Što je aluminijski ingot?

Što 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, pomorskih i zračnih vozila poput automobila, vlakova, podzemnih željeznica, 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 pretaljenje", ali svi su navikli nazivati ​​ih "aluminijski ingoti". Proizvode se elektrolizom pomoću aluminijevog 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 tlakom: ploče, trake, folije, cijevi, šipke, profili, žice i otkivci. Prema nacionalnom standardu, "pretaljeni aluminijski ingoti podijeljeni su u 8 stupnjeva prema kemijskom 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" aluminijem, što je zapravo aluminij čistoće 99,7%, koji se na londonskom tržištu naziva "standardni aluminij". Tehnički standardi naše zemlje 1950-ih došli su iz bivšeg Sovjetskog Saveza. "A00" je ruska oznaka 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, točnije je nazvati "standardni aluminij". Standardni aluminij je aluminijski ingot koji sadrži 99,7% aluminija, a registriran je na londonskom tržištu.

Kako se izrađuju aluminijski ingoti
Proces lijevanja aluminijskih ingota koristi rastaljeni aluminij za ubrizgavanje u kalup, a nakon što se izvadi nakon hlađenja u lijevanu ploču, proces ubrizgavanja ključni je korak za kvalitetu proizvoda. Proces lijevanja je ujedno i fizički proces kristalizacije tekućeg aluminija u čvrsti aluminij.
Tijek procesa lijevanja aluminijskih ingota je otprilike sljedeći: izrezivanje aluminija - odvajanje troske - prikupljanje - sastojci - utovar u peć - rafiniranje - lijevanje - aluminijski ingoti za pretaljenje - inspekcija gotovog proizvoda - inspekcija gotovog proizvoda - skladištenje; uklanjanje aluminija - odvajanje troske - prikupljanje - sastojci - utovar u peć - čišćenje - lijevanje - ingoti od legure - lijevanje - ingoti od legure - inspekcija gotovog proizvoda - inspekcija gotovog proizvoda - skladištenje

Uobičajene metode lijevanja dijele se na kontinuirano lijevanje i vertikalno polukontinuirano lijevanje.

Kontinuirano lijevanje

Kontinuirano lijevanje može se podijeliti na lijevanje u miješanoj peći i vanjsko lijevanje. Svi koriste strojeve za kontinuirano lijevanje. Lijevanje u miješajućoj peći je proces lijevanja rastaljenog aluminija u miješajuću peć i uglavnom se koristi za proizvodnju aluminijskih ingota za pretaljenje i lijevanje legura. Vanjsko lijevanje se provodi izravno iz lijevne posude u stroj za lijevanje, što se uglavnom koristi kada oprema za lijevanje ne može zadovoljiti proizvodne zahtjeve ili je kvaliteta ulaznih materijala preloša da bi se izravno dovodili u peć. Budući da nema vanjskog izvora topline, potrebno je da lijevna posuda 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 lijevanje u peći za miješanje, sastojci se prvo moraju pomiješati, zatim uliti u peć za miješanje, ravnomjerno promiješati, a zatim dodati fluks za rafiniranje. Ingot od legure za lijevanje mora se bistriti više od 30 minuta, a troska se može lijevati nakon bistrenja. Tijekom lijevanja, otvor peći za miješanje poravnat je s drugim i trećim kalupom stroja za lijevanje, što može osigurati određeni stupanj pokretljivosti kada se protok tekućine promijeni i kalup se promijeni. Oko peći i stroj za lijevanje povezani su s kanalom za kalup. Bolje je imati kraći kanal za kalup, što može smanjiti oksidaciju aluminija i izbjeći vrtloženje i prskanje. Kada se stroj za lijevanje zaustavi dulje od 48 sati, kalup treba prethodno zagrijati 4 sata prije ponovnog pokretanja. Rastaljeni aluminij teče u kalup kroz kanal za kalup, a oksidni film na površini rastaljenog aluminija uklanja se lopatom, što se naziva zguravanjem. Nakon što se jedan kalup napuni, kanal se premješta u sljedeći kalup, a stroj za lijevanje kontinuirano napreduje. Kalup napreduje u nizu, a rastaljeni aluminij se postupno hladi. Kada dosegne sredinu stroja za lijevanje, rastaljeni aluminij se skrutnuo u aluminijske ingote, koje pisač označava brojem taljenja. Kada aluminijski ingot dosegne vrh stroja za lijevanje, potpuno se skrutnuo u aluminijski ingot. U tom trenutku, kalup se okreće, aluminijski ingot se izbacuje iz kalupa i pada na automatska kolica za prijem ingota, koja se automatski slažu i slažu pomoću slagača kako bi postali gotovi aluminijski ingot. Stroj za lijevanje hladi se prskanjem vode, ali voda se mora dovoditi nakon što se stroj za lijevanje uključi na jedan puni okret. Svaka tona rastaljenog aluminija troši oko 8-10 tona vode, a za površinsko hlađenje ljeti je potrebno puhalo. Ingot je odljevak u ravnom kalupu, a smjer skrućivanja rastaljenog aluminija je od dna prema vrhu, a sredina gornjeg dijela se konačno skrutne, ostavljajući skupljanje u obliku utora. Vrijeme i uvjeti skrućivanja svakog dijela aluminijskog ingota nisu isti, pa će i njegov kemijski sastav biti drugačiji, ali je u skladu sa standardom kao cjelinom.

