Какво е алуминиев слитък?

Какво е алуминиев слитък?

Алуминият е сребристобял метал и е на трето място в земната кора след кислорода и силиция. Плътността на алуминия е сравнително малка, само 34,61% от желязото и 30,33% от медта, така че се нарича още лек метал. Алуминият е цветен метал, чието производство и потребление са втори в света след стоманата. Тъй като алуминият е лек, той често се използва в производството на сухопътни, морски и въздушни превозни средства като автомобили, влакове, метро, ​​кораби, самолети, ракети и космически кораби, за да намали собственото си тегло и да увеличи товароносимостта. Суровините в нашата ежедневна индустрия се наричат ​​алуминиеви блокове. Според националния стандарт (GB/T 1196-2008), те би трябвало да се наричат ​​„алуминиеви блокове за претопяване“, но всички са свикнали да ги наричат ​​„алуминиеви блокове“. Произвежда се чрез електролиза с помощта на алуминиев криолит. След като алуминиевите блокове навлязат в промишлените приложения, има две основни категории: ляти алуминиеви сплави и деформирани алуминиеви сплави. Лятият алуминий и алуминиевите сплави са алуминиеви отливки, произведени чрез леене; Деформираният алуминий и алуминиевите сплави са обработени алуминиеви продукти, произведени чрез методи на обработка под налягане: плочи, ленти, фолиа, тръби, пръти, профили, телове и изковки. Според националния стандарт, „претопените алуминиеви блокове се разделят на 8 степени според химичния състав, които са Al99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7E, Al99.6E“ (Забележка: Числото след Al е съдържанието на алуминий). Някои хора наричат ​​алуминий „A00“, което всъщност е алуминий с чистота 99,7%, който се нарича „стандартен алуминий“ на лондонския пазар. Техническите стандарти на нашата страна през 50-те години на миналия век идват от бившия Съветски съюз. „A00“ е руската марка в националните стандарти на Съветския съюз. „A“ е руска буква, а не английската „A“ или „A“ от китайската фонетична азбука. Ако е в съответствие с международните стандарти, е по-точно да се нарече „стандартен алуминий“. Стандартният алуминий е алуминиев слитък, съдържащ 99,7% алуминий, който е регистриран на лондонския пазар.

Как се произвеждат алуминиеви блокове
Процесът на леене на алуминиеви блокове използва разтопен алуминий за инжектиране във формата и след като се извади след охлаждане в отлята плоча, процесът на инжектиране е ключова стъпка за качеството на продукта. Процесът на леене е и физическият процес на кристализация на течен алуминий в твърд алуминий.
Процесът на леене на алуминиеви блокове е приблизително следният: изваждане на алуминий - отделяне на шлака - събиране на съставки - зареждане в пещ - рафиниране - леене - алуминиеви блокове за претопяване - проверка на готовия продукт - проверка на готовия продукт - складиране; изваждане на алуминий - отделяне на шлака - събиране на съставки - зареждане в пещ - почистване - леене на блокове от сплав - леене на блокове от сплав - проверка на готовия продукт - проверка на готовия продукт - складиране

Често използваните методи за леене се разделят на непрекъснато леене и вертикално полунепрекъснато леене.

Непрекъснато леене

Непрекъснатото леене може да се раздели на леене в смесена пещ и външно леене. Всички използват машини за непрекъснато леене. Леенето в смесителна пещ е процес на леене на разтопен алуминий в смесителна пещ и се използва главно за производство на алуминиеви блокове за претопяване и леене на сплави. Външното леене се извършва директно от кофата към леярската машина и се използва главно, когато леярското оборудване не може да отговори на производствените изисквания или качеството на входящите материали е твърде лошо, за да се подават директно в пещта. Тъй като няма външен източник на топлина, е необходимо кофата да има определена температура, обикновено между 690°C и 740°C през лятото и 700°C до 760°C през зимата, за да се гарантира по-добър външен вид на алуминиевия блок.

