Šta je aluminijski ingot?

Šta je aluminijski ingot?

Aluminij je srebrno-bijeli metal i zauzima treće mjesto u Zemljinoj kori nakon kisika i silicija. Gustoća aluminija je relativno mala, samo 34,61% željeza i 30,33% bakra, pa se naziva i lakim metalom. Aluminij je obojeni metal čija je proizvodnja i potrošnja druga u svijetu, odmah iza čelika. Budući da je aluminij lagan, često se koristi u proizvodnji kopnenih, morskih i zračnih vozila poput automobila, vlakova, podzemne željeznice, brodova, aviona, raketa i svemirskih letjelica kako bi se smanjila vlastita težina i povećalo opterećenje. Sirovine u našoj svakodnevnoj industriji nazivaju se aluminijski ingoti. Prema nacionalnom standardu (GB/T 1196-2008), trebali bi se nazivati ​​"aluminijski ingoti za pretapanje", ali svi su navikli da ih nazivaju "aluminijski ingoti". Proizvode se elektrolizom korištenjem aluminij-kriolita. Nakon što aluminijski ingoti uđu u industrijsku primjenu, postoje dvije glavne kategorije: lijevane aluminijske legure i deformirane aluminijske legure. Lijevani aluminij i aluminijske legure su aluminijski odljevci proizvedeni metodama lijevanja; Deformirani aluminij i aluminijske legure su obrađeni aluminijski proizvodi proizvedeni metodama obrade pod pritiskom: ploče, trake, folije, cijevi, šipke, profili, žice i otkivci. Prema nacionalnom standardu, "ingoti od pretapanja aluminija podijeljeni su u 8 razreda prema hemijskom sastavu, a to su Al99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7E, Al99.6E" (Napomena: Broj iza Al označava sadržaj aluminija). Neki ljudi nazivaju "A00" aluminijumom, što je zapravo aluminij čistoće 99,7%, koji se na londonskom tržištu naziva "standardni aluminijum". Tehnički standardi naše zemlje iz 1950-ih došli su iz bivšeg Sovjetskog Saveza. "A00" je ruski brend u nacionalnim standardima Sovjetskog Saveza. "A" je rusko slovo, a ne englesko "A" ili "A" kineske fonetske abecede. Ako je u skladu s međunarodnim standardima, tačnije je nazvati "standardni aluminij". Standardni aluminij je aluminijski ingot koji sadrži 99,7% aluminija, koji je registrovan na londonskom tržištu.

Kako se prave aluminijski ingoti
Proces lijevanja aluminijskih ingota koristi rastopljeni aluminij za ubrizgavanje u kalup, a nakon što se izvadi nakon hlađenja u livenu ploču, proces ubrizgavanja je ključni korak za kvalitet proizvoda. Proces lijevanja je ujedno i fizički proces kristalizacije tekućeg aluminija u čvrsti aluminij.
Proces lijevanja aluminijskih ingota je otprilike sljedeći: Izbacivanje aluminija - odvajanje troske - prikupljanje - sastojci - utovar u peć - rafiniranje - livenje - aluminijski ingoci za pretapanje - inspekcija gotovog proizvoda - inspekcija gotovog proizvoda - skladištenje; uklanjanje aluminija - odvajanje troske - prikupljanje - sastojci - utovar u peć - čišćenje - livenje - ingoci legure - livenje - ingoci legure - inspekcija gotovog proizvoda - inspekcija gotovog proizvoda - skladištenje

Uobičajeno korištene metode livenja dijele se na kontinuirano livenje i vertikalno polukontinuirano livenje.

Kontinuirano livenje

Kontinuirano livenje može se podijeliti na livenje u miješanoj peći i vanjsko livenje. Svi koriste mašine za kontinuirano livenje. Livenje u miješajućoj peći je proces livenja rastopljenog aluminija u miješajuću peć i uglavnom se koristi za proizvodnju aluminijskih ingota za pretapanje i lijevanje legura. Vanjsko livenje se vrši direktno iz lonca u mašinu za livenje, što se uglavnom koristi kada oprema za livenje ne može ispuniti proizvodne zahtjeve ili je kvalitet ulaznih materijala preloš da bi se direktno uvodio u peć. Budući da ne postoji vanjski izvor zagrijavanja, potrebno je da lonac ima određenu temperaturu, obično između 690°C i 740°C ljeti i 700°C do 760°C zimi kako bi se osiguralo da aluminijski ingot ima bolji izgled.

Za livenje u peći za miješanje, sastojci se prvo moraju pomiješati, zatim sipati u peć za miješanje, ravnomjerno promiješati, a zatim dodati fluks za rafiniranje. Ingot od legure za livenje mora se bistriti više od 30 minuta, a troska se može liti nakon bistrenja. Tokom livenja, otvor peći za miješanje je poravnat sa drugim i trećim kalupom mašine za livenje, što može osigurati određeni stepen pokretljivosti kada se protok tečnosti promijeni i kalup se promijeni. Oko peći i mašina za livenje su povezani kanalom za kalup. Bolje je imati kraći kanal, što može smanjiti oksidaciju aluminija i izbjeći vrtloženje i prskanje. Kada mašina za livenje ne radi duže od 48 sati, kalup treba prethodno zagrijati 4 sata prije ponovnog pokretanja. Rastopljeni aluminijum teče u kalup kroz kanal, a oksidni film na površini rastopljenog aluminijuma se uklanja lopatom, što se naziva zguravanjem. Nakon što se jedan kalup napuni, kanal se premješta u sljedeći kalup, a mašina za livenje se kontinuirano kreće naprijed-nazad. Kalup se kreće naprijed-nazad, a rastopljeni aluminijum se postepeno hladi. Kada stigne do sredine mašine za livenje, rastopljeni aluminijum se stvrdnuo u aluminijumske ingote, koje štampač označava brojem topljenja. Kada aluminijumski ingot stigne do vrha mašine za livenje, potpuno se stvrdnuo u aluminijumski ingot. U ovom trenutku, kalup se okreće, aluminijumski ingot se izbacuje iz kalupa i pada na automatska kolica za prijem ingota, koja se automatski slažu i slažu pomoću slagača kako bi se dobio gotov aluminijumski ingot. Mašina za livenje se hladi prskanjem vode, ali voda se mora dovesti nakon što se mašina za livenje uključi za jedan puni okret. Svaka tona rastopljenog aluminijuma troši oko 8-10 tona vode, a za površinsko hlađenje ljeti je potreban ventilator. Ingot je odlivak u ravnom kalupu, a smjer skrućivanja rastopljenog aluminijuma je od dna prema vrhu, a sredina gornjeg dijela se konačno stvrdne, ostavljajući skupljanje u obliku žlijeba. Vrijeme i uslovi skrućivanja svakog dijela aluminijskog ingota nisu isti, tako da će i njegov hemijski sastav biti drugačiji, ali je u cjelini u skladu sa standardom.

Uobičajeni nedostaci aluminijskih ingota za pretapanje su:

① Stoma. Glavni razlog je taj što je temperatura lijevanja previsoka, rastopljeni aluminij sadrži više plina, površina aluminijskog ingota ima mnogo pora (rupica), površina je tamna, a u težim slučajevima se javljaju vruće pukotine.
2 Uključivanje troske. Glavni razlog je taj što troska nije čista, što rezultira uključivanjem troske na površini; drugi je taj što je temperatura rastopljenog aluminija preniska, što uzrokuje uključivanje unutrašnje troske.
③Mreškanje i treptanje. Glavni razlog je da operacija nije u redu, aluminijski ingot je prevelik ili da mašina za livenje ne radi glatko.
4 Pukotine. Hladne pukotine uglavnom nastaju zbog preniske temperature lijevanja, što uzrokuje negustoću kristala aluminijskog ingota, što uzrokuje labavost, pa čak i pukotine. Termičke pukotine nastaju zbog visoke temperature lijevanja.
⑤ Segregacija komponenti. Uglavnom uzrokovana neravnomjernim miješanjem prilikom lijevanja legure.

Vertikalno polukontinuirano livenje

Vertikalno polukontinuirano livenje se uglavnom koristi za proizvodnju aluminijumskih žicanih ingota, pločastih ingota i raznih deformisanih legura za obradu profila. Rastopljeni aluminijum se nakon šaržiranja sipa u peć za miješanje. Zbog posebnih zahtjeva žica, prije livenja, mora se dodati međuploča Al-B kako bi se uklonili titan i vanadijum (žičani ingoci) iz rastopljenog aluminijuma; ploče se moraju dodati sa legurom Al-Ti--B (Ti5%B1%) radi rafinisanja. Površinska organizacija se postiže finim livenjem. Leguri sa visokim sadržajem magnezijuma dodati sredstvo za rafinisanje 2#, količina je 5%, ravnomjerno promiješati, nakon što odstoji 30 minuta, ukloniti pjenu, a zatim liti. Podignuti šasiju mašine za livenje prije lijevanja i ispuhati vlagu sa šasije komprimovanim vazduhom. Zatim podići osnovnu ploču u kristalizator, naneti sloj ulja za podmazivanje na unutrašnji zid kristalizatora, sipati malo rashladne vode u vodeni omotač, postaviti suhu i prethodno zagrijanu distribucionu ploču, automatski regulacioni čep i ispust na mjesto, tako da se svaki otvor distribucione ploče nalazi u centru kristalizatora. Na početku lijevanja, rukom pritisnite automatski čep za podešavanje kako biste blokirali mlaznicu, otvorite otvor peći za miješanje i pustite da aluminijska tekućina teče u distribucijsku ploču kroz žlijeb. Kada aluminijska tekućina dostigne 2/5 u distribucijskoj ploči, otpustite automatski čep za podešavanje tako da rastopljeni aluminij teče u kristalizator i da se rastopljeni aluminij hladi na šasiji. Kada aluminijska tekućina dostigne visinu od 30 mm u kristalizatoru, šasija se može spustiti i počet će se slati voda za hlađenje. Automatski čep za podešavanje kontrolira uravnotežen protok aluminijske tekućine u kristalizator i održava visinu aluminijske tekućine u kristalizatoru nepromijenjenom. Naslage i oksidni film na površini rastopljenog aluminija trebaju se na vrijeme ukloniti. Kada dužina aluminijskog ingota dostigne oko 6 m, blokirajte otvor peći, uklonite distribucijsku ploču, zaustavite dovod vode nakon što se aluminijska tekućina potpuno stvrdne, uklonite vodeni omotač, izvadite lijevani aluminijski ingot pomoću jednotračne dizalice i postavite ga na pilu prema potrebnoj veličini. Ispilite ga i pripremite za sljedeće lijevanje. Tokom livenja, temperatura rastopljenog aluminija u peći za miješanje održava se na 690-710°C, temperatura rastopljenog aluminija u distribucijskoj ploči održava se na 685-690°C, brzina livenja je 190-210 mm/min, a pritisak rashladne vode je 0,147-0,196 MPa.

Brzina lijevanja je proporcionalna linearnom ingotu kvadratnog presjeka:
VD=K gdje je V brzina livenja, mm/min ili m/h; D je dužina stranice ingota, mm ili m; K je konstantna vrijednost, m2/h, uglavnom 1,2～1,5.

Vertikalno polukontinuirano livenje je metoda sekvencijalne kristalizacije. Nakon što rastopljeni aluminij uđe u otvor za livenje, on počinje kristalizirati na donjoj ploči i unutrašnjem zidu kalupa. Budući da su uslovi hlađenja u sredini i na stranicama različiti, kristalizacija formira oblik niskog srednjeg i visokog periferijskog sloja. Šasija se spušta konstantnom brzinom. Istovremeno, gornji dio se kontinuirano ubrizgava tečnim aluminijem, tako da postoji polu-očvrsnuta zona između čvrstog i tečnog aluminija. Budući da se tečni aluminij skuplja kada se kondenzuje, a na unutrašnjem zidu kristalizatora nalazi se sloj ulja za podmazivanje, dok se šasija spušta, očvrsli aluminij izlazi iz kristalizatora. U donjem dijelu kristalizatora nalazi se krug otvora za rashladnu vodu, kroz koje se rashladna voda može prskati dok ne istekne. Površina aluminijumskog ingota se podvrgava sekundarnom hlađenju dok se ne izlije cijeli žičani ingot.

Sekvencijalnom kristalizacijom mogu se uspostaviti relativno zadovoljavajući uslovi skrućivanja, što je korisno za veličinu zrna, mehanička svojstva i električnu provodljivost kristalizacije. Nema razlike u mehaničkim svojstvima u smjeru visine komparativnog ingota, segregacija je također mala, brzina hlađenja je veća i može se dobiti vrlo fina kristalna struktura.

Površina aluminijskog žičanog ingota treba biti ravna i glatka, bez troske, pukotina, pora itd., dužina površinskih pukotina ne smije prelaziti 1,5 mm, dubina troske i grebenastih bora na površini ne smije prelaziti 2 mm, a presjek ne smije imati pukotine, pore i inkluzije troske. Ne smije biti više od 5 inkluzija troske manjih od 1 mm.

Glavni nedostaci aluminijskih žicanih ingota su:

1 Pukotine. Razlog je taj što je temperatura rastopljenog aluminija previsoka, brzina prebrza, a zaostali napon povećan; sadržaj silicija u rastopljenom aluminijumu je veći od 0,8%, te se formira ista talina aluminija i silicija, a zatim se stvara određena količina slobodnog silicija, što povećava svojstvo termičkog pucanja metala: Ili je količina rashladne vode nedovoljna. Kada je površina kalupa hrapava ili se ne koristi mazivo, površina i uglovi ingota će također pucati.

2 Uključivanje troske. Uključivanje troske na površini ingota od aluminijske žice uzrokovano je fluktuacijom rastopljenog aluminija, pucanjem oksidnog filma na površini rastopljenog aluminija i pjenom na površini koja ulazi u stranu ingota. Ponekad ulje za podmazivanje također može unijeti određenu količinu troske. Unutrašnje uključavanje troske uzrokovano je niskom temperaturom rastopljenog aluminija, visokom viskoznošću, nemogućnošću plutanja troske tokom vremena ili čestim promjenama nivoa rastopljenog aluminija tokom lijevanja.

③Hladni odjeljak. Formiranje hladne barijere uglavnom je uzrokovano prekomjernim fluktuacijama nivoa rastopljenog aluminija u kalupu, niskom temperaturom livenja, pretjerano malom brzinom livenja ili vibracijama i neravnomjernim padom mašine za livenje.

4 Stoma. Pore spomenute ovdje odnose se na male pore promjera manjeg od 1 mm. Razlog tome je što je temperatura lijevanja previsoka i kondenzacija prebrza, tako da plin sadržan u aluminijskoj tekućini ne može na vrijeme izaći, a nakon skrućivanja skupljaju se mali mjehurići koji formiraju pore u ingotu.

⑤ Površina je hrapava. Budući da unutrašnji zid kristalizatora nije gladak, efekat podmazivanja nije dobar, a u težim slučajevima se na površini kristala formiraju aluminijumski tumori. Ili, zbog prevelikog odnosa željeza i silicija, fenomen segregacije uzrokovan neravnomjernim hlađenjem.

⑥Curenje aluminija i ponovna analiza. Glavni razlog je problem u radu, a ozbiljniji problem može uzrokovati i stvaranje čvorića.

