Qu'est-ce que le lingot en aluminium?

Qu'est-ce que le lingot en aluminium?

L'aluminium est un métal blanc argenté et se classe troisième dans la croûte terrestre après l'oxygène et le silicium. La densité de l'aluminium est relativement faible, seulement 34,61% du fer et 30,33% du cuivre, il est donc également appelé métal léger. L'aluminium est un métal non ferreux dont la production et la consommation sont deuxième seulement dans l'acier au monde. Parce que l'aluminium est léger, il est souvent utilisé dans la fabrication de véhicules terrestres, maritimes et aériens tels que les automobiles, les trains, les métros, les navires, les avions, les roquettes et les vaisseaux spatiaux pour réduire son propre poids et augmenter la charge. Les matières premières de notre industrie quotidienne sont appelées lingots en aluminium. Selon la National Standard (GB / T 1196-2008), ils doivent être appelés "lingots en aluminium pour le remontage", mais tout le monde est habitué à les appeler "lingots en aluminium". Il est produit par électrolyse à l'aide d'alumine-cryolite. Après que les lingots en aluminium entrent dans les applications industrielles, il existe deux principales catégories: les alliages en aluminium coulées et les alliages en aluminium déformés. Les alliages d'aluminium et d'aluminium coulés sont des moulages en aluminium produits par des méthodes de moulage; Les alliages déformés en aluminium et en aluminium sont des produits en aluminium transformés produits par les méthodes de traitement de la pression: plaques, bandes, feuilles, tubes, tiges, formes, fils et pièces de fortes. Selon la National Standard, "Remelting Aluminium Engots est divisé en 8 grades selon la composition chimique, qui sont AL99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7e, AL99. 6E" (Remarque: Le nombre après AL est le contenu en aluminium). Certaines personnes appellent l'aluminium "A00", qui est en fait en aluminium avec une pureté de 99,7%, qui est appelé "aluminium standard" sur le marché de Londres. Les normes techniques de notre pays dans les années 1950 provenaient de l'ancienne Union soviétique. "A00" est la marque russe dans les normes nationales de l'Union soviétique. "A" est une lettre russe, pas l'anglais "A" ou le "A" de l'alphabet phonétique chinois. S'il est conforme aux normes internationales, il est plus précis d'appeler "l'aluminium standard". L'aluminium standard est un lingot en aluminium contenant 99,7% d'aluminium, qui est enregistré sur le marché londonien.

Comment les lingots en aluminium sont-ils fabriqués
Le processus de coulée de lingot en aluminium utilise de l'aluminium fondu pour injecter dans le moule, et après avoir été retiré après avoir été refroidi dans une dalle de fonte, le processus d'injection est une étape clé pour la qualité du produit. Le processus de coulée est également le processus physique de cristallisation de l'aluminium liquide en aluminium solide.
Le flux de processus de moulage en aluminium est à peu près le suivant: les ingats de chargement de la plate-forme en aluminium, les ingots en aluminium à relâchement de la raffinerie-casting-warechougin en aluminium remontent les ingénieurs de produits de glaçage-ingénieur de la glaçon Inspection finis en lingots Inspection d'inspection des produits

Les méthodes de coulée couramment utilisées sont divisées en coulée continue et coulée semi-continu verticale

Moulage continu

La coulée continue peut être divisée en coulée de four à four mixte et coulée externe. Tous utilisent des machines de coulée continue. Le mélange de la coulée du four est le processus de coulée de l'aluminium fondu dans le four à mélange, et est principalement utilisé pour produire des lingots en aluminium pour le remontage et la coulée des alliages. La coulée extérieure est réalisée directement de la louche vers la machine à couler, qui est principalement utilisée lorsque l'équipement de coulée ne peut pas répondre aux exigences de production ou que la qualité des matériaux entrants est trop médiocre pour être directement intégrée à la fournaise. Puisqu'il n'y a pas de source de chauffage externe, il est nécessaire que la louche ait une certaine température, généralement entre 690 ° C et 740 ° C en été et 700 ° C à 760 ° C en hiver pour s'assurer que le lingot en aluminium a une meilleure apparence.