За леене в смесителна пещ, съставките първо трябва да се смесят, след това да се излеят в смесителната пещ, да се разбъркат равномерно и след това да се добави флюс за рафиниране. Слитъкът от леярската сплав трябва да се избистри за повече от 30 минути и шлаката може да се излее след избистряне. По време на леенето, отворът на пещта на смесителната пещ е подравнен с втората и третата форма на леярската машина, което може да осигури известна степен на мобилност при промяна на потока на течността и смяна на формата. Отворът на пещта и леярската машина са свързани с улей. По-добре е да има по-къс улей, което може да намали окисляването на алуминия и да избегне вихрушка и пръски. Когато леярската машина е спряна за повече от 48 часа, формата трябва да се загрее предварително за 4 часа, преди да се рестартира. Разтопеният алуминий тече във формата през улея и оксидният филм върху повърхността на разтопения алуминий се отстранява с лопата, което се нарича шлаковане. След като една форма се напълни, улейът се премества в следващата форма и леярската машина се придвижва непрекъснато. Формата се придвижва последователно и разтопеният алуминий постепенно се охлажда. Когато достигне средата на леярската машина, разтопеният алуминий се е втвърдил в алуминиеви блокове, които са маркирани с номер на топене от принтера. Когато алуминиевият блок достигне горната част на леярската машина, той е напълно втвърден в алуминиев блок. В този момент формата се обръща и алуминиевият блок се изхвърля от формата и пада върху автоматичната количка за приемане на блокове, която автоматично се подрежда и сглобява от подреждача, за да се превърне в готов алуминиев блок. Леярската машина се охлажда чрез пръскане с вода, но водата трябва да се подава след като леярската машина е включена за едно пълно завъртане. Всеки тон разтопен алуминий изразходва около 8-10 тона вода и през лятото е необходим вентилатор за повърхностно охлаждане. Блокът е отливка в плоска форма, като посоката на втвърдяване на разтопения алуминий е отдолу нагоре, като средната част на горната част се втвърдява окончателно, оставяйки свиване във формата на жлеб. Времето за втвърдяване и условията на всяка част от алуминиевия слитък не са еднакви, така че химичният му състав също ще бъде различен, но като цяло е в съответствие със стандарта.

Често срещани дефекти на алуминиеви блокове за претопяване са:

① Стома. Основната причина е, че температурата на леене е твърде висока, разтопеният алуминий съдържа повече газ, повърхността на алуминиевия слитък има много пори (дупки), повърхността е тъмна и в тежки случаи се появяват горещи пукнатини.
② Включване на шлака. Основната причина е, че шлаката не е чиста, което води до включване на шлака по повърхността; втората е, че температурата на разтопения алуминий е твърде ниска, което води до вътрешно включване на шлака.
③Вълни и мигания. Основната причина е, че операцията не е добра, алуминиевият слитък е твърде голям или леярската машина не работи гладко.
④ Пукнатини. Студените пукнатини се причиняват главно от твърде ниска температура на леене, което прави кристалите на алуминиевите блокове неплътни, причинявайки разхлабване и дори пукнатини. Термичните пукнатини се причиняват от висока температура на леене.
⑤ Разделяне на компонентите. Причинява се главно от неравномерно смесване при леене на сплав.

Вертикално полунепрекъснато леене

Вертикалното полунепрекъснато леене се използва главно за производството на алуминиеви блокове от тел, блокове от плочи и различни деформирани сплави за обработка на профили. Разтопеният алуминий се излива в смесителната пещ след дозиране. Поради специалните изисквания към теловете, преди леенето трябва да се добави междинна плоча Al-B, за да се отстранят титанът и ванадият (блокове от тел) от разтопения алуминий; плочите трябва да се добавят със сплав Al-Ti--B (Ti5%B1%) за рафиниране. Повърхността се обрабощава фино. Добавете 2# рафиниращ агент към високомагнезиевата сплав, количеството е 5%, разбъркайте равномерно, след 30 минути отстранете налепа и отлейте. Повдигнете шасито на леярската машина преди леенето и издухайте влагата от шасито със сгъстен въздух. След това повдигнете основната плоча в кристализатора, нанесете слой смазочно масло върху вътрешната стена на кристализатора, налейте малко охлаждаща вода във водната риза, поставете сухата и предварително загрята разпределителна плоча, автоматичната регулираща пробка и улейте на място, така че всеки отвор на разпределителната плоча да е разположен в центъра на кристализатора. В началото на леенето, натиснете с ръка автоматичния регулиращ клапан, за да блокирате дюзата, отворете отвора на пещта за смесване и оставете алуминиевата течност да потече в разпределителната плоча през улея. Когато алуминиевата течност достигне 2/5 в разпределителната плоча, освободете автоматичния регулатор. Регулирайте клапана така, че разтопеният алуминий да потече в кристализатора и да се охлади върху шасито. Когато алуминиевата течност достигне 30 мм височина в кристализатора, шасито може да се спусне и ще започне да се подава охлаждаща вода. Автоматичният регулиращ клапан контролира балансирания поток на алуминиевата течност в кристализатора и поддържа височината на алуминиевата течност в кристализатора непроменена. Нагарът и оксидният филм върху повърхността на разтопения алуминий трябва да се отстранят навреме. Когато дължината на алуминиевия слитък е около 6 м, блокирайте отвора на пещта, отстранете разпределителната плоча, спрете подаването на вода, след като алуминиевата течност се втвърди напълно, отстранете водната риза, извадете отливания алуминиев слитък с монорелсов кран и го поставете върху машината за рязане според необходимия размер. Отрежете го и го подгответе за следващото леене. По време на леенето температурата на разтопения алуминий в смесителната пещ се поддържа на 690-710°C, температурата на разтопения алуминий в разпределителната плоча се поддържа на 685-690°C, скоростта на леене е 190-210 mm/min, а налягането на охлаждащата вода е 0,147-0,196 MPa.

