Mi az az alumíniumöntvény?

Mi az az alumíniumöntvény?

Az alumínium ezüstfehér fém, és a földkéregben a harmadik helyen áll az oxigén és a szilícium után. Az alumínium sűrűsége viszonylag kicsi, a vasnak mindössze 34,61%-a és a réznek 30,33%-a, ezért könnyűfémnek is nevezik. Az alumínium egy színesfém, amelynek termelése és fogyasztása a világon az acél után a második helyen áll. Mivel az alumínium könnyű, gyakran használják szárazföldi, tengeri és légi járművek, például autók, vonatok, metrók, hajók, repülőgépek, rakéták és űrhajók gyártásában, hogy csökkentsék saját súlyát és növeljék a terhelést. A napi iparunkban használt nyersanyagokat alumíniumöntvényeknek nevezzük. A nemzeti szabvány (GB/T 1196-2008) szerint "újraolvasztásra szánt alumíniumöntvényeknek" kellene nevezni őket, de mindenki "alumíniumöntvényeknek" szokta nevezni őket. Elektrolízissel állítják elő alumínium-kriolit felhasználásával. Miután az alumíniumöntvények ipari alkalmazásokba kerülnek, két fő kategória létezik: öntött alumíniumötvözetek és deformált alumíniumötvözetek. Az öntött alumínium és az alumíniumötvözetek öntési módszerekkel előállított alumíniumöntvények; A deformált alumínium és alumíniumötvözetek nyomásos eljárással előállított feldolgozott alumíniumtermékek: lemezek, szalagok, fóliák, csövek, rudak, idomok, huzalok és kovácsolt darabok. A nemzeti szabvány szerint az „újraolvasztható alumíniumöntvények” kémiai összetételük szerint 8 osztályba sorolhatók: Al99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7E, Al99.6E” (Megjegyzés: Az Al utáni szám az alumíniumtartalmat jelöli). Vannak, akik „A00”-nak nevezik az alumíniumot, ami valójában 99,7%-os tisztaságú alumínium, amit a londoni piacon „standard alumíniumnak” neveznek. Hazánk műszaki szabványai az 1950-es években a volt Szovjetunióból származnak. Az „A00” az orosz márkanév a Szovjetunió nemzeti szabványaiban. Az „A” egy orosz betű, nem az angol „A” vagy a kínai fonetikus ábécé „A”-ja. Ha megfelel a nemzetközi szabványoknak, pontosabb „szabványos alumíniumnak” nevezni. A szabványos alumínium egy 99,7%-ban alumíniumot tartalmazó alumíniumöntvény, amelyet a londoni piacon regisztráltak.

Hogyan készülnek az alumíniumöntvények?
Az alumíniumöntési eljárás során olvadt alumíniumot fecskendeznek a formába, majd miután lehűtötték és öntött tömbpé hűtötték, a befecskendezés kulcsfontosságú lépés a termék minősége szempontjából. Az öntési folyamat egyben a folyékony alumínium szilárd alumíniummá kristályosodásának fizikai folyamata is.
Az alumíniumöntvények öntésének folyamatábrája nagyjából a következő: Alumínium csapolás-salakolás-felszedés-összetevők-kemence betöltése-finomítás-öntés-alumíniumöntvények újraolvasztáshoz-késztermék-ellenőrzés-késztermék-ellenőrzés-raktározás alumínium kiürítése-salak eltávolítása-felszedés-összetevők-kemence betöltése-súrolás-öntés-ötvözetöntvények-ötvözetöntvények-késztermék-ellenőrzés-késztermék-ellenőrzés-raktározás

A gyakran használt öntési módszerek folyamatos öntésre és függőleges félfolyamatos öntésre oszlanak.

Folyamatos öntés

A folyamatos öntés felosztható vegyes kemencés öntésre és külső öntésre. Mindegyik folyamatos öntőgépet használ. A keverőkemencés öntés az olvadt alumínium keverőkemencébe öntésének folyamata, és főként alumíniumöntvények előállítására használják ötvözetek újraolvasztásához és öntéséhez. A külső öntést közvetlenül az öntőüstből az öntőgépbe végzik, amelyet főként akkor alkalmaznak, ha az öntőberendezés nem tudja kielégíteni a gyártási követelményeket, vagy a bejövő anyagok minősége túl gyenge ahhoz, hogy közvetlenül a kemencébe adagolják. Mivel nincs külső hőforrás, az öntőüstnek bizonyos hőmérsékleten kell lennie, általában nyáron 690°C és 740°C, télen pedig 700°C és 760°C között, hogy az alumíniumöntvény jobb megjelenésű legyen.