Uobičajeni nedostaci aluminijskih ingota za pretaljenje su:

① Stoma. Glavni razlog je previsoka temperatura lijevanja, rastaljeni aluminij sadrži više plina, površina aluminijskog ingota ima mnogo pora (rupica), površina je tamna, a u težim slučajevima javljaju se 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 rastaljenog aluminija preniska, što uzrokuje uključivanje unutarnje troske.
③Valuranje i bljesak. Glavni razlog je da rad nije ispravan, aluminijski ingot je prevelik ili stroj za lijevanje ne radi glatko.
4 Pukotine. Hladne pukotine uglavnom su uzrokovane preniskom temperaturom lijevanja, što čini kristale aluminijskog ingota negustima, uzrokujući labavost, pa čak i pukotine. Termičke pukotine uzrokovane su visokom temperaturom lijevanja.
⑤ Segregacija komponenti. Uglavnom uzrokovana neravnomjernim miješanjem prilikom lijevanja legure.

Vertikalno polukontinuirano lijevanje

Vertikalno polukontinuirano lijevanje uglavnom se koristi za proizvodnju aluminijskih žičanih ingota, pločastih ingota i raznih deformiranih legura za obradu profila. Rastaljeni aluminij se nakon miješanja ulijeva u peć za miješanje. Zbog posebnih zahtjeva žica, prije lijevanja mora se dodati međuploča Al-B kako bi se uklonili titan i vanadij (žičani ingoci) iz rastaljenog aluminija; ploče se moraju dodati s legurom Al-Ti--B (Ti5%B1%) za obradu rafiniranja. Površinska organizacija se postiže finom organizacijom. Leguri s visokim udjelom magnezija doda se sredstvo za rafiniranje 2#, količina je 5%, ravnomjerno se miješa, nakon što se odstoji 30 minuta, ukloni se pjena, a zatim se lijeva. Prije lijevanja podignite šasiju stroja za lijevanje i otpuhnite vlagu s šasije komprimiranim zrakom. Zatim podignite osnovnu ploču u kristalizator, nanesite sloj maziva na unutarnju stijenku kristalizatora, ulijte malo rashladne vode u vodeni plašt, postavite suhu i prethodno zagrijanu razvodnu ploču, automatski regulacijski čep i odvod, tako da se svaki otvor razvodne ploče nalazi u središtu 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 razvodnu ploču kroz žlijeb. Kada aluminijska tekućina dosegne 2/5 u razvodnoj ploči, otpustite automatski čep. Podesite tako da rastaljeni aluminij teče u kristalizator i da se rastaljeni aluminij hladi na kućištu. Kada aluminijska tekućina dosegne visinu od 30 mm u kristalizatoru, kućište se može spustiti i počet će se slati rashladna voda. Automatski čep za podešavanje kontrolira uravnoteženi protok aluminijske tekućine u kristalizator i održava visinu aluminijske tekućine u kristalizatoru nepromijenjenom. Naslage i oksidni film na površini rastaljenog aluminija trebaju se na vrijeme ukloniti. Kada je duljina aluminijskog ingota oko 6 m, blokirajte otvor peći, uklonite razvodnu ploču, zaustavite dovod vode nakon što se aluminijska tekućina potpuno stvrdne, uklonite vodeni plašt, izvadite lijevani aluminijski ingot pomoću dizalice s jednom tračnicom i postavite ga na stroj za piljenje prema potrebnoj veličini. Ispilite ga i pripremite za sljedeće lijevanje. Tijekom lijevanja, temperatura rastaljenog aluminija u peći za miješanje održava se na 690-710°C, temperatura rastaljenog aluminija u razvodnoj ploči održava se na 685-690°C, brzina lijevanja je 190-210 mm/min, a tlak rashladne vode je 0,147-0,196 MPa.