Скоростта на леене е пропорционална на линейния слитък с квадратно сечение:
VD=K, където V е скоростта на леене, mm/min или m/h; D е дължината на страната на сечението на слитъка, mm или m; K е константата, m2/h, обикновено 1,2～1,5.

Вертикалното полунепрекъснато леене е метод на последователна кристализация. След като разтопеният алуминий влезе в отвора за леене, той започва да кристализира върху долната плоча и вътрешната стена на формата. Тъй като условията на охлаждане в центъра и страните са различни, кристализацията образува форма на ниска средна и висока периферия. Шасито се спуска с постоянна скорост. В същото време горната част непрекъснато се инжектира с течен алуминий, така че има полувтвърдена зона между твърдия и течния алуминий. Тъй като течният алуминий се свива при кондензация и има слой смазочно масло върху вътрешната стена на кристализатора, докато шасито се спуска, втвърденият алуминий излиза от кристализатора. В долната част на кристализатора има кръг от отвори за охлаждаща вода, през които охлаждащата вода може да се пръска, докато не излезе. Повърхността на алуминиевия слитък се подлага на вторично охлаждане, докато целият слитък от тел се отлее.

Последователната кристализация може да установи относително задоволителни условия на втвърдяване, което е благоприятно за размера на зърната, механичните свойства и електрическата проводимост на кристализацията. Няма разлика в механичните свойства във височината на сравнителния слитък, сегрегацията също е малка, скоростта на охлаждане е по-бърза и може да се получи много фина кристална структура.

Повърхността на алуминиевия блок трябва да е равна и гладка, без шлака, пукнатини, пори и др. Дължината на повърхностните пукнатини не трябва да надвишава 1,5 мм, дълбочината на шлаката и гънките по повърхността не трябва да надвишава 2 мм, а сечението не трябва да има пукнатини, пори и шлакови включвания. Да няма повече от 5 шлакови включвания с размер под 1 мм.

Основните дефекти на алуминиевите блокове са:

① Пукнатини. Причината е, че температурата на разтопения алуминий е твърде висока, скоростта е твърде висока и остатъчното напрежение се увеличава; съдържанието на силиций в разтопения алуминий е по-голямо от 0,8% и се образува същата стопилка от алуминий и силиций, като след това се генерира известно количество свободен силиций, което увеличава свойството на метала да се напуква чрез термично напукване: Или количеството охлаждаща вода е недостатъчно. Когато повърхността на формата е грапава или не се използва смазка, повърхността и ъглите на слитъка също ще се напукат.

② Включване на шлака. Включването на шлака върху повърхността на алуминиевия слитък се причинява от колебанията на разтопения алуминий, разкъсването на оксидния филм върху повърхността на разтопения алуминий и образуването на налеп по повърхността, навлизащ в страничната част на слитъка. Понякога смазочното масло също може да внесе известно количество шлака. Вътрешното включване на шлака се причинява от ниската температура на разтопения алуминий, високия вискозитет, невъзможността на шлаката да се отлепи във времето или честите промени в нивото на разтопения алуминий по време на леенето.