A keverőkemencében történő öntéshez először össze kell keverni az összetevőket, majd a keverőkemencébe kell önteni, egyenletesen elkeverni, majd folyósítószert kell hozzáadni a finomításhoz. Az öntőötvözet tuskót több mint 30 percig kell deríteni, és a derítés után a salak önthető. Öntés közben a keverőkemencék kemenceszemét az öntőgép második és harmadik formájához igazítják, ami bizonyos fokú mobilitást biztosít a folyadékáramlás változása és az öntőforma cseréjekor. A kemenceszemet és az öntőgépet egy csatornával kötik össze. Jobb, ha rövidebb csatornával van felszerelve, hogy csökkentse az alumínium oxidációját, és elkerülje az örvénylést és a fröccsenést. Ha az öntőgép 48 óránál hosszabb ideig leáll, a formát 4 órán át elő kell melegíteni az újraindítás előtt. Az olvadt alumínium az csatornán keresztül áramlik a formába, és az olvadt alumínium felületén lévő oxidfilmet egy lapáttal eltávolítják, ezt salakolásnak nevezik. Miután az egyik öntőforma megtelt, az csatornát a következő formába helyezik, és az öntőgép folyamatosan halad előre. A forma egymás után halad előre, és az olvadt alumínium fokozatosan lehűl. Mire eléri az öntőgép közepét, az olvadt alumínium alumíniumöntvényekké szilárdul, amelyeket a nyomtató olvadási számmal jelöl. Amikor az alumíniumöntvény eléri az öntőgép tetejét, teljesen megszilárdult alumíniumöntvényné. Ekkor a formát megfordítják, az alumíniumöntvényt kidobják a formából, és az automatikus öntvényfogadó kocsira esnek, amelyet a rakodó automatikusan egymásra rak és kötegekbe rak, hogy a kész alumíniumöntvény legyen. Az öntőgépet vízpermettel hűtik, de a vizet az öntőgép egy teljes fordulatnyi bekapcsolása után kell betáplálni. Minden tonna olvadt alumínium körülbelül 8-10 t vizet fogyaszt, és nyáron a felületi hűtéshez ventilátorra van szükség. Az öntvény egy síköntvény, az olvadt alumínium megszilárdulásának iránya alulról felfelé van, a felső rész közepe pedig végül megszilárdul, horony alakú zsugorodást hagyva maga után. Az alumíniumöntvény egyes részeinek megszilárdulási ideje és körülményei nem azonosak, így kémiai összetétele is eltérő lesz, de összességében megfelel a szabványnak.

Az újraolvasztáshoz használt alumíniumöntvények gyakori hibái a következők:

① Sztóma. A fő ok az öntési hőmérséklet túl magas, az olvadt alumínium több gázt tartalmaz, az alumíniumöntvény felületén sok pórus (tűlyuk) található, a felület sötét, és súlyos esetekben forró repedések jelentkeznek.
② Salakbezáródás. A fő ok a nem tiszta salakképződés, ami salakbezáródást eredményez a felületen; a második ok az, hogy az olvadt alumínium hőmérséklete túl alacsony, ami belső salakbezáródást okoz.
③ Hullámzás és villanás. A fő ok a nem megfelelő működés, a túl nagy alumíniumöntvény vagy az öntőgép nem működik simán.
④ Repedések. A hideg repedéseket főként a túl alacsony öntési hőmérséklet okozza, ami miatt az alumíniumöntvény kristályai nem sűrűek, ami meglazulást és akár repedéseket is okozhat. A hő okozta repedéseket a magas öntési hőmérséklet okozza.
⑤ Az alkatrészek szétválása. Ezt főként az ötvözet öntése során az egyenetlen keverés okozza.