Pour la coulée dans le four à mélange, les ingrédients doivent d'abord être mélangés, puis versés dans le four à mélange, remués uniformément, puis ajoutés avec un flux pour le raffinage. Le lingot en alliage de coulée doit être clarifié pendant plus de 30 minutes, et les scories peuvent être coulées après clarification. Pendant la coulée, l'œil du four de la fournaise de mélange est aligné avec les deuxième et troisième moules de la machine à mouler, ce qui peut assurer un certain degré de mobilité lorsque l'écoulement liquide change et que le moule est modifié. L'œil du four et la machine à mouler sont connectés à un lavage. Il est préférable d'avoir un lavage plus court, ce qui peut réduire l'oxydation de l'aluminium et éviter le vortex et les éclaboussures. Lorsque la machine à mouler est arrêtée pendant plus de 48 heures, le moule doit être préchauffé pendant 4 heures avant le redémarrage. L'aluminium fondu s'écoule dans le moule à travers le lavage, et le film d'oxyde à la surface de l'aluminium fondu est retiré avec une pelle, qui est appelée slagging. Une fois qu'un moule est rempli, le lavage est déplacé vers le moule suivant et la machine à mouler progresse en continu. Le moule progresse en séquence et l'aluminium fondu se refroidit progressivement. Lorsqu'il atteint le milieu de la machine à mouler, l'aluminium fondu s'est solidifié en lingots en aluminium, qui sont marqués d'un nombre de fusion par l'imprimante. Lorsque le lingot en aluminium atteint le haut de la machine à mouler, il s'est complètement solidifié en un lingot en aluminium. À l'heure actuelle, le moule est retourné et le lingot en aluminium est éjecté du moule et tombe sur le chariot de réception automatique de lingot, qui est automatiquement empilé et groupé par l'empileur pour devenir le lingot d'aluminium fini. La machine à mouler est refroidie par pulvérisation de l'eau, mais l'eau doit être fournie après que la machine à mouler a été activée pour une révolution complète. Chaque tonne d'aluminium fondu consomme environ 8 à 10 t d'eau, et un ventilateur est nécessaire pour le refroidissement de surface en été. Le lingot est un moulage plat et la direction de solidification de l'aluminium fondu est du bas en haut, et le milieu de la partie supérieure se solidifie enfin, laissant un retrait en forme de rainure. Le temps et les conditions de solidification de chaque partie du lingot en aluminium ne sont pas les mêmes, donc sa composition chimique sera également différente, mais elle est conforme à la norme dans son ensemble.

Les défauts courants des lingots en aluminium pour le remède sont:

① Stoma. La raison principale est que la température de coulée est trop élevée, l'aluminium fondu contient plus de gaz, la surface du lingot en aluminium a de nombreux pores (trous d'épingle), la surface est sombre et des fissures chaudes se produisent dans des cas graves.
② Inclusion des scories. La raison principale est que les scories ne sont pas propres, entraînant une inclusion de scories à la surface; La seconde est que la température de l'aluminium fondu est trop faible, provoquant une inclusion interne du laitier.
③Ripple et flash. La raison principale est que l'opération ne va pas, le lingot en aluminium est trop grand ou que la machine à mouler ne fonctionne pas en douceur.
④ fissures. Les fissures froides sont principalement causées par une température de coulée trop basse, ce qui rend les cristaux de lingot en aluminium non denses, provoquant un relâchement et même des fissures. Les fissures thermiques sont causées par une température de coulée élevée.
⑤ Sévégation des composants. Principalement causé par un mélange inégal lors du casting de l'alliage.

