Que é un lingote de aluminio?

Que é un lingote de aluminio?

O aluminio é un metal branco prateado e ocupa o terceiro lugar na codia terrestre despois do osíxeno e o silicio. A densidade do aluminio é relativamente pequena, só o 34,61 % de ferro e o 30,33 % de cobre, polo que tamén se lle chama metal lixeiro. O aluminio é un metal non ferroso cuxa produción e consumo son os segundos a nivel mundial despois do aceiro. Debido a que o aluminio é lixeiro, úsase a miúdo na fabricación de vehículos terrestres, marítimos e aéreos, como automóbiles, trens, metros, barcos, avións, foguetes e naves espaciais, para reducir o seu propio peso e aumentar a carga. As materias primas da nosa industria diaria chámanse lingotes de aluminio. Segundo a norma nacional (GB/T 1196-2008), deberían chamarse "lingotes de aluminio para refundido", pero todo o mundo está afeito a chamalos "lingotes de aluminio". Prodúcese por electrólise utilizando alúmina-criolita. Despois de que os lingotes de aluminio entren en aplicacións industriais, hai dúas categorías principais: aliaxes de aluminio fundido e aliaxes de aluminio deformado. O aluminio fundido e as aliaxes de aluminio son pezas de fundición de aluminio producidas por métodos de fundición; o aluminio deformado e as aliaxes de aluminio son produtos de aluminio procesados ​​producidos por métodos de procesamento a presión: placas, tiras, láminas, tubos, varillas, formas, arames e forxas. Segundo a norma nacional, os "lingotes de aluminio de refundición divídense en 8 graos segundo a composición química, que son Al99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7E, Al99.6E" (Nota: o número despois de Al é o contido de aluminio). Algunhas persoas chaman aluminio "A00", que en realidade é aluminio cunha pureza do 99,7 %, que se denomina "aluminio estándar" no mercado londiniense. Os estándares técnicos do noso país na década de 1950 proviñan da antiga Unión Soviética. "A00" é a marca rusa nos estándares nacionais da Unión Soviética. "A" é unha letra rusa, non a "A" inglesa nin a "A" do alfabeto fonético chinés. Se se axusta aos estándares internacionais, é máis preciso chamalo "aluminio estándar". O aluminio estándar é un lingote de aluminio que contén un 99,7 % de aluminio e que está rexistrado no mercado londiniense.

Como se fabrican os lingotes de aluminio
O proceso de fundición de lingotes de aluminio usa aluminio fundido para inxectalo no molde e, unha vez que se retira despois de arrefrialo nunha lousa de fundición, o proceso de inxección é un paso clave para a calidade do produto. O proceso de fundición tamén é o proceso físico de cristalización do aluminio líquido en aluminio sólido.
O fluxo do proceso de fundición de lingotes de aluminio é aproximadamente o seguinte: roscado de aluminio-escorización-recollida-ingredientes-carga do forno-refinación-fundición-lingotes de aluminio para refusión-inspección de produtos acabados-inspección de produtos acabados-almacenamento eliminación de escorización de aluminio-recollida-ingredientes-carga do forno-desbrozado-fundición-lingotes de aliaxe-lingotes de aliaxe de fundición-inspección de produtos acabados-inspección de produtos acabados-almacenamento

Os métodos de fundición máis empregados divídense en fundición continua e fundición semicontinua vertical.

Fundición continua

A fundición continua pódese dividir en fundición en forno mixto e fundición externa. Todas elas empregan máquinas de fundición continua. A fundición en forno de mestura é o proceso de fundición de aluminio fundido no forno de mestura e úsase principalmente para producir lingotes de aluminio para refundir e fundir aliaxes. A fundición externa realízase directamente desde o cucharón ata a máquina de fundición, que se usa principalmente cando o equipo de fundición non pode cumprir os requisitos de produción ou a calidade dos materiais entrantes é demasiado mala para ser introducidos directamente no forno. Dado que non hai unha fonte de calefacción externa, é necesario que o cucharón teña unha determinada temperatura, xeralmente entre 690 °C e 740 °C no verán e entre 700 °C e 760 °C no inverno para garantir que o lingote de aluminio teña un mellor aspecto.