Primjena livene aluminijsko-silicijske (Al-Si) legure
Aluminijum-silicijum (Al-Si) legura, maseni udio Si je uglavnom 4%~22%. Budući da Al-Si legura ima odlična svojstva lijevanja, kao što su dobra fluidnost, dobra nepropusnost za zrak, malo skupljanje i niska sklonost zagrijavanju, nakon modifikacije i termičke obrade ima dobra mehanička svojstva, fizička svojstva, otpornost na koroziju i srednja svojstva obrade. To je najsvestranija i najsvestranija vrsta livene aluminijumske legure. Evo nekoliko primjera najčešće korištenih:

(1) Legura ZL101(A) Legura ZL101 ima dobru nepropusnost za zrak, otpornost na fluidnost i termičke pukotine, umjerena mehanička svojstva, performanse zavarivanja i otpornost na koroziju, jednostavan sastav, lako se lije i pogodna je za različite metode livenja. Legura ZL101 se koristi za složene dijelove koji podnose umjerena opterećenja, kao što su dijelovi aviona, instrumenti, kućišta instrumenata, dijelovi motora, dijelovi automobila i brodova, blokovi cilindara, tijela pumpi, kočioni doboši i električni dijelovi. Osim toga, na bazi legure ZL101, sadržaj nečistoća je strogo kontroliran, a legura ZL101A s višim mehaničkim svojstvima dobiva se poboljšanjem tehnologije livenja. Koristi se za livenje raznih dijelova ljuske, tijela pumpi aviona, mjenjača automobila i loživog ulja, kutijastih koljena, pribora za avione i drugih dijelova koji nose opterećenje.

(2) ZL102 legura ZL102 legura ima najbolju otpornost na termičke pukotine i dobru nepropusnost za zrak, kao i dobru fluidnost, ne može se ojačati termičkom obradom i ima nisku zateznu čvrstoću. Pogodna je za lijevanje velikih i tankozidnih složenih dijelova. Pogodna je za livenje pod pritiskom. Ova vrsta legure se uglavnom koristi za izdržavanje tankozidnih odlivaka niskog opterećenja i složenih oblika, kao što su različita kućišta instrumenata, kućišta automobila, stomatološka oprema, klipovi itd.

(3) Legura ZL104 Legura ZL104 ima dobru nepropusnost za zrak, otpornost na fluidnost i termičke pukotine, visoku čvrstoću, otpornost na koroziju, performanse zavarivanja i rezanja, ali nisku otpornost na toplinu, lako se proizvode male pore, proces lijevanja je složeniji. Stoga se uglavnom koristi za proizvodnju velikih odljevaka od pješčanog metala koji podnose velika opterećenja, kao što su kućišta mjenjača, blokovi cilindara, ventili glave cilindara, remeni kotači, poklopci kutija s alatom i drugi dijelovi zrakoplova, brodova i automobila.

(4) Legura ZL105 Legura ZL105 ima visoka mehanička svojstva, zadovoljavajuće performanse lijevanja i zavarivanja, bolje performanse rezanja i otpornost na toplinu od legure ZL104, ali nisku plastičnost i nisku stabilnost na koroziju. Pogodna je za različite metode lijevanja. Ova vrsta legure se uglavnom koristi za proizvodnju avionskih, motornih pješčanih kalupa i metalnih dijelova koji podnose velika opterećenja, kao što su kućišta mjenjača, blokovi cilindara, kućišta hidrauličnih pumpi i dijelovi instrumenata, kao i nosači ležajeva i drugi dijelovi mašina.

Primjena livene legure aluminija i cinka (Al-Zn)

Kod Al-Zn legura, zbog visoke rastvorljivosti Zn u Al, kada se Al doda Zn sa masenim udjelom većim od 10%, čvrstoća legure se može značajno poboljšati. Iako ova vrsta legure ima visoku sklonost prirodnom starenju i visoka čvrstoća se može postići bez termičke obrade, nedostaci ove vrste legure su slaba otpornost na koroziju, visoka gustoća i lako pucanje na vrućem tokom lijevanja. Stoga se ova vrsta legure uglavnom koristi za proizvodnju livenih dijelova kućišta instrumenata.

Karakteristike i primjene uobičajenih livenih Al-Zn legura su sljedeće:

(1) Legura ZL401 Legura ZL401 ima srednje performanse lijevanja, malu sklonost skupljanja i vrućim pukotinama, dobre performanse zavarivanja i rezanja, visoku čvrstoću u livenom stanju, ali nisku plastičnost, visoku gustoću i slabu otpornost na koroziju. Legura ZL401 se uglavnom koristi za razne dijelove livene pod pritiskom, radna temperatura ne prelazi 200 stepeni Celzijusa, a struktura i oblik dijelova automobila i aviona su složeni.