Coulée semi-continu verticale

La coulée semi-continu verticale est principalement utilisée pour la production de lingots en fil d'aluminium, de lingots de dalles et de divers alliages déformés pour les profils de traitement. L'aluminium fondu est versé dans le four à mélange après lots. En raison des exigences particulières des fils, la plaque intermédiaire AL-B doit être ajoutée pour éliminer le titane et le vanadium (lingots métalliques) de l'aluminium fondu avant la coulée; Les dalles doivent être ajoutées avec l'alliage al-Ti- B (TI5% B1%) pour le traitement du raffinement. Rendre l'organisation de surface bien. Ajouter 2 # agent de raffinage à l'alliage à haute teneur en magnésium, la quantité est de 5%, remuer uniformément, après avoir été debout pendant 30 minutes, retirer l'écume, puis couler. Soulevez le châssis de la machine à mouler avant de couler et soufflez l'humidité sur le châssis avec de l'air comprimé. Ensuite, soulevez la plaque de base dans le cristalliseur, appliquez une couche d'huile de lubrification à la paroi intérieure du cristalliseur, mettez de l'eau de refroidissement dans la veste d'eau, mettez la plaque de distribution sèche et préchauffée, le bouchon de régulation automatique et le lavage en place, afin que la plaque de distribution chaque port soit située au centre du cristalliseur. Au début de la coulée, appuyez sur le bouchon de réglage automatique avec votre main pour bloquer la buse, ouvrez l'œil du four de la fournaise de mélange et laissez le liquide en aluminium s'écouler dans la plaque de distribution à travers le laurier. Lorsque le liquide en aluminium atteint 2/5 dans la plaque de distribution, relâchez le bouchon automatique pour régler le bouchon de sorte que l'aluminium fondu s'écoule dans le cristalliseur et que l'aluminium fondu soit refroidi sur le châssis. Lorsque le liquide en aluminium atteint 30 mm de haut dans le cristalliseur, le châssis peut être abaissé et l'eau de refroidissement commencera à être envoyée. Le bouchon de réglage automatique contrôle l'écoulement équilibré du liquide en aluminium dans le cristalliseur et maintient la hauteur du liquide en aluminium dans le cristalliseur inchangé. Le film d'écume et d'oxyde à la surface de l'aluminium fondu doit être éliminé dans le temps. Lorsque la longueur du lingot en aluminium est d'environ 6 m, bloquez l'œil du four, retirez la plaque de distribution, arrêtez l'alimentation en eau après que le liquide en aluminium soit complètement solidifié, retirez la veste d'eau, retirez le lingot en aluminium coulé avec une grue monorail et placez-la et préparez-la et préparez-la pour le prochain casting. Pendant la coulée, la température de l'aluminium fondu dans le four à mélange est maintenue à 690-7L0 ° C, la température de l'aluminium fondu dans la plaque de distribution est maintenue à 685-690 ° C, la vitesse de coulée est 190-21omm / min, et la pression de l'eau de refroidissement est de 0,147-0.196MPA.

La vitesse de coulée est proportionnelle au lingot linéaire avec une section carrée:
Vd = k où v est la vitesse de coulée, mm / min ou m / h; D est la longueur latérale de la section lingot, mm ou m; K est la valeur constante, m2 / h, généralement 1,2 ～ 1,5.

Le coulage semi-continu vertical est une méthode de cristallisation séquentielle. Une fois que l'aluminium fondu est entré dans le trou de coulée, il commence à cristalliser sur la plaque inférieure et la paroi intérieure du moule. Parce que les conditions de refroidissement du centre et des côtés sont différentes, la cristallisation forme une forme de périphérie moyenne et élevée. Le châssis descend à une vitesse constante. Dans le même temps, la partie supérieure est injectée en continu en aluminium liquide, de sorte qu'il y a une zone semi-solidifiée entre l'aluminium solide et l'aluminium liquide. Parce que le liquide en aluminium se rétrécit lorsqu'il se condensation, et qu'il y a une couche d'huile lubrifiante sur la paroi intérieure du cristalliseur, au fur et à mesure que le châssis descend, l'aluminium solidifié sort du cristalliseur. Il y a un cercle de trous d'eau de refroidissement dans la partie inférieure du cristalliseur, et l'eau de refroidissement peut être pulvérisée jusqu'à ce qu'elle se soit échappée. La surface du lingot en aluminium est soumise à un refroidissement secondaire jusqu'à ce que tout le lingot du fil est coulé.