Para a fundición no forno de mestura, os ingredientes deben primeiro mesturarse, despois verterse no forno de mestura, remexerse uniformemente e, a continuación, engadirse fluxo para o refinado. O lingote de aliaxe de fundición debe clarificarse durante máis de 30 minutos e, despois, a escoria pode fundirse. Durante a fundición, o ollo do forno de mestura está aliñado co segundo e terceiro molde da máquina de fundición, o que pode garantir un certo grao de mobilidade cando cambia o fluxo de líquido e se cambia o molde. O ollo do forno e a máquina de fundición están conectados cunha colada. É mellor ter unha colada máis curta, que pode reducir a oxidación do aluminio e evitar vórtices e salpicaduras. Cando a máquina de fundición se para durante máis de 48 horas, o molde debe prequecerse durante 4 horas antes de reinicialo. O aluminio fundido flúe cara ao molde a través da colada e a película de óxido na superficie do aluminio fundido elimínase cunha pa, o que se denomina escoriación. Despois de encher un molde, a colada móvese ao seguinte molde e a máquina de fundición avanza continuamente. O molde avanza en secuencia e o aluminio fundido arrefría gradualmente. Cando chega ao centro da máquina de fundición, o aluminio fundido solidificouse en lingotes de aluminio, que a impresora marca cun número de fusión. Cando o lingote de aluminio chega á parte superior da máquina de fundición, solidificouse completamente nun lingote de aluminio. Neste momento, o molde dáse a volta e o lingote de aluminio é expulsado do molde e cae sobre o carro automático de recepción de lingotes, que é apilado e agrupado automaticamente polo apilador para converterse no lingote de aluminio acabado. A máquina de fundición arrefríase pulverizando auga, pero a auga debe subministrarse despois de que a máquina de fundición se acenda durante unha revolución completa. Cada tonelada de aluminio fundido consome unhas 8-10 toneladas de auga e requírese un soprador para arrefriar a superficie no verán. O lingote é unha fundición de molde plano e a dirección de solidificación do aluminio fundido é de abaixo cara arriba, e o centro da parte superior solidifícase finalmente, deixando unha contracción en forma de ranura. O tempo e as condicións de solidificación de cada parte do lingote de aluminio non son os mesmos, polo que a súa composición química tamén será diferente, pero está en consonancia co estándar no seu conxunto.

Os defectos máis comúns dos lingotes de aluminio para a súa refundición son:

① Estoma. A razón principal é que a temperatura de fundición é demasiado alta, o aluminio fundido contén máis gas, a superficie do lingote de aluminio ten moitos poros (buratos), a superficie é escura e, en casos graves, prodúcense gretas quentes.
② Inclusión de escoria. A razón principal é que a escoria non é limpa, o que resulta na inclusión de escoria na superficie; a segunda é que a temperatura do aluminio fundido é demasiado baixa, o que provoca a inclusión interna de escoria.
③Ondulación e rebabado. A razón principal é que a operación non é correcta, o lingote de aluminio é demasiado grande ou a máquina de fundición non funciona sen problemas.
④ Fendas. As fendas frías son causadas principalmente por unha temperatura de fundición demasiado baixa, o que fai que os cristais de lingote de aluminio non sexan densos, o que provoca soltura e mesmo fendas. As fendas térmicas son causadas por unha temperatura de fundición elevada.
⑤ Segregación de compoñentes. Principalmente causada por unha mestura desigual ao fundir a aliaxe.

Fundición semicontinua vertical

A fundición semicontinua vertical úsase principalmente para a produción de lingotes de arame de aluminio, lingotes en placa e diversas aliaxes deformadas para o procesamento de perfís. O aluminio fundido vértese no forno de mestura despois da dosificación. Debido aos requisitos especiais dos arames, débese engadir a placa intermedia Al-B para eliminar o titanio e o vanadio (lingotes de arame) do aluminio fundido antes da fundición; ás placas débese engadir a aliaxe Al-Ti--B (Ti5%B1%) para o tratamento de refinado. Facer que a organización da superficie sexa fina. Engadir un axente de refinado de 2# á aliaxe de alto magnesio, a cantidade é do 5%, remexer uniformemente, despois de repousar durante 30 minutos, eliminar a escuma e logo fundir. Levantar o chasis da máquina de fundición antes da fundición e soprar a humidade do chasis con aire comprimido. A continuación, suba a placa base cara ao cristalizador, aplique unha capa de aceite lubricante na parede interior do cristalizador, coloque un pouco de auga de refrixeración na camisa de auga, coloque a placa de distribución seca e prequentado, o tapón de regulación automática e o filtro no seu lugar, de xeito que cada porto da placa de distribución estea situado no centro do cristalizador. Ao comezo da fundición, prema o tapón de axuste automático coa man para bloquear a boquilla, corte o ollo do forno de mestura e deixe que o líquido de aluminio flúa cara á placa de distribución a través do filtro. Cando o líquido de aluminio alcance 2/5 na placa de distribución, solte o axuste automático do tapón para que o aluminio fundido flúa cara ao cristalizador e o aluminio fundido se arrefríe no chasis. Cando o líquido de aluminio alcance os 30 mm de altura no cristalizador, o chasis pódese baixar e comezará a enviarse auga de refrixeración. O tapón de axuste automático controla o fluxo equilibrado do líquido de aluminio cara ao cristalizador e mantén a altura do líquido de aluminio no cristalizador sen cambios. A escuma e a película de óxido na superficie do aluminio fundido deben eliminarse a tempo. Cando a lonxitude do lingote de aluminio sexa duns 6 m, bloquee o ollo do forno, retire a placa de distribución, pare o subministro de auga despois de que o líquido de aluminio estea completamente solidificado, retire a camisa de auga, retire o lingote de aluminio fundido cunha grúa monorraíl e colóqueo na serra segundo o tamaño requirido. Serra e prepárese para a seguinte fundición. Durante a fundición, a temperatura do aluminio fundido no forno de mestura mantense a 690-7l0 °C, a temperatura do aluminio fundido na placa de distribución mantense a 685-690 °C, a velocidade de fundición é de 190-210 mm/min e a presión da auga de refrixeración é de 0,147-0,196 MPa.

A velocidade de fundición é proporcional ao lingote lineal de sección cadrada:
VD=K onde V é a velocidade de fundición, mm/min ou m/h; D é a lonxitude do lado da sección do lingote, mm ou m; K é o valor constante, m2/h, xeralmente de 1,2 a 1,5.

A fundición semicontinua vertical é un método de cristalización secuencial. Despois de que o aluminio fundido entre no orificio de fundición, comeza a cristalizar na placa inferior e na parede interior do molde. Debido a que as condicións de arrefriamento do centro e dos laterais son diferentes, a cristalización forma unha forma de periferia baixa, media e alta. O chasis descende a unha velocidade constante. Ao mesmo tempo, a parte superior inxéctase continuamente con aluminio líquido, de xeito que hai unha zona semisolidificada entre o aluminio sólido e o aluminio líquido. Debido a que o aluminio líquido se contrae ao condensarse e hai unha capa de aceite lubricante na parede interior do cristalizador, a medida que o chasis descende, o aluminio solidificado sae do cristalizador. Hai un círculo de orificios de auga de arrefriamento na parte inferior do cristalizador, e a auga de arrefriamento pódese pulverizar ata que escape. A superficie do lingote de aluminio sométese a un arrefriamento secundario ata que se funde todo o lingote de arame.

