Co je hliníkový ingot?

Co je hliníkový ingot?

Hliník je stříbrnobílý kov, který se v zemské kůře řadí na třetí místo po kyslíku a křemíku. Hustota hliníku je relativně malá, pouze 34,61 % železa a 30,33 % mědi, proto se mu také říká lehký kov. Hliník je neželezný kov, jehož produkce a spotřeba je na světě druhá hned po oceli. Protože je hliník lehký, často se používá při výrobě pozemních, námořních a leteckých dopravních prostředků, jako jsou automobily, vlaky, metro, lodě, letadla, rakety a kosmické lodě, aby se snížila jeho vlastní hmotnost a zvýšilo jeho zatížení. Suroviny v našem každodenním průmyslu se nazývají hliníkové ingoty. Podle národní normy (GB/T 1196-2008) by se měly nazývat „hliníkové ingoty pro přetavování“, ale všichni jsou zvyklí jim říkat „hliníkové ingoty“. Vyrábí se elektrolýzou za použití kryolitu hlinitého. Poté, co se hliníkové ingoty dostanou do průmyslového využití, existují dvě hlavní kategorie: lité hliníkové slitiny a deformované hliníkové slitiny. Litý hliník a hliníkové slitiny jsou hliníkové odlitky vyrobené metodou lití; Deformovaný hliník a hliníkové slitiny jsou hliníkové výrobky vyrobené tlakovým zpracováním: desky, pásy, fólie, trubky, tyče, profily, dráty a výkovky. Podle národní normy se „přetavované hliníkové ingoty dělí do 8 jakostí podle chemického složení: Al99,90, Al99,85, Al99,70, Al99,60, Al99,50, Al99,00, Al99,7E, Al99,6E“ (Poznámka: Číslo za Al udává obsah hliníku). Někteří lidé nazývají hliník „A00“, což je ve skutečnosti hliník s čistotou 99,7 %, který se na londýnském trhu nazývá „standardní hliník“. Technické normy naší země v 50. letech 20. století pocházejí z bývalého Sovětského svazu. „A00“ je ruská značka v národních normách Sovětského svazu. „A“ je ruské písmeno, nikoli anglické „A“ ani „A“ čínské fonetické abecedy. Pokud je v souladu s mezinárodními normami, je přesnější nazývat „standardní hliník“. Standardní hliník je hliníkový ingot obsahující 99,7 % hliníku, který je registrován na londýnském trhu.

Jak se vyrábějí hliníkové ingoty
Proces odlévání hliníkových ingotů využívá roztavený hliník ke vstřikování do formy a po jeho vychladnutí do odlité bramy je klíčovým krokem pro kvalitu produktu proces vstřikování. Proces odlévání je také fyzikální proces krystalizace tekutého hliníku do pevné formy.
Proces odlévání hliníkových ingotů je zhruba následující: odřezávání hliníku - odstruskování - sběr - přísady - plnění pece - rafinace - odlévání - hliníkové ingoty k přetavování - kontrola hotového výrobku - kontrola hotového výrobku - skladování; odběr hliníku - odstruskování - sběr - přísady - plnění pece - odstraňování - ingoty ze slitiny - ingoty ze slitiny - kontrola hotového výrobku - kontrola hotového výrobku - skladování

Běžně používané metody odlévání se dělí na kontinuální lití a vertikální polokontinuální lití.

Kontinuální lití

Kontinuální lití lze rozdělit na lití do smíšené pece a vnější lití. Všechny používají stroje na kontinuální lití. Lití do míchací pece je proces odlévání roztaveného hliníku do míchací pece a používá se hlavně k výrobě hliníkových ingotů pro přetavování a odlévání slitin. Vnější lití se provádí přímo z pánve do odlévacího stroje a používá se hlavně tehdy, když odlévací zařízení nemůže splnit výrobní požadavky nebo je kvalita vstupních materiálů příliš nízká na to, aby byly přímo přiváděny do pece. Protože neexistuje žádný vnější zdroj tepla, je nutné, aby pánev měla určitou teplotu, obvykle mezi 690 °C a 740 °C v létě a 700 °C až 760 °C v zimě, aby se zajistil lepší vzhled hliníkového ingotu.