La cristallisation séquentielle peut établir des conditions de solidification relativement satisfaisantes, ce qui est bénéfique pour la taille des grains, les propriétés mécaniques et la conductivité électrique de la cristallisation. Il n'y a pas de différence dans les propriétés mécaniques dans le sens de la hauteur du lingot comparatif, la ségrégation est également faible, la vitesse de refroidissement est plus rapide et une structure cristalline très fine peut être obtenue.

La surface du lingot du fil en aluminium doit être plate et lisse, sans scories, fissures, pores, etc., la longueur des fissures de surface ne doit pas dépasser 1,5 mm, la profondeur des scories et des rides de la crête à la surface ne doivent pas dépasser 2 mm et la section ne devrait pas avoir de fissures, de pores et de scories. Il n'y a pas plus de 5 inclusions de laises inférieures à 1 mm.

Les principaux défauts des lingots en fil d'aluminium sont:

① fissures. La raison en est que la température de l'aluminium fondu est trop élevée, la vitesse est trop rapide et que le stress résiduel augmente; La teneur en silicium dans l'aluminium fondu est supérieure à 0,8%, et la même fusion d'aluminium et de silicium se forme, puis une certaine quantité de silicium libre est générée, ce qui augmente la propriété de fissuration thermique du métal: ou la quantité d'eau de refroidissement est insuffisante. Lorsque la surface du moule est rugueuse ou qu'aucun lubrifiant n'est utilisé, la surface et les coins du lingot se fissurent également.

② Inclusion des scories. L'inclusion du laitier à la surface du lingot du fil en aluminium est causée par la fluctuation de l'aluminium fondu, la rupture du film d'oxyde à la surface de l'aluminium fondu et la racaille à la surface entrant sur le côté du lingot. Parfois, l'huile lubrifiante peut également apporter des scories. L'inclusion interne du laitier est causée par la basse température de l'aluminium fondu, la viscosité élevée, l'incapacité des scories à flotter dans le temps ou les changements fréquents du niveau d'aluminium fondu pendant la coulée.

PARTIMENT CALD. La formation de la barrière froide est principalement causée par des fluctuations excessives dans le niveau d'aluminium fondu dans le moule, une température de coulée basse, une vitesse de coulée excessivement lente ou la vibration et une goutte inégale de la machine à couler.

④ Stoma. Les pores mentionnés ici se réfèrent à de petits pores d'un diamètre inférieur à 1 mm. La raison en est que la température de coulée est trop élevée et que la condensation est trop rapide, de sorte que le gaz contenu dans le liquide en aluminium ne peut pas s'échapper dans le temps, et après la solidification, de petites bulles sont rassemblées pour former des pores dans le lingot.

⑤La surface est rugueuse. Parce que la paroi intérieure du cristalliseur n'est pas lisse, l'effet de lubrification n'est pas bon et des tumeurs en aluminium à la surface de cristal se forment dans des cas graves. Ou parce que le rapport du fer / du silicium est trop grand, le phénomène de ségrégation causé par un refroidissement inégal.

⑥Le division de l'aluminium et réanalyse. La raison principale est le problème de fonctionnement, et le grave peut également provoquer des nodules.