③Студено отделение. Образуването на студена бариера се дължи главно на прекомерни колебания в нивото на разтопения алуминий във формата, ниска температура на леене, прекомерно бавна скорост на леене или вибрации и неравномерно падане на леярската машина.

④ Стома. Порите, споменати тук, се отнасят до малки пори с диаметър по-малък от 1 мм. Причината за това е, че температурата на леене е твърде висока и кондензацията е твърде бърза, така че газът, съдържащ се в алуминиевата течност, не може да излезе навреме и след втвърдяване се събират малки мехурчета, които образуват пори в слитъка.

⑤ Повърхността е грапава. Тъй като вътрешната стена на кристализатора не е гладка, ефектът на смазване не е добър и в тежки случаи се образуват алуминиеви тумори по повърхността на кристала. Или поради твърде голямо съотношение на желязо към силиций, сегрегацията се причинява от неравномерно охлаждане.

⑥Изтичане на алуминий и повторен анализ. Основната причина е проблемът с операцията, а сериозният такъв може да причини и образуване на възли.

Приложение на лята алуминиево-силициева (Al-Si) сплав
Алуминиево-силициева (Al-Si) сплав, като масовата фракция на Si обикновено е 4%~22%. Тъй като Al-Si сплавта има отлични леярски свойства, като добра течливост, добра херметичност, малко свиване и ниска склонност към нагряване, след модификация и термична обработка тя има добри механични свойства, физични свойства, устойчивост на корозия и средни характеристики на машинна обработка. Това е най-универсалният и най-гъвкав вид лята алуминиева сплав. Ето някои примери за най-често използваните:

(1) Сплав ZL101(A) Сплавта ZL101 има добра херметичност, устойчивост на течливост и термични пукнатини, умерени механични свойства, заваръчни характеристики и устойчивост на корозия, прост състав, лесна за леене и подходяща за различни методи на леене. Сплавта ZL101 се използва за сложни части, които понасят умерени натоварвания, като части за самолети, инструменти, корпуси на инструменти, части за двигатели, автомобилни и корабни части, цилиндрови блокове, корпуси на помпи, спирачни барабани и електрически части. Освен това, на базата на сплавта ZL101, съдържанието на примеси е строго контролирано и чрез подобряване на технологията на леене се получава сплав ZL101A с по-високи механични свойства. Използва се за леене на различни корпусни части, корпуси на самолетни помпи, автомобилни скоростни кутии и горивно масло, колена на кутията, аксесоари за самолети и други носещи части.

(2) Сплав ZL102 Сплавта ZL102 има най-добра устойчивост на термични пукнатини и добра херметичност, както и добра течливост, не може да се укрепи чрез термична обработка и има ниска якост на опън. Подходяща е за леене на големи и тънкостенни сложни части. Подходяща за леене под налягане. Този тип сплав се използва главно за издържане на нисконатоварени тънкостенни отливки със сложна форма, като например различни корпуси на инструменти, автомобилни корпуси, зъболекарско оборудване, бутала и др.

(3) Сплав ZL104 Сплавта ZL104 има добра херметичност, устойчивост на течливост и термични пукнатини, висока якост, устойчивост на корозия, заваръчни характеристики и характеристики на рязане, но ниска топлоустойчивост, лесна за производство с малки пори, процесът на леене е по-сложен. Поради това се използва главно за производство на големи отливки от пясъчен метал, които издържат на високи натоварвания, като например корпуси на трансмисии, цилиндрови блокове, клапани на цилиндрови глави, ремъчни колела, капаци на кутии с инструменти и други части за самолети, кораби и автомобили.

(4) Сплав ZL105 Сплавта ZL105 има високи механични свойства, задоволителни леярски и заваръчни характеристики, по-добри рязане и топлоустойчивост от сплавта ZL104, но ниска пластичност и ниска корозионна устойчивост. Подходяща е за различни методи на леене. Този вид сплав се използва главно за производство на самолети, пясъчни форми за двигатели и метални части, които издържат на големи натоварвания, като корпуси на трансмисии, цилиндрови блокове, корпуси на хидравлични помпи и части за инструменти, както и опори на лагери и други машинни части.