Pro odlévání v míchací peci je nutné nejprve smíchat ingredience, poté nalít do míchací pece, rovnoměrně promíchat a poté přidat tavidlo pro rafinaci. Ingot z licí slitiny musí být čiřen déle než 30 minut a struska může být odlita po vyčištění. Během odlévání je oko míchací pece zarovnáno s druhou a třetí formou licího stroje, což může zajistit určitý stupeň mobility při změně průtoku kapaliny a výměně formy. Oko pece a licí stroj jsou spojeny žlabem. Je lepší mít kratší žlab, který může snížit oxidaci hliníku a zabránit víření a rozstřikování. Pokud je licí stroj zastaven na více než 48 hodin, měla by být forma předehřáta po dobu 4 hodin před opětovným spuštěním. Roztavený hliník proudí do formy žlabem a oxidový film na povrchu roztaveného hliníku se odstraňuje lopatkou, což se nazývá struskování. Po naplnění jedné formy se žlab přesune do další formy a licí stroj se plynule posouvá vpřed. Forma se postupně posouvá a roztavený hliník postupně ochlazuje. Když se roztavený hliník dostane do středu licího stroje, ztuhne do hliníkových ingotů, které tiskárna označí číslem tavení. Když hliníkový ingot dosáhne vrcholu licího stroje, zcela ztuhne do hliníkového ingotu. V tomto okamžiku se forma otočí a hliníkový ingot je z formy vyhozen a dopadne na automatický vozík pro příjem ingotů, který je automaticky stohován a svazkován stohovačem, čímž se z něj stane hotový hliníkový ingot. Licí stroj je chlazen postřikem vodou, ale voda musí být dodávána až po zapnutí licího stroje na jednu plnou otáčku. Každá tuna roztaveného hliníku spotřebuje asi 8-10 tun vody a v létě je pro chlazení povrchu zapotřebí dmychadlo. Ingot je odlitek do ploché formy a směr tuhnutí roztaveného hliníku je zdola nahoru a střed horní části nakonec ztuhne a zanechá smrštění ve tvaru drážky. Doba tuhnutí a podmínky tuhnutí jednotlivých částí hliníkového ingotu nejsou stejné, takže i jeho chemické složení se bude lišit, ale jako celek je v souladu s normou.

Mezi běžné vady hliníkových ingotů určených k přetavování patří:

① Stoma. Hlavním důvodem je příliš vysoká teplota odlévání, roztavený hliník obsahuje více plynu, povrch hliníkového ingotu má mnoho pórů (dírky), povrch je tmavý a v závažných případech se vyskytují horké trhliny.
② Struska. Hlavním důvodem je, že struska není čistá, což vede k usazování strusky na povrchu; druhým důvodem je příliš nízká teplota roztaveného hliníku, což způsobuje vnitřní usazování strusky.
③Vlnění a záblesky. Hlavním důvodem je, že provoz není v pořádku, hliníkový ingot je příliš velký nebo odlévací stroj neběží hladce.
4 Trhliny. Trhliny za studena jsou způsobeny hlavně příliš nízkou teplotou odlévání, což způsobuje, že krystaly hliníkového ingotu nejsou husté, což vede k uvolnění a dokonce i k prasklinám. Tepelné trhliny jsou způsobeny vysokou teplotou odlévání.
⑤ Oddělení složek. Způsobeno hlavně nerovnoměrným mícháním při odlévání slitiny.

Vertikální polokontinuální lití

Vertikální polokontinuální lití se používá hlavně k výrobě hliníkových drátových ingotů, bramových ingotů a různých deformovaných slitin pro zpracování profilů. Roztavený hliník se po dávkování nalije do míchací pece. Vzhledem ke zvláštním požadavkům na dráty je nutné před odléváním přidat mezilehlou desku Al-B, aby se z roztaveného hliníku odstranil titan a vanad (drátěné ingoty); bramy je nutné pro zjemnění přidat slitinu Al-Ti--B (Ti5%B1%). Povrch se upraví do jemné struktury. Do slitiny s vysokým obsahem hořčíku přidejte rafinační činidlo 2#, množství je 5 %, rovnoměrně promíchejte, po 30 minutách stání odstraňte pěnu a poté odlijte. Před odléváním zvedněte podvozek licího stroje a vlhkost z podvozku vyfoukněte stlačeným vzduchem. Poté zvedněte základní desku do krystalizátoru, naneste vrstvu mazacího oleje na vnitřní stěnu krystalizátoru, nalijte trochu chladicí vody do vodního pláště, umístěte suchou a předehřátou rozdělovací desku, automatickou regulační zátku a žlab tak, aby každý otvor rozdělovací desky byl umístěn uprostřed krystalizátoru. Na začátku odlévání stiskněte rukou automatickou nastavovací zátku, abyste zablokovali trysku, otevřete otvor pece míchací pece a nechte hliníkovou kapalinu protékat do rozdělovací desky žlabem. Jakmile hliníková kapalina dosáhne 2/5 v rozdělovací desce, uvolněte automatickou nastavovací zátku tak, aby roztavený hliník proudil do krystalizátoru a roztavený hliník se ochladil na podvozku. Jakmile hliníková kapalina dosáhne v krystalizátoru výšky 30 mm, lze podvozek spustit dolů a začne se přivádět chladicí voda. Automatická nastavovací zátka řídí vyvážený tok hliníkové kapaliny do krystalizátoru a udržuje výšku hliníkové kapaliny v krystalizátoru nezměněnou. Usazeniny a oxidový film na povrchu roztaveného hliníku by měly být včas odstraněny. Jakmile je délka hliníkového ingotu přibližně 6 m, zablokujte otvor pece, odstraňte rozdělovací desku, po úplném ztuhnutí hliníkové kapaliny zastavte přívod vody, odstraňte vodní plášť, vyjměte odlitý hliníkový ingot pomocí jednokolejného jeřábu a umístěte jej na pilu podle požadované velikosti. Odřízněte jej a připravte pro další odlévání. Během odlévání se teplota roztaveného hliníku v míchací peci udržuje na 690–710 °C, teplota roztaveného hliníku v rozdělovací desce se udržuje na 685–690 °C, rychlost odlévání je 190–210 mm/min a tlak chladicí vody je 0,147–0,196 MPa.

Rychlost odlévání je úměrná lineárnímu ingotu se čtvercovým průřezem:
VD=K, kde V je rychlost odlévání, mm/min nebo m/h; D je délka strany ingotu, mm nebo m; K je konstantní hodnota, m2/h, obecně 1,2～1,5.

Vertikální polokontinuální lití je metoda sekvenční krystalizace. Poté, co roztavený hliník vstoupí do licího otvoru, začne krystalizovat na spodní desce a vnitřní stěně formy. Vzhledem k tomu, že chladicí podmínky ve středu a na bocích jsou odlišné, krystalizace vytváří formu nízkého středního a vysokého obvodu. Šasi sestupuje konstantní rychlostí. Současně je horní část kontinuálně vstřikována tekutým hliníkem, takže mezi pevným a tekutým hliníkem existuje polotuhá zóna. Protože se tekutý hliník při kondenzaci smršťuje a na vnitřní stěně krystalizátoru je vrstva mazacího oleje, při sestupu šasi ztuhlý hliník opouští krystalizátor. Ve spodní části krystalizátoru je kruh otvorů pro chladicí vodu, kterými může být chladicí voda stříkána, dokud neunikne. Povrch hliníkového ingotu je podroben sekundárnímu chlazení, dokud není odlit celý drátěný ingot.

Sekvenční krystalizace může vytvořit relativně uspokojivé podmínky tuhnutí, což je příznivé pro velikost zrna, mechanické vlastnosti a elektrickou vodivost krystalizace. Neexistuje žádný rozdíl v mechanických vlastnostech ve směru výšky porovnávacího ingotu, segregace je také malá, rychlost ochlazování je rychlejší a lze dosáhnout velmi jemné krystalové struktury.

Povrch hliníkového drátěného ingotu by měl být rovný a hladký, bez strusky, trhlin, pórů atd., délka povrchových trhlin by neměla přesáhnout 1,5 mm, hloubka struskových a vrásek na povrchu by neměla přesáhnout 2 mm a řez by neměl mít trhliny, póry a struskové vměstky. Nesmí být více než 5 struskových vměstků menších než 1 mm.

Hlavní vady hliníkových drátěných ingotů jsou:

1. Trhliny. Důvodem je příliš vysoká teplota roztaveného hliníku, příliš vysoká rychlost a zvýšené zbytkové napětí; obsah křemíku v roztaveném hliníku je vyšší než 0,8 % a vzniká stejná tavenina hliníku a křemíku, čímž se vytváří určité množství volného křemíku, což zvyšuje vlastnost kovu vůči tepelnému praskání: Nebo je množství chladicí vody nedostatečné. Pokud je povrch formy drsný nebo se nepoužívá mazivo, praská i povrch a rohy ingotu.

2. Struska. Struska na povrchu hliníkového drátěného ingotu je způsobena kolísáním roztaveného hliníku, prasknutím oxidového filmu na povrchu roztaveného hliníku a povrchovou pěnou vstupující do boku ingotu. Někdy může mazací olej také přinést trochu strusky. Vnitřní struska je způsobena nízkou teplotou roztaveného hliníku, vysokou viskozitou, neschopností strusky vznášet se v čase nebo častými změnami hladiny roztaveného hliníku během odlévání.

③Chladicí komora. Vznik chladicí bariéry je způsoben především nadměrnými výkyvy hladiny roztaveného hliníku ve formě, nízkou teplotou odlévání, příliš nízkou rychlostí odlévání nebo vibracemi a nerovnoměrným pádem odlévacího stroje.

4 Průduch. Zde uvedené póry označují malé póry o průměru menším než 1 mm. Důvodem je, že teplota odlévání je příliš vysoká a kondenzace je příliš rychlá, takže plyn obsažený v hliníkové kapalině nemůže včas uniknout a po ztuhnutí se shromažďují malé bublinky, které tvoří póry v ingotu.

⑤ Povrch je drsný. Protože vnitřní stěna krystalizátoru není hladká, mazací účinek není dobrý a v závažných případech se na povrchu krystalu tvoří hliníkové nádory. Nebo protože poměr železa a křemíku je příliš velký, dochází k segregaci v důsledku nerovnoměrného chlazení.

⑥ Únik hliníku a opětovná analýza. Hlavním důvodem je provozní problém a závažný problém může také způsobit vznik uzlíků.

Aplikace litého hliníku a křemíku (Al-Si)
Slitina hliníku a křemíku (Al-Si) s hmotnostním podílem Si je obvykle 4 % až 22 %. Protože slitina Al-Si má vynikající slévací vlastnosti, jako je dobrá tekutost, dobrá vzduchotěsnost, malé smrštění a nízký sklon k tepelnému zpracování, má po modifikaci a tepelném zpracování dobré mechanické vlastnosti, fyzikální vlastnosti, odolnost proti korozi a středně těžké obrábění. Je to nejuniverzálnější a nejvšestrannější typ lité hliníkové slitiny. Zde je několik příkladů nejběžněji používaných:

(1) Slitina ZL101(A) Slitina ZL101 má dobrou vzduchotěsnost, tekutost a odolnost proti tepelným trhlinám, střední mechanické vlastnosti, svařovací vlastnosti a odolnost proti korozi, jednoduché složení, snadné odlévání a vhodnost pro různé metody odlévání. Slitina ZL101 se používá pro složité díly, které snášejí střední zatížení, jako jsou díly letadel, přístroje, pouzdra přístrojů, díly motorů, automobilové a lodní díly, bloky válců, tělesa čerpadel, brzdové bubny a elektrické díly. Kromě toho je obsah nečistot u slitiny ZL101 přísně kontrolován a vylepšením technologie odlévání se získává slitina ZL101A s vyššími mechanickými vlastnostmi. Používá se k odlévání různých plášťových dílů, těles čerpadel letadel, převodovek automobilů a topného oleje, krabicových kolen, příslušenství letadel a dalších nosných dílů.

(2) Slitina ZL102 Slitina ZL102 má nejlepší odolnost proti tepelnému praskání a dobrou vzduchotěsnost, stejně jako dobrou tekutost, nelze ji tepelně zpevnit a má nízkou pevnost v tahu. Je vhodná pro odlévání velkých a tenkostěnných složitých dílů. Vhodná pro tlakové lití. Tento typ slitiny se používá hlavně k odlévání tenkostěnných odlitků s nízkým zatížením a složitými tvary, jako jsou různé přístrojové skříně, automobilové skříně, zubní zařízení, písty atd.

(3) Slitina ZL104 Slitina ZL104 má dobrou vzduchotěsnost, tekutost a odolnost proti tepelným trhlinám, vysokou pevnost, odolnost proti korozi, svařovací a řezné vlastnosti, ale nízkou tepelnou odolnost, snadno se vyrábějí malé póry a proces odlévání je složitější. Proto se používá hlavně k výrobě velkých odlitků z pískové oceli, které odolávají vysokému zatížení, jako jsou převodové skříně, bloky válců, ventily hlav válců, řemenové kola, krycí desky nářadí a další součásti letadel, lodí a automobilů.

(4) Slitina ZL105 Slitina ZL105 má vysoké mechanické vlastnosti, uspokojivé licí a svařovací vlastnosti, lepší řezný výkon a tepelnou odolnost než slitina ZL104, ale nízkou plasticitu a nízkou korozní stabilitu. Je vhodná pro různé metody odlévání. Tento typ slitiny se používá hlavně k výrobě leteckých, pískových forem pro motory a kovových odlitků, které snášejí velké zatížení, jako jsou převodové skříně, bloky válců, skříně hydraulických čerpadel a přístrojové díly, jakož i ložiskové podpěry a další strojní součásti.

Použití litého hliníku a zinku (Al-Zn)

U slitin Al-Zn lze díky vysoké rozpustnosti Zn v Al výrazně zlepšit pevnost slitiny přidáním Zn s hmotnostním podílem vyšším než 10 %. Ačkoli má tento typ slitiny vysoký sklon k přirozenému stárnutí a lze dosáhnout vysoké pevnosti bez tepelného zpracování, jeho nevýhodou je nízká odolnost proti korozi, vysoká hustota a snadné praskání za tepla během odlévání. Proto se tento typ slitiny používá hlavně k výrobě tlakově litých dílů krytů přístrojů.

Vlastnosti a použití běžných litých slitin Al-Zn jsou následující:

(1) Slitina ZL401 Slitina ZL401 má střední odlévací výkon, malou smršťovací dutinu a sklon k tvorbě trhlin za tepla, dobrý svařovací a řezný výkon, vysokou pevnost v odlitém stavu, ale nízkou plasticitu, vysokou hustotu a nízkou odolnost proti korozi. Slitina ZL401 se používá hlavně pro různé tlakové lití, pracovní teplota nepřesahuje 200 stupňů Celsia a struktura a tvar automobilových a leteckých dílů jsou složité.

(2) Slitina ZL402 Slitina ZL402 má střední licí výkon, dobrou tekutost, střední vzduchotěsnost, odolnost proti tepelným trhlinám, dobrý řezný výkon, vysoké mechanické vlastnosti a rázovou houževnatost v odlitém stavu, ale vysokou hustotu. Tavení je složitý proces a používá se hlavně pro zemědělské stroje, obráběcí stroje, lodní odlitky, rádiová zařízení, regulátory kyslíku, rotační kola a písty vzduchových kompresorů.
Použití litého hliníku a hořčíku (Al-Mg)

Hmotnostní podíl Mg ve slitině Al-Mg je 4 % až 11 %. Slitina má nízkou hustotu, vysoké mechanické vlastnosti, vynikající odolnost proti korozi, dobrý řezný výkon a lesklý a krásný povrch. Vzhledem ke složitým procesům tavení a odlévání se však tento typ slitiny kromě korozivzdorné slitiny používá také jako slitina pro dekorace. Vlastnosti a použití běžných licích slitin Al-Mg jsou následující.

(1) Slitina ZL301 Slitina ZL301 má vysokou pevnost, dobrou tažnost, vynikající řezný výkon, dobrou svařitelnost, lze ji eloxovat a vibrovat. Nevýhodou je, že má sklon k mikroskopickému uvolňování a obtížné odlévání. Slitina ZL301 se používá k výrobě dílů s vysokou odolností proti korozi při vysokém zatížení, pracovní teplotě pod 150 stupňů Celsia a pracujících v atmosféře a mořské vodě, jako jsou rámy, podpěry, tyče a příslušenství.

(2) Slitina ZL303 Slitina ZL303 má dobrou odolnost proti korozi, dobrou svařitelnost, dobrý řezný výkon, snadné leštění, přijatelné odlévací vlastnosti, nízké mechanické vlastnosti, nelze ji tepelně zpevnit a má sklon k tvorbě smršťovacích otvorů. Široce se používá při tlakovém lití. Tento typ slitiny se používá hlavně pro středně zatížené díly vystavené korozi nebo pro díly v chladném prostředí a provozní teplotě nepřesahující 200 stupňů Celsia, jako jsou díly lodí a pláště strojů.

(3) Slitina ZL305 Slitina ZL305 se na bázi slitiny Al-Mg přidává hlavně Zn, aby se omezilo přirozené stárnutí, zlepšila pevnost a odolnost proti korozi v namáhání, dosáhly se dobrých komplexních mechanických vlastností a snížila se oxidace, pórovitost a defekty pórů slitiny. Tento typ slitiny se používá hlavně pro vysoce zatížitelné, pracovní teploty pod 100 stupňů Celsia a vysoce korozivní součásti, které pracují v atmosféře nebo mořské vodě, jako jsou součásti námořních lodí.
Úvod do znalostí hliníkových ingotů
Hliníkový ingot pro přetavování - 15 kg, 20 kg (≤99,80 % Al):
Hliníkový ingot ve tvaru T – 500 kg, 1000 kg (≤99,80 % Al):
Vysoce čisté hliníkové ingoty - 10 kg, 15 kg (99,90 % ~ 99,999 % Al);
Ingot z hliníkové slitiny - 10 kg, 15 kg (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Plechový ingot -- 500～1000 kg (pro výrobu plechů);
Kulatá vřetena - 30～60 kg (pro tažení drátu).

Více podrobností Odkaz:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Zdroj: Internet
Prohlášení: Informace obsažené v tomto článku slouží pouze pro informativní účely, nikoli jako přímý návrh pro rozhodování. Pokud nemáte v úmyslu porušit svá zákonná práva, kontaktujte nás prosím včas.