Application d'alliage en aluminium en aluminium (Al-Si)
Alliage en aluminium-silicium (Al-Si), la fraction de masse de Si est généralement de 4% ~ 22%. Parce que l'alliage Al-Si a d'excellentes propriétés de coulée, telles que une bonne fluidité, une bonne étanchéité de l'air, un petit rétrécissement et une faible tendance thermique, après modification et traitement thermique, il a de bonnes propriétés mécaniques, des propriétés physiques, une résistance à la corrosion et des propriétés d'usinage moyen. C'est le type d'alliage en aluminium coulé le plus polyvalent et le plus polyvalent. Voici quelques exemples des plus couramment utilisés:

(1) L'alliage ZL101 (A) ALLIAGE ZL101 a une bonne étanchéité de l'air, une fluidité et une résistance aux fissures thermiques, des propriétés mécaniques modérées, des performances de soudage et une résistance à la corrosion, une composition simple, un moulage facile et adapté à diverses moulages. L'alliage ZL101 a été utilisé pour des pièces complexes qui portent des charges modérées, telles que les pièces d'avion, les instruments, les boîtiers d'instruments, les pièces du moteur, les pièces automobiles et les navires, les blocs de cylindres, les corps de pompe, les tambours de frein et les pièces électriques. De plus, sur la base de l'alliage ZL101, le contenu d'impureté est strictement contrôlé et l'alliage ZL101A avec des propriétés mécaniques plus élevés est obtenu en améliorant la technologie de coulée. Il a été utilisé pour lancer diverses pièces de coquille, corps de pompe d'avion, boîtes de vitesses automobiles et huile à carburant. Coudes de boîte, accessoires d'avions et autres pièces porteuses.

(2) L'alliage de l'alliage ZL102 ZL102 a la meilleure résistance aux fissures thermiques et une bonne étanchéité de l'air, ainsi qu'une bonne fluidité, ne peut pas être renforcée par un traitement thermique et a une faible résistance à la traction. Il convient pour couler des pièces complexes grandes et minces. Convient pour le moulage. Ce type d'alliage est principalement utilisé pour résister à des moulages à parois minces à faible charge avec des formes complexes, telles que divers boîtiers d'instruments, les boîtiers automobiles, l'équipement dentaire, les pistons, etc.

(3) L'alliage de l'alliage ZL104 ZL104 a une bonne tenue d'air, une fluidité et une résistance aux fissures thermiques, une résistance élevée, une résistance à la corrosion, des performances de soudage et des performances de coupe, mais une faible résistance à la résistance à la chaleur, facile à produire de petits pores, en jetant le processus est plus compliqué. Par conséquent, il est principalement utilisé pour fabriquer des moulages de métaux de sable de grande taille qui résistent à des charges élevées, telles que des boîtes de transmission, des blocs de cylindres, des vannes à culasse, des roues de ceinture, des boîtes à outils de plaque de reprise et d'autres avions, des navires et des pièces automobiles.

(4) L'alliage de l'alliage ZL105 ZL105 a des propriétés mécaniques élevées, des performances de coulée satisfaisantes et des performances de soudage, de meilleures performances de coupe et une résistance à la résistance à la chaleur que l'alliage ZL104, mais une faible plasticité et une faible stabilité de corrosion. Il convient à diverses méthodes de coulée. Ce type d'alliage est principalement utilisé pour produire des avions, des moules de sable de moteur et des pièces de coulée de moisissures métalliques qui portent de lourdes charges, telles que les boîtiers de transmission, les blocs de cylindres, les boîtiers de pompe hydraulique et les pièces d'instrument, ainsi que les supports de roulement et d'autres pièces machine.

Application d'alliage en aluminium en aluminium (al-Zn)

Pour les alliages Al-Zn, en raison de la solubilité élevée de Zn dans AL, lorsque du Zn avec une fraction de masse de plus de 10% est ajouté à Al, la résistance de l'alliage peut être considérablement améliorée. Bien que ce type d'alliage ait une tendance au vieillissement naturel élevé et que la résistance élevée puisse être obtenue sans traitement thermique, les inconvénients de ce type d'alliage sont une mauvaise résistance à la corrosion, une forte densité et des fissures chaudes facilement pendant la coulée. Par conséquent, ce type d'alliage est principalement utilisé pour fabriquer des pièces de boîtier d'instruments moulées.

