Apa itu ingot aluminium?

Apa itu ingot aluminium?

Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan dan menempati urutan ketiga di kerak bumi setelah oksigen dan silikon. Kepadatan aluminium relatif rendah, hanya 34,61% besi dan 30,33% tembaga, sehingga disebut juga logam ringan. Aluminium merupakan logam non-ferrous yang produksi dan konsumsinya berada di urutan kedua setelah baja di dunia. Karena ringan, aluminium sering digunakan dalam pembuatan kendaraan darat, laut, dan udara seperti mobil, kereta api, kereta bawah tanah, kapal laut, pesawat terbang, roket, dan pesawat ruang angkasa untuk mengurangi beratnya sendiri dan meningkatkan beban. Bahan baku dalam industri sehari-hari kita disebut aluminium ingot. Menurut standar nasional (GB/T 1196-2008), aluminium ingot seharusnya disebut "aluminium ingot untuk peleburan ulang", tetapi kebanyakan orang menyebutnya "aluminium ingot". Aluminium ingot diproduksi melalui elektrolisis menggunakan alumina-kriolit. Setelah aluminium ingot memasuki aplikasi industri, terdapat dua kategori utama: paduan aluminium cor dan paduan aluminium tempaan. Aluminium cor dan paduan aluminium adalah hasil coran aluminium yang diproduksi dengan metode pengecoran; aluminium tempaan dan paduan aluminium adalah produk aluminium olahan yang diproduksi dengan metode pemrosesan tekanan: pelat, strip, foil, tabung, batang, bentuk, kawat, dan tempa. Menurut standar nasional, "ingot aluminium hasil peleburan ulang dibagi menjadi 8 tingkatan berdasarkan komposisi kimianya, yaitu Al99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7E, Al99.6E" (Catatan: Angka setelah Al adalah kadar aluminium). Beberapa orang menyebut aluminium "A00", yang sebenarnya adalah aluminium dengan kemurnian 99,7%, yang disebut "aluminium standar" di pasar London. Standar teknis negara kita pada tahun 1950-an berasal dari bekas Uni Soviet. "A00" adalah merek dagang Rusia dalam standar nasional Uni Soviet. "A" adalah huruf Rusia, bukan "A" dalam bahasa Inggris atau "A" dalam alfabet fonetik Mandarin. Jika sesuai dengan standar internasional, lebih tepat disebut "aluminium standar". Aluminium standar adalah aluminium batangan yang mengandung 99,7% aluminium, yang terdaftar di pasar London.

Bagaimana cara pembuatan ingot aluminium?
Proses pengecoran ingot aluminium menggunakan aluminium cair untuk disuntikkan ke dalam cetakan, dan setelah dikeluarkan setelah didinginkan menjadi pelat cor, proses injeksi merupakan langkah kunci untuk kualitas produk. Proses pengecoran juga merupakan proses fisik mengkristalkan aluminium cair menjadi aluminium padat.
Alur proses pengecoran aluminium ingot secara garis besar adalah sebagai berikut: Penyadapan aluminium-pengerakan-pengambilan-bahan-bahan-pemuatan tungku-pemurnian-pengecoran-ingot aluminium untuk peleburan ulang-pemeriksaan produk jadi-pemeriksaan produk jadi-pergudangan aluminium keluar-pengecoran-pengambilan-bahan-bahan-pemuatan tungku-pengikisan-pengecoran-ingot paduan-pengecoran ingot paduan-pemeriksaan produk jadi-pemeriksaan produk jadi-pergudangan

Metode pengecoran yang umum digunakan dibagi menjadi pengecoran kontinyu dan pengecoran semi kontinyu vertikal.

Pengecoran kontinyu

Pengecoran kontinu dapat dibagi menjadi pengecoran tungku campuran dan pengecoran eksternal. Keduanya menggunakan mesin pengecoran kontinu. Pengecoran tungku campuran adalah proses pengecoran aluminium cair ke dalam tungku campuran, dan terutama digunakan untuk menghasilkan ingot aluminium untuk peleburan ulang dan pengecoran paduan. Pengecoran eksternal dilakukan langsung dari sendok tuang ke mesin pengecoran, yang terutama digunakan ketika peralatan pengecoran tidak dapat memenuhi persyaratan produksi atau kualitas material yang masuk terlalu buruk untuk langsung dimasukkan ke dalam tungku. Karena tidak ada sumber pemanas eksternal, sendