; повторная партия — от 12 рабочих дней; механическая обработка — от 3 рабочих дней после термообработки
Процесс работы
- чертёж или 3D-модель → анализ технологичности под ВАЛ10 → расчёт литниково-питающей системы с направленным питанием → модельная оснастка → плавка с контролем шихты и спектральным анализом → литьё → закалка и старение по режиму чертежа → механическая обработка → неразрушающий контроль → сертификат
Почему выбирают нас
- есть серийные отливки из ВАЛ10 в производстве
- собственная термообработка с длительной высокотемпературной закалкой и протоколированием садки
- спектральный анализ каждой плавки
- не менее трёх образцов на плавку или садку
- отдельный контроль шихты по железу
- полный цикл на одной площадке в Наро-Фоминске
Частые вопросы
Какие свойства даёт ВАЛ10?
В состоянии Т6 — 421 МПа при твёрдости 110 НВ, в Т5 — 392 МПа при удлинении 7 %, в Т4 — 294 МПа при удлинении 10 % для образцов из ХТС. При литье в кокиль показатели выше.
Любую ли деталь можно отлить из ВАЛ10?
Нет. Сплав склонен к усадочной пористости и горячим трещинам, поэтому каждая геометрия проходит анализ технологичности. Если деталь не проходит, мы говорим об этом прямо и предлагаем альтернативу.
Как обозначается ВАЛ10 в ГОСТ 1583-93?
По стандарту марка обозначается АМ4,5Кд; ВАЛ10 — распространённое отраслевое обозначение того же сплава.
Заменит ли литая деталь из ВАЛ10 поковку?
В части задач да: 392 МПа при 7 % удлинения позволяют перейти от механически обработанной заготовки к отливке, сократив расход металла и объём обработки. Решение принимается по конкретному чертежу и условиям нагружения.
Готовы разместить заказ?
Оставьте заявку — менеджер свяжется с вами в течение 1 рабочего дня и подготовит коммерческое предложение.