Приложение на лята алуминиево-цинкова (Al-Zn) сплав

При Al-Zn сплавите, поради високата разтворимост на Zn в Al, когато към Al се добави Zn с масова фракция над 10%, якостта на сплавта може да се подобри значително. Въпреки че този вид сплав има висока естествена склонност към стареене и може да се постигне висока якост без термична обработка, недостатъците на този вид сплав са лоша устойчивост на корозия, висока плътност и лесно напукване при горещо по време на леене. Поради това този вид сплав се използва главно за производство на части за корпуси на инструменти, отливани под налягане.

Характеристиките и приложенията на често срещаните леярски Al-Zn сплави са следните:

(1) Сплав ZL401 Сплавта ZL401 има средни леярски характеристики, малка свиваема кухина и склонност към горещи пукнатини, добри заваръчни и режещи характеристики, висока якост в отлято състояние, но ниска пластичност, висока плътност и лоша устойчивост на корозия. Сплавта ZL401 се използва главно за различни части, получени чрез леене под налягане, работната температура не надвишава 200 градуса по Целзий, а структурата и формата на автомобилните и самолетните части са сложни.

(2) Сплав ZL402 Сплавта ZL402 има средни леярски характеристики, добра течливост, умерена херметичност, устойчивост на термични пукнатини, добри режещи характеристики, високи механични свойства и ударна жилавост в отлято състояние, но висока плътност. Процесът на топене е сложен и се използва главно за селскостопанска техника, машинни инструменти, корабни отливки, радиоустройства, кислородни регулатори, въртящи се колела и бутала на въздушни компресори.
Приложение на лята алуминиево-магнезиева (Al-Mg) сплав

Масовата фракция на Mg в Al-Mg сплавта е 4%~11%. Сплавта има ниска плътност, високи механични свойства, отлична устойчивост на корозия, добри режещи характеристики и ярка и красива повърхност. Въпреки това, поради сложните процеси на топене и леене на този вид сплав, освен че се използва като устойчива на корозия сплав, тя се използва и като сплав за декорация. Характеристиките и приложенията на често срещаните леяни Al-Mg сплави са следните.

(1) Сплав ZL301 Сплавта ZL301 има висока якост, добро удължение, отлични режещи характеристики, добра заваряемост, може да се анодизира и вибрира. Недостатъкът е, че има склонност към микроскопично разхлабване и е трудна за отливане. Сплав ZL301 се използва за производство на части с висока устойчивост на корозия при високо натоварване, работна температура под 150 градуса по Целзий и работа в атмосфера и морска вода, като рамки, опори, пръти и аксесоари.

(2) Сплав ZL303 Сплавта ZL303 има добра устойчивост на корозия, добра заваряемост, добри режещи характеристики, лесно полиране, приемливи леярски характеристики, ниски механични свойства, не може да се укрепи чрез термична обработка и има склонност към образуване на свиващи се отвори. Широко се използва при леене под налягане. Този вид сплав се използва главно за части със средно натоварване, под въздействието на корозия, или части в студена атмосфера и работна температура не по-висока от 200 градуса по Целзий, като например части за морски кораби и корпуси на машини.

(3) Сплав ZL305 Сплавта ZL305 се използва главно с добавен цинк (Zn) на базата на алуминиево-магнезиева сплав, за да се контролира естественото стареене, да се подобри якостта и устойчивостта на корозия под напрежение, да се получат добри комплексни механични свойства и да се намалят окисляването, порьозността и дефектите в порите на сплавта. Този тип сплав се използва главно за части с високо натоварване, работна температура под 100 градуса по Целзий и висока корозивност, които работят в атмосфера или морска вода, като например части в морски кораби.
Въведение в познанията за алуминиеви блокове
Алуминиев слитък за претопяване - 15 кг, 20 кг (≤99,80% Al):
Т-образен алуминиев слитък -- 500 кг, 1000 кг (≤99,80% Al):
Алуминиеви блокове с висока чистота - 10 кг, 15 кг (99,90%～99,999% Al);
Алуминиева сплав - блок - 10 кг, 15 кг (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Плоски блокове -- 500～1000 кг (за производство на плочи);
Кръгли вретена - 30～60 кг (за изтегляне на тел).

Повече подробности Линк:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Източник: Интернет
Отказ от отговорност: Информацията, съдържаща се в тази статия, е само за справка, а не като директно предложение за вземане на решение. Ако не възнамерявате да нарушавате законните си права, моля, свържете се с нас своевременно.