Les caractéristiques et les applications des alliages CAST AL-Zn communs sont les suivants:

(1) L'alliage de l'alliage ZL401 ZL401 a des performances de coulée moyenne, une petite cavité de rétrécissement et une tendance à la fissuration chaude, de bonnes performances de soudage et des performances de coupe, une forte résistance à l'état étendue, mais une faible plasticité, une forte densité et une mauvaise résistance à la corrosion. L'alliage ZL401 est principalement utilisé pour diverses pièces de coulée de pression, la température de travail ne dépasse pas 200 degrés Celsius et la structure et la forme des pièces automobiles et de l'avion sont complexes.

(2) L'alliage ZL402 L'alliage ZL402 a des performances de coulée moyennes, une bonne fluidité, une étanche à air modérée, une résistance aux fissures thermiques, de bonnes performances de coupe, une fusion élevée et une ténacité à impact dans l'état tel qu'en cas de cas pistons.
Application d'alliage de magnésium en aluminium coulé (AL-MG)

La fraction de masse de Mg dans l'alliage Al-Mg est de 4% ~ 11%. L'alliage a une faible densité, des propriétés mécaniques élevées, une excellente résistance à la corrosion, de bonnes performances de coupe et une surface lumineuse et magnifique. Cependant, en raison des processus compliqués de fusion et de coulée de ce type d'alliage, en plus d'être utilisé comme alliage résistant à la corrosion, il est également utilisé comme alliage pour la décoration. Les caractéristiques et les applications des alliages CAST AL-MG courants sont les suivants.

(1) L'alliage ZL301 ZL301 a une résistance élevée, un bon allongement, d'excellentes performances de coupe, une bonne soudabilité, peut être anodisée et vibrée. L'inconvénient est qu'il a tendance à se détacher au microscopie et est difficile à lancer. ALLIAGE ZL301 Il est utilisé pour fabriquer des pièces avec une forte résistance à la corrosion sous une charge élevée, une température de travail en dessous de 150 degrés Celsius et un travail dans l'atmosphère et l'eau de mer, tels que les cadres, les supports, les tiges et les accessoires.

(2) L'alliage ZL303 ZL303 a une bonne résistance à la corrosion, une bonne soudabilité, de bonnes performances de coupe, un polissage facile, des performances de coulée acceptables, de faibles propriétés mécaniques, ne peuvent pas être renforcées par le traitement thermique et ont tendance à former des trous de rétrécissement. Il est largement utilisé le moulage. Ce type d'alliage est principalement utilisé pour les pièces de charge moyenne sous l'action de la corrosion ou des pièces dans l'atmosphère froide et la température de fonctionnement ne dépassant pas 200 degrés Celsius, tels que les pièces marines et les coquilles de machine.

(3) L'alliage de l'alliage ZL305 ZL305 est principalement ajouté avec Zn sur la base de l'alliage al-MG pour contrôler le vieillissement naturel, améliorer la résistance et la résistance à la corrosion des contraintes, avoir de bonnes propriétés mécaniques complètes et réduire l'oxydation, la porosité et les défauts des pores de l'alliage. Ce type d'alliage est principalement utilisé pour la température de haute charge, la température de travail inférieure à 100 degrés Celsius et des pièces corrosives élevées qui fonctionnent dans l'atmosphère ou l'eau de mer, comme des pièces dans les navires marins.
Introduction à la connaissance des lingots en aluminium
Engot en aluminium pour le remontage-15 kg, 20 kg (≤ 99,80% AL):
Lingot en aluminium en forme de T - 500 kg, 1000 kg (≤ 99,80% al):
Lingots en aluminium de haute pureté-10 kg, 15 kg (99,90% ～ 99,999% AL);
Engot en alliage en aluminium - 10 kg, 15 kg (al - si, al - Cu, al - mg);
Lingot de plaque - 500 ～ 1000 kg (pour la fabrication de plaques);
Broches rondes-30 ～ 60 kg (pour le dessin de fil).

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