Függőleges félfolyamatos öntés

A függőleges félfolyamatos öntést elsősorban alumínium huzalöntvények, huzaltömbök és különféle deformált ötvözetek előállítására használják profilok feldolgozásához. Az olvadt alumíniumot a keverőkemencébe öntik a keverés után. A huzalok speciális igényei miatt az öntés előtt Al-B közbenső lemezt kell hozzáadni a titán és a vanádium (huzaltömbök) eltávolítására az olvadt alumíniumból; a tömböket Al-Ti-B ötvözettel (Ti5%B1%) kell finomítani. A felületi szerkezetet finomítani kell. A magas magnéziumtartalmú ötvözethez 2% finomítószert kell adni, a mennyiség 5%, egyenletesen keverni, 30 perc állás után eltávolítani a lerakódásokat, majd önteni. Öntés előtt emelje fel az öntőgép alvázát, és sűrített levegővel fújja le a nedvességet az alvázról. Ezután emelje fel az alaplapot a kristályosítóba, vigyen fel egy réteg kenőolajat a kristályosító belső falára, tegyen hűtővizet a vízköpenybe, helyezze a száraz és előmelegített elosztólemezt, az automatikus szabályozódugót és az átfolyót úgy, hogy az elosztólemez minden nyílása a kristályosító közepén helyezkedjen el. Az öntés kezdetén nyomja meg kézzel az automatikus állítódugót, hogy elzárja a fúvókát, vágja fel a keverőkemence kemencenyílását, és hagyja, hogy az alumíniumfolyadék az öntőcsatornán keresztül az elosztólemezbe áramoljon. Amikor az alumíniumfolyadék szintje eléri a 2/5-öd részét az elosztólemezben, engedje el az automatikus állítódugót úgy, hogy az olvadt alumínium a kristályosítóba áramoljon, és az olvadt alumínium lehűljön az alvázon. Amikor az alumíniumfolyadék szintje eléri a 30 mm-es magasságot a kristályosítóban, az alváz leereszthető, és megkezdődik a hűtővíz áramlása. Az automatikus állítódugó szabályozza az alumíniumfolyadék kiegyensúlyozott áramlását a kristályosítóba, és változatlanul tartja az alumíniumfolyadék magasságát a kristályosítóban. Az olvadt alumínium felületén lévő hab- és oxidréteget időben el kell távolítani. Amikor az alumíniumöntvény hossza eléri a kb. 6 m-t, zárja el a kemencenyílást, vegye le az elosztólemezt, állítsa le a vízellátást, miután az alumíniumfolyadék teljesen megszilárdult, távolítsa el a vízköpenyt, vegye ki az öntött alumíniumöntvényt egysínű daruval, és helyezze a fűrészgépre a kívánt méretnek megfelelően. Fűrészelje le és készítse elő a következő öntvényt. Öntés közben az olvadt alumínium hőmérsékletét a keverőkemencében 690-710°C, az olvadt alumínium hőmérsékletét az elosztólemezben 685-690°C között, az öntési sebességet 190-210 mm/perc, a hűtővíz nyomását pedig 0,147-0,196 MPa között tartják.

Az öntési sebesség arányos a négyzet keresztmetszetű lineáris öntvényével:
VD=K, ahol V az öntési sebesség, mm/perc vagy m/h; D a tuskó keresztmetszetének oldalhossza, mm vagy m; K az állandó érték, m²/h, általában 1,2～1,5.

A függőleges félfolyamatos öntés egy szekvenciális kristályosítási módszer. Miután az olvadt alumínium belép az öntőfuratba, kristályosodni kezd az alsó lemezen és a forma belső falán. Mivel a középpont és az oldalak hűtési körülményei eltérőek, a kristályosodás alacsony középső és magas kerületű formát hoz létre. Az alváz állandó sebességgel süllyed. Ugyanakkor a felső részbe folyamatosan folyékony alumíniumot fecskendeznek, így egy félig megszilárdult zóna alakul ki a szilárd alumínium és a folyékony alumínium között. Mivel az alumíniumfolyadék kondenzáció közben zsugorodik, és a kristályosító belső falán egy kenőolajréteg található, az alváz süllyedésekor a megszilárdult alumínium kilép a kristályosítóból. A kristályosító alsó részén egy kör alakú hűtővíz-lyuk található, amelybe a hűtővíz addig permetezhető, amíg ki nem távozik. Az alumíniumöntvény felületét másodlagos hűtésnek vetik alá, amíg a teljes huzalöntvény meg nem öntik.