(2) Legura ZL402 Legura ZL402 ima srednje performanse lijevanja, dobru fluidnost, umjerenu nepropusnost za zrak, otpornost na termičke pukotine, dobre performanse rezanja, visoka mehanička svojstva i udarnu žilavost u livenom stanju, ali visoku gustoću. Proces topljenja je složen i uglavnom se koristi za poljoprivrednu opremu, alatne mašine, odlivke brodova, radio uređaje, regulatore kisika, rotirajuće kotače i klipove zračnih kompresora.
Primjena livene aluminijsko-magnezijumske (Al-Mg) legure

Maseni udio Mg u Al-Mg leguri je 4%~11%. Legura ima nisku gustoću, visoka mehanička svojstva, odličnu otpornost na koroziju, dobre performanse rezanja te sjajnu i lijepu površinu. Međutim, zbog složenih procesa topljenja i livenja ove vrste legure, pored toga što se koristi kao legura otporna na koroziju, koristi se i kao legura za dekoraciju. Karakteristike i primjene uobičajenih livenih Al-Mg legura su sljedeće.

(1) Legura ZL301 Legura ZL301 ima visoku čvrstoću, dobro izduženje, odlične performanse rezanja, dobru zavarljivost, može se eloksirati i vibrirati. Nedostatak je što ima tendenciju mikroskopskog labavljenja i teško ju je lijevati. Legura ZL301 Koristi se za proizvodnju dijelova s ​​visokom otpornošću na koroziju pod velikim opterećenjem, radnom temperaturom ispod 150 stepeni Celzijusa i radom u atmosferi i morskoj vodi, kao što su okviri, nosači, šipke i pribor.

(2) Legura ZL303 Legura ZL303 ima dobru otpornost na koroziju, dobru zavarljivost, dobre performanse rezanja, lako poliranje, prihvatljive performanse lijevanja, niska mehanička svojstva, ne može se ojačati termičkom obradom i ima tendenciju stvaranja rupa od skupljanja. Široko se koristi kod lijevanja pod pritiskom. Ova vrsta legure se uglavnom koristi za dijelove srednjeg opterećenja pod djelovanjem korozije ili dijelove u hladnoj atmosferi i radnoj temperaturi koja ne prelazi 200 stepeni Celzijusa, kao što su dijelovi brodova i oklopi mašina.

(3) Legura ZL305 Legura ZL305 se uglavnom sastoji od dodavanja Zn na bazi legure Al-Mg radi kontrole prirodnog starenja, poboljšanja čvrstoće i otpornosti na koroziju pod naponom, postizanja dobrih sveobuhvatnih mehaničkih svojstava i smanjenja oksidacije, poroznosti i nedostataka u porama legure. Ova vrsta legure se uglavnom koristi za dijelove otporne na velika opterećenja, radne temperature ispod 100 stepeni Celzijusa i visoke korozivnosti koji rade u atmosferi ili morskoj vodi, kao što su dijelovi u brodovima.
Uvod u znanje o aluminijskim ingotima
Aluminijski ingot za pretapanje - 15 kg, 20 kg (≤99,80% Al):
T-oblikovani aluminijumski ingot -- 500 kg, 1000 kg (≤99,80% Al):
Ingoti od aluminija visoke čistoće - 10 kg, 15 kg (99,90%～99,999% Al);
Ingot od aluminijske legure - 10 kg, 15 kg (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Pločasti ingot--500～1000 kg (za izradu ploča);
Okrugla vretena - 30～60 kg (za izvlačenje žice).

Više detalja Link:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Izvor reference: Internet
Odricanje od odgovornosti: Informacije sadržane u ovom članku služe samo kao referenca, a ne kao direktan prijedlog za donošenje odluka. Ako ne namjeravate kršiti svoja zakonska prava, molimo vas da nas kontaktirate na vrijeme.