A cristalización secuencial pode establecer condicións de solidificación relativamente satisfactorias, o que é beneficioso para o tamaño do gran, as propiedades mecánicas e a condutividade eléctrica da cristalización. Non hai diferenza nas propiedades mecánicas na dirección da altura do lingote comparativo, a segregación tamén é pequena, a velocidade de arrefriamento é máis rápida e pódese obter unha estrutura cristalina moi fina.

A superficie do lingote de arame de aluminio debe ser plana e lisa, libre de escoria, gretas, poros, etc., a lonxitude das gretas superficiais non debe exceder os 1,5 mm, a profundidade da escoria e as engurras das cristas na superficie non debe exceder os 2 mm e a sección non debe ter gretas, poros nin inclusións de escoria. Non debe haber máis de 5 inclusións de escoria de menos de 1 mm.

Os principais defectos dos lingotes de arame de aluminio son:

① Fendas. A razón é que a temperatura do aluminio fundido é demasiado alta, a velocidade é demasiado rápida e a tensión residual aumenta; o contido de silicio no aluminio fundido é superior ao 0,8 %, e fórmase a mesma masa fundida de aluminio e silicio, e entón xérase unha certa cantidade de silicio libre, o que aumenta a propiedade de fenda térmica do metal: Ou a cantidade de auga de refrixeración é insuficiente. Cando a superficie do molde é rugosa ou non se usa lubricante, a superficie e as esquinas do lingote tamén se fenderán.

② Inclusión de escoria. A inclusión de escoria na superficie do lingote de arame de aluminio débese á flutuación do aluminio fundido, á rotura da película de óxido na superficie do aluminio fundido e á escuma da superficie que entra no lateral do lingote. Ás veces, o aceite lubricante tamén pode traer algo de escoria. A inclusión interna de escoria débese á baixa temperatura do aluminio fundido, á alta viscosidade, á incapacidade da escoria para flotar no tempo ou aos frecuentes cambios no nivel de aluminio fundido durante a fundición.

③ Compartimento frío. A formación da barreira fría débese principalmente a flutuacións excesivas no nivel de aluminio fundido no molde, a baixa temperatura de fundición, a velocidade de fundición excesivamente lenta ou a vibración e a caída irregular da máquina de fundición.

④ Estoma. Os poros mencionados aquí refírense a poros pequenos cun diámetro inferior a 1 mm. A razón disto é que a temperatura de fundición é demasiado alta e a condensación é demasiado rápida, polo que o gas contido no líquido de aluminio non pode escapar a tempo e, despois da solidificación, agrúpanse pequenas burbullas para formar poros no lingote.

⑤A superficie é rugosa. Debido a que a parede interior do cristalizador non é lisa, o efecto de lubricación non é bo e, en casos graves, fórmanse tumores de aluminio na superficie do cristal. Ou, debido a que a proporción de ferro e silicio é demasiado grande, o fenómeno de segregación é causado por un arrefriamento desigual.

⑥Fuga de aluminio e reanálise. O motivo principal é o problema de funcionamento, e os graves tamén poden causar nódulos.

Aplicación da aliaxe de aluminio fundido e silicio (Al-Si)
A aliaxe de aluminio-silicio (Al-Si), a fracción másica de Si é xeralmente do 4% ao 22%. Debido a que a aliaxe de Al-Si ten excelentes propiedades de fundición, como boa fluidez, boa estanquidade, pequena contracción e baixa tendencia á calor, despois da modificación e o tratamento térmico, ten boas propiedades mecánicas, propiedades físicas, resistencia á corrosión e propiedades de mecanizado medias. É o tipo de aliaxe de aluminio fundido máis versátil e versátil. Aquí tes algúns exemplos das máis utilizadas:

(1) Liga ZL101(A) A liga ZL101 ten boa estanquidade ao aire, fluidez e resistencia ás fendas térmicas, propiedades mecánicas moderadas, rendemento de soldadura e resistencia á corrosión, composición simple, fundición fácil e axeitada para varios métodos de fundición. A liga ZL101 utilizouse para pezas complexas que soportan cargas moderadas, como pezas de aeronaves, instrumentos, carcasas de instrumentos, pezas de motor, pezas de automóbiles e barcos, bloques de cilindros, corpos de bombas, tambores de freo e pezas eléctricas. Ademais, baseándose na liga ZL101, o contido de impurezas está estritamente controlado e a liga ZL101A con maiores propiedades mecánicas obtense mellorando a tecnoloxía de fundición. Utilizouse para fundir varias pezas de carcasa, corpos de bombas de aeronaves, caixas de cambios de automóbiles e fuelóleo, cóbados de caixa, accesorios de aeronaves e outras pezas portantes.

(2) Ligazón ZL102 A liga ZL102 ten a mellor resistencia á fenda térmica e unha boa estanquidade ao aire, así como unha boa fluidez, non se pode reforzar mediante tratamento térmico e ten unha baixa resistencia á tracción. É axeitada para a fundición de pezas complexas grandes e de paredes finas. Apta para fundición a presión. Este tipo de liga úsase principalmente para soportar pezas fundidas de paredes finas de baixa carga con formas complexas, como varias carcasas de instrumentos, carcasas de automóbiles, equipos dentais, pistóns, etc.

(3) Ligazón ZL104 A aliaxe ZL104 ten boa estanquidade, fluidez e resistencia ás fendas térmicas, alta resistencia, resistencia á corrosión, rendemento de soldadura e rendemento de corte, pero baixa resistencia á calor, fácil de producir poros pequenos, o proceso de fundición é máis complicado. Polo tanto, úsase principalmente para fabricar pezas fundidas de area metálica de gran tamaño que soportan cargas elevadas, como carcasas de transmisión, bloques de cilindros, válvulas de culata, rodas de correa, caixas de ferramentas de placa de cuberta e outras pezas de aeronaves, barcos e automóbiles.

(4) Ligazón ZL105 A liga ZL105 ten altas propiedades mecánicas, un rendemento de fundición e soldadura satisfactorios, un mellor rendemento de corte e resistencia á calor que a liga ZL104, pero baixa plasticidade e baixa estabilidade á corrosión. É axeitada para varios métodos de fundición. Este tipo de liga úsase principalmente para producir aeronaves, moldes de area para motores e pezas de fundición de moldes metálicos que soportan cargas pesadas, como carcasas de transmisión, bloques de cilindros, carcasas de bombas hidráulicas e pezas de instrumentos, así como soportes de rolamentos e outras pezas de máquinas.

Aplicación da aliaxe de aluminio fundido e cinc (Al-Zn)

Para as aliaxes de Al-Zn, debido á alta solubilidade do Zn no Al, cando se lle engade Zn cunha fracción másica superior ao 10 % ao Al, a resistencia da aliaxe pode mellorar significativamente. Aínda que este tipo de aliaxe ten unha alta tendencia ao envellecemento natural e pódese obter unha alta resistencia sen tratamento térmico, as desvantaxes deste tipo de aliaxe son a baixa resistencia á corrosión, a alta densidade e a facilidade para rachar en quente durante a fundición. Polo tanto, este tipo de aliaxe úsase principalmente para fabricar pezas de carcasas de instrumentos fundidas a presión.

As características e aplicacións das aliaxes comúns de Al-Zn fundidas son as seguintes:

(1) Ligazón ZL401 A ligación ZL401 ten un rendemento de fundición medio, unha pequena cavidade de contracción e tendencia a rachar en quente, un bo rendemento de soldadura e corte, alta resistencia no estado de fundición, pero baixa plasticidade, alta densidade e pouca resistencia á corrosión. A liga ZL401 úsase principalmente para diversas pezas de fundición a presión, a temperatura de traballo non supera os 200 graos Celsius e a estrutura e a forma das pezas de automóbiles e aeronaves son complexas.

(2) Liga ZL402 A liga ZL402 ten un rendemento de fundición medio, boa fluidez, estanquidade moderada, resistencia á fisura térmica, bo rendemento de corte, altas propiedades mecánicas e tenacidade ao impacto no estado fundido, pero alta densidade. O proceso de fundición é complexo e úsase principalmente para equipos agrícolas, máquinas-ferramenta, pezas fundidas de barcos, dispositivos de radio, reguladores de osíxeno, rodas xiratorias e pistóns de compresores de aire.
Aplicación da aliaxe de aluminio fundido e magnesio (Al-Mg)

A fracción másica de Mg na aliaxe de Al-Mg é do 4 % ao 11 %. A aliaxe ten unha baixa densidade, altas propiedades mecánicas, excelente resistencia á corrosión, bo rendemento de corte e unha superficie brillante e fermosa. Non obstante, debido aos complicados procesos de fusión e colado deste tipo de aliaxe, ademais de utilizarse como aliaxe resistente á corrosión, tamén se utiliza como aliaxe para decoración. As características e aplicacións das aliaxes comúns de Al-Mg fundidas son as seguintes.

(1) Ligazón ZL301 A ligazón ZL301 ten alta resistencia, bo alongamento, excelente rendemento de corte, boa soldabilidade, pódese anodizar e vibrar. A desvantaxe é que ten tendencia a soltarse microscopicamente e é difícil de fundir. Ligazón ZL301 Úsase para fabricar pezas con alta resistencia á corrosión baixo cargas elevadas, temperaturas de traballo inferiores a 150 graos Celsius e que traballan na atmosfera e na auga do mar, como marcos, soportes, varillas e accesorios.

(2) Ligazón ZL303 A liga ZL303 ten boa resistencia á corrosión, boa soldabilidade, bo rendemento de corte, fácil pulido, rendemento de fundición aceptable, baixas propiedades mecánicas, non se pode reforzar con tratamento térmico e ten tendencia a formar buratos de contracción. Úsase amplamente en fundición a presión. Este tipo de liga úsase principalmente para pezas con carga media baixo a acción da corrosión ou pezas en atmosfera fría e temperatura de funcionamento que non supera os 200 graos Celsius, como pezas de buques mariños e carcasas de máquinas.

(3) Ligazón ZL305 A liga ZL305 engádese principalmente Zn a partir dunha liga de Al-Mg para controlar o envellecemento natural, mellorar a resistencia á corrosión baixo tensión, ter boas propiedades mecánicas integrais e reducir a oxidación, a porosidade e os defectos de poros da liga. Este tipo de liga úsase principalmente para pezas de alta carga, temperatura de traballo inferior a 100 graos Celsius e altamente corrosivas que funcionan na atmosfera ou na auga do mar, como as pezas de buques mariños.
Introdución ao coñecemento dos lingotes de aluminio
Lingote de aluminio para refundido - 15 kg, 20 kg (≤99,80 % de Al):
Lingote de aluminio en forma de T: 500 kg, 1000 kg (≤99,80 % de Al):
Lingotes de aluminio de alta pureza: 10 kg, 15 kg (99,90 % ~ 99,999 % de Al);
Lingote de aliaxe de aluminio - 10 kg, 15 kg (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Lingote de chapa: 500~1000 kg (para a fabricación de chapas);
Fusos redondos de 30 a 60 kg (para trefilado de arame).

Máis detalles Ligazón:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Fonte de referencia: Internet
Aviso legal: A información contida neste artigo é só para referencia, non como suxestión directa para a toma de decisións. Se non pretende infrinxir os seus dereitos legais, póñase en contacto connosco a tempo.