A szekvenciális kristályosítás viszonylag kielégítő szilárdulási feltételeket teremthet, ami előnyös a kristályosodás szemcsemérete, mechanikai tulajdonságai és elektromos vezetőképessége szempontjából. Az összehasonlító öntvények magassági irányában nincs különbség a mechanikai tulajdonságokban, a szegregáció is kicsi, a hűtési sebesség gyorsabb, és nagyon finom kristályszerkezet érhető el.

Az alumíniumhuzal-öntvény felületének síknak és simanak kell lennie, salaktól, repedésektől, pórusoktól stb. mentesnek, a felületi repedések hossza nem haladhatja meg az 1,5 mm-t, a salak és a gerincráncok mélysége a felületen nem haladhatja meg a 2 mm-t, és a keresztmetszetben nem lehetnek repedések, pórusok és salakzárványok. Legfeljebb 5 db 1 mm-nél kisebb salakzárvány lehet.

Az alumínium huzalöntvények főbb hibái a következők:

1. Repedések. Ennek oka az, hogy az olvadt alumínium hőmérséklete túl magas, a sebesség túl nagy, és a maradék feszültség megnő; az olvadt alumínium szilíciumtartalma meghaladja a 0,8%-ot, és azonos alumínium- és szilíciumolvadék képződik, majd bizonyos mennyiségű szabad szilícium keletkezik, ami növeli a fém hőrepedési tulajdonságát; vagy a hűtővíz mennyisége nem elegendő. Ha a forma felülete érdes, vagy nem használnak kenőanyagot, a rúd felülete és sarkai is repedhetnek.

② Salakzárványok. Az alumíniumhuzal tömb felületén lévő salakzárványokat az olvadt alumínium ingadozása, az olvadt alumínium felületén lévő oxidfilm megrepedése és a tömb oldalába jutó felületi hab okozza. Néha a kenőolaj is hozhat némi salakot. A belső salakzárványokat az olvadt alumínium alacsony hőmérséklete, a magas viszkozitás, a salak időbeli úszási képtelensége vagy az olvadt alumínium szintjének gyakori változása öntés közben okozza.

③Hidegtér. A hideggát kialakulását főként az olvadt alumínium szintjének túlzott ingadozása a formában, az alacsony öntési hőmérséklet, a túlzottan lassú öntési sebesség, vagy az öntőgép rezgése és egyenetlen esése okozza.

④ Sztóma. Az itt említett pórusok 1 mm-nél kisebb átmérőjű kis pórusokra vonatkoznak. Ennek az az oka, hogy az öntési hőmérséklet túl magas, a kondenzáció pedig túl gyors, így az alumíniumfolyadékban lévő gáz nem tud időben távozni, és megszilárdulás után apró buborékok gyűlnek össze, amelyek pórusokat képeznek a tuskóban.

⑤A felület érdes. Mivel a kristályosító belső fala nem sima, a kenési hatás nem megfelelő, és súlyos esetekben alumíniumdaganatok alakulnak ki a kristály felületén. Vagy a vas és a szilícium aránya túl nagy, az egyenetlen hűtés miatt szegregációs jelenség alakul ki.

6. Alumínium szivárgása és ismételt elemzés. A fő ok a működési probléma, és a súlyosabb probléma csomókat is okozhat.

Öntött alumínium-szilícium (Al-Si) ötvözet alkalmazása
Az alumínium-szilícium (Al-Si) ötvözetben a Si tömegaránya általában 4% ~ 22%. Mivel az Al-Si ötvözet kiváló öntési tulajdonságokkal rendelkezik, mint például jó folyékonyság, jó légzárás, kis zsugorodás és alacsony hőkezelési hajlam, módosítás és hőkezelés után jó mechanikai tulajdonságokkal, fizikai tulajdonságokkal, korrózióállósággal és közepes megmunkálási tulajdonságokkal rendelkezik. Ez a legsokoldalúbb és legsokoldalúbb öntött alumíniumötvözet típus. Íme néhány példa a leggyakrabban használtakra:

(1) ZL101(A) ötvözet A ZL101 ötvözet jó légtömörséggel, folyékonysággal és hőrepedés-állósággal, mérsékelt mechanikai tulajdonságokkal, hegesztési teljesítménnyel és korrózióállósággal, egyszerű összetétellel, könnyen önthető és különféle öntési módszerekhez alkalmas. A ZL101 ötvözetet mérsékelt terhelést viselő összetett alkatrészekhez használják, mint például repülőgép-alkatrészek, műszerek, műszerházak, motoralkatrészek, autó- és hajóalkatrészek, hengerblokkok, szivattyúházak, fékdobok és elektromos alkatrészek. Ezenkívül a ZL101 ötvözet alapján a szennyeződés-tartalom szigorúan szabályozott, és az öntési technológia fejlesztésével jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkező ZL101A ötvözetet kapnak. Különböző héjalkatrészek, repülőgép-szivattyúházak, autósebességváltók és fűtőolaj öntésére használják. Doboz könyökök, repülőgép-tartozékok és egyéb teherhordó alkatrészek.

(2) ZL102 ötvözet A ZL102 ötvözet a legjobb hőrepedés-állósággal és jó légzárással, valamint jó folyékonysággal rendelkezik, hőkezeléssel nem erősíthető, és alacsony szakítószilárdságú. Nagy és vékony falú, összetett alkatrészek öntésére alkalmas. Présöntésre alkalmas. Ez a típusú ötvözet elsősorban alacsony terhelésű, vékony falú, összetett alakú öntvények, például különféle műszerházak, autóházak, fogászati ​​berendezések, dugattyúk stb. ellenállására szolgál.

(3) ZL104 ötvözet A ZL104 ötvözet jó légtömörséggel, folyékonysággal és hőrepedés-állósággal, nagy szilárdsággal, korrózióállósággal, hegesztési teljesítménnyel és vágási teljesítménnyel rendelkezik, de alacsony hőállósági szilárdsággal, könnyen előállítható apró pórusokkal, az öntési folyamat bonyolultabb. Ezért főként nagy méretű, nagy terhelésnek ellenálló homokfém öntvények gyártására használják, mint például sebességváltó házak, hengerblokkok, hengerfej szelepek, szíjtárcsák, szerszámosládák fedőlemezei és egyéb repülőgép-, hajó- és autóalkatrészek.

(4) ZL105 ötvözet A ZL105 ötvözet kiváló mechanikai tulajdonságokkal, kielégítő öntési teljesítménnyel és hegesztési teljesítménnyel, jobb vágási teljesítménnyel és hőállósági szilárdsággal rendelkezik, mint a ZL104 ötvözet, de alacsony a képlékenysége és alacsony a korrózióállósága. Különböző öntési módszerekhez alkalmas. Ez a típusú ötvözet főként repülőgépek, motorok homokformáinak és nagy terhelést viselő fémöntvények, például sebességváltó házak, hengerblokkok, hidraulikus szivattyúházak és műszeralkatrészek, valamint csapágytartók és egyéb gépalkatrészek gyártásához használatos.

Öntött alumínium-cink (Al-Zn) ötvözet alkalmazása

Az Al-Zn ötvözetek esetében a Zn Al-ban való magas oldhatósága miatt, ha 10%-nál nagyobb tömegarányú Zn-t adnak az Al-hoz, az ötvözet szilárdsága jelentősen javítható. Bár ennek az ötvözetnek nagy a természetes öregedési hajlama, és hőkezelés nélkül is nagy szilárdság érhető el, hátrányai a gyenge korrózióállóság, a nagy sűrűség és az öntés során könnyen keletkező melegrepedések. Ezért ezt a típusú ötvözetet főként öntött műszerházak gyártására használják.

Az általános öntött Al-Zn ötvözetek jellemzői és alkalmazásai a következők:

(1) ZL401 ötvözet A ZL401 ötvözet közepes öntési tulajdonságokkal, kis zsugorodási üreggel és meleg repedési hajlammal, jó hegesztési és vágási teljesítménnyel, nagy szilárdsággal öntési állapotban, de alacsony képlékenységgel, nagy sűrűséggel és rossz korrózióállósággal rendelkezik. A ZL401 ötvözetet főként különféle nyomásöntvényekhez használják, az üzemi hőmérséklet nem haladja meg a 200 Celsius fokot, az autó- és repülőgépalkatrészek szerkezete és alakja összetett.

(2) ZL402 ötvözet A ZL402 ötvözet közepes öntési tulajdonságokkal, jó folyékonysággal, mérsékelt légzárással, hőrepedés-állósággal, jó vágási teljesítménnyel, magas mechanikai tulajdonságokkal és ütésállósággal rendelkezik öntvény állapotában, de nagy sűrűségű, olvasztható. Az eljárás összetett, és főként mezőgazdasági berendezésekhez, szerszámgépekhez, hajóöntvényekhez, rádióberendezésekhez, oxigénszabályozókhoz, forgó kerekekhez és légkompresszor dugattyúkhoz használják.
Öntött alumínium-magnézium (Al-Mg) ötvözet alkalmazása

Az Al-Mg ötvözet Mg tömegaránya 4% ~ 11%. Az ötvözet alacsony sűrűségű, magas mechanikai tulajdonságokkal, kiváló korrózióállósággal, jó vágási teljesítménnyel, valamint fényes és szép felülettel rendelkezik. Azonban az ilyen típusú ötvözet bonyolult olvasztási és öntési folyamatai miatt a korrózióálló ötvözet mellett dekorációs ötvözetként is használják. A közönséges öntött Al-Mg ötvözetek jellemzői és alkalmazásai a következők.

(1) ZL301 ötvözet A ZL301 ötvözet nagy szilárdságú, jó nyúlással, kiváló vágási teljesítménnyel és jó hegeszthetőséggel rendelkezik, eloxálható és vibrálható. Hátránya, hogy mikroszkopikusan hajlamos a lazulásra és nehezen önthető. A ZL301 ötvözet nagy terhelés alatti, 150 Celsius-fok alatti üzemi hőmérsékleten, légkörben és tengervízben működő, nagy korrózióállóságú alkatrészek, például keretek, tartók, rudak és tartozékok gyártására szolgál.

(2) ZL303 ötvözet A ZL303 ötvözet jó korrózióállósággal, jó hegeszthetőséggel, jó vágási teljesítménnyel, könnyű polírozással, elfogadható öntési teljesítménnyel, alacsony mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, hőkezeléssel nem erősíthető, és hajlamos zsugorodási lyukak kialakulására. Széles körben használják nyomásos öntésben. Ez a típusú ötvözet főként közepes terhelésű, korróziónak kitett alkatrészekhez vagy hideg légkörben lévő alkatrészekhez, amelyek üzemi hőmérséklete nem haladja meg a 200 Celsius fokot, például tengeri hajóalkatrészekhez és gépházakhoz.

(3) ZL305 ötvözet A ZL305 ötvözetet főként Al-Mg ötvözet alapú Zn-nel adják a természetes öregedés szabályozására, a szilárdság és a feszültségkorrózióállóság javítására, jó átfogó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, valamint csökkenti az ötvözet oxidációját, porozitását és pórushibáit. Ezt az ötvözettípust főként nagy terhelésű, 100 Celsius-fok alatti üzemi hőmérsékleten és erősen korrodáló alkatrészekhez használják, amelyek légkörben vagy tengervízben működnek, például tengeri hajók alkatrészei.
Bevezetés az alumíniumöntvények ismeretébe
Alumíniumöntvény újraolvasztáshoz - 15 kg, 20 kg (≤99,80%Al):
T alakú alumíniumöntvény -- 500 kg, 1000 kg (≤99,80% Al):
Nagy tisztaságú alumíniumöntvények - 10 kg, 15 kg (99,90%～99,999% Al);
Alumíniumötvözet tömb - 10 kg, 15 kg (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Lemezöntvény - 500～1000kg (lemezgyártáshoz);
Körorsók - 30～60kg (dróthúzáshoz).

További részletek Link:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Forrás: Internet
Jogi nyilatkozat: A cikkben található információk csak tájékoztató jellegűek, nem minősülnek közvetlen döntéshozatali javaslatnak. Ha nem áll szándékában megsérteni a törvényes jogait, kérjük, időben vegye fel velünk a kapcsolatot.