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

Vertikalno polukontinuirano lijevanje je metoda sekvencijalne kristalizacije. Nakon što rastaljeni aluminij uđe u otvor za lijevanje, počinje kristalizirati na donjoj ploči i unutarnjoj stijenci kalupa. Budući da su uvjeti hlađenja u sredini i na stranicama različiti, kristalizacija formira oblik niskog srednjeg i visokog oboda. Šasija se spušta konstantnom brzinom. Istovremeno, gornji dio se kontinuirano ubrizgava tekući aluminij, tako da postoji polu-skrutnuta zona između čvrstog i tekućeg aluminija. Budući da se tekući aluminij skuplja kada se kondenzira, a na unutarnjoj stijenci kristalizatora nalazi se sloj ulja za podmazivanje, dok se šasija spušta, skrutnuti aluminij izlazi iz kristalizatora. U donjem dijelu kristalizatora nalazi se krug otvora za rashladnu vodu, a rashladna voda se može prskati dok ne istekne. Površina aluminijskog ingota podvrgava se sekundarnom hlađenju dok se ne izlije cijeli žičani ingot.

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

Površina aluminijskog ingota žice treba biti ravna i glatka, bez troske, pukotina, pora itd., duljina 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 rastaljenog aluminija previsoka, brzina prebrza, a zaostalo naprezanje povećano; sadržaj silicija u rastaljenom aluminiju veći je od 0,8%, te se formira ista talina aluminija i silicija, a zatim se stvara određena količina slobodnog silicija, što povećava svojstvo toplinskog pucanja metala: Ili je količina rashladne vode nedovoljna. Kada je površina kalupa hrapava ili se ne koristi mazivo, površina i kutovi ingota također će puknuti.

2 Uključivanje troske. Uključivanje troske na površini ingota od aluminijske žice uzrokovano je fluktuacijom rastaljenog aluminija, pucanjem oksidnog filma na površini rastaljenog aluminija i pjenom na površini koja ulazi u stranu ingota. Ponekad ulje za podmazivanje također može unijeti malo troske. Unutarnje uključavanje troske uzrokovano je niskom temperaturom rastaljenog aluminija, visokom viskoznošću, nemogućnošću plutanja troske tijekom vremena ili čestim promjenama razine rastaljenog aluminija tijekom lijevanja.

③Hladni odjeljak. Stvaranje hladne barijere uglavnom je uzrokovano prekomjernim fluktuacijama razine rastaljenog aluminija u kalupu, niskom temperaturom lijevanja, pretjerano sporom brzinom lijevanja ili vibracijama i neravnomjernim padom stroja za lijevanje.

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 tvore pore u ingotu.

⑤ Površina je hrapava. Budući da unutarnja stijenka kristalizatora nije glatka, učinak podmazivanja nije dobar, a u težim slučajevima na površini kristala stvaraju se aluminijski tumori. Ili zbog prevelikog omjera željeza i silicija, fenomen segregacije uzrokovan je neravnomjernim hlađenjem.

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

Primjena lijevane aluminijske silicijske (Al-Si) legure
Aluminijsko-silicijeva (Al-Si) legura, maseni udio Si je općenito 4%~22%. Budući da Al-Si legura ima izvrsna svojstva lijevanja, kao što su dobra fluidnost, dobra nepropusnost za zrak, malo skupljanje i niska sklonost zagrijavanju, nakon modifikacije i toplinske obrade ima dobra mehanička svojstva, fizikalna svojstva, otpornost na koroziju i srednja svojstva obrade. To je najsvestranija i najsvestranija vrsta lijevane aluminijske legure. Evo nekoliko primjera najčešće korištenih:

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

(2) ZL102 legura ZL102 legura ima najbolju otpornost na toplinske pukotine i dobru nepropusnost za zrak, kao i dobru fluidnost, ne može se ojačati toplinskom obradom i ima nisku vlačnu čvrstoću. Pogodna je za lijevanje velikih i tankostijenih složenih dijelova. Pogodna je za tlačno lijevanje. Ova vrsta legure uglavnom se koristi za izdržavanje tankostijenih odljevaka niskog opterećenja složenih oblika, kao što su razna kućišta instrumenata, kućišta automobila, stomatološka oprema, klipovi itd.

(3) ZL104 legura ZL104 legura ima dobru nepropusnost za zrak, otpornost na fluidnost i toplinske 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 pijeska koji podnose velika opterećenja, kao što su kućišta mjenjača, blokovi cilindara, ventili glave cilindara, remeni kotači, pokrovne ploče 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 uglavnom se koristi za proizvodnju zrakoplovnih, pješčanih kalupa za motore 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 strojeva.

Primjena lijevane aluminijsko-cinkove (Al-Zn) legure

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

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

(1) Legura ZL401 Legura ZL401 ima srednje performanse lijevanja, malu šupljinu skupljanja i sklonost vrućim pukotinama, dobre performanse zavarivanja i rezanja, visoku čvrstoću u lijevanom stanju, ali nisku plastičnost, visoku gustoću i slabu otpornost na koroziju. Legura ZL401 se uglavnom koristi za razne dijelove lijevane pod tlakom, radna temperatura ne prelazi 200 stupnjeva Celzija, a struktura i oblik dijelova automobila i zrakoplova su složeni.

(2) Legura ZL402 Legura ZL402 ima srednje performanse lijevanja, dobru fluidnost, umjerenu nepropusnost za zrak, otpornost na toplinske pukotine, dobre performanse rezanja, visoka mehanička svojstva i udarnu žilavost u lijevanom stanju, ali visoku gustoću. Postupak taljenja je složen i uglavnom se koristi za poljoprivrednu opremu, alatne strojeve, odljevke brodova, radio uređaje, regulatore kisika, rotirajuće kotače i klipove zračnih kompresora.
Primjena lijevane aluminijsko-magnezijeve (Al-Mg) legure

Maseni udio Mg u Al-Mg leguri je 4%~11%. Legura ima nisku gustoću, visoka mehanička svojstva, izvrsnu otpornost na koroziju, dobre performanse rezanja te sjajnu i lijepu površinu. Međutim, zbog kompliciranih procesa taljenja i lijevanja ove vrste legure, osim što se koristi kao legura otporna na koroziju, koristi se i kao legura za dekoraciju. Karakteristike i primjene uobičajenih lijevanih Al-Mg legura su sljedeće.

(1) Legura ZL301 Legura ZL301 ima visoku čvrstoću, dobro istezanje, izvrsne 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 izradu dijelova s ​​visokom otpornošću na koroziju pod velikim opterećenjem, radnom temperaturom ispod 150 stupnjeva Celzija te 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 toplinskom obradom i sklona je stvaranju rupa od skupljanja. Široko se koristi u tlačnom lijevanju. Ova vrsta legure uglavnom se koristi za dijelove srednjeg opterećenja pod djelovanjem korozije ili dijelove u hladnoj atmosferi i radnoj temperaturi koja ne prelazi 200 stupnjeva Celzija, kao što su dijelovi brodova i oklopi strojeva.

(3) Legura ZL305 Legura ZL305 se uglavnom obogaćuje Zn-om na bazi Al-Mg legure kako bi se kontroliralo prirodno starenje, poboljšala čvrstoća i otpornost na koroziju pod naponom, postigla dobra sveobuhvatna mehanička svojstva te smanjila oksidacija, poroznost i nedostaci pora legure. Ova vrsta legure uglavnom se koristi za dijelove otporne na velika opterećenja, radne temperature ispod 100 stupnjeva Celzija i visoku korozivnost koji rade u atmosferi ili morskoj vodi, poput dijelova u brodovima.
Uvod u znanje o aluminijskim ingotima
Aluminijski ingot za pretaljenje - 15 kg, 20 kg (≤99,80% Al):
T-oblikovani aluminijski ingot -- 500 kg, 1000 kg (≤99,80% Al):
Aluminijski ingoti 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 izravni prijedlog za donošenje odluka. Ako ne namjeravate kršiti svoja zakonska prava, molimo vas da nas kontaktirate na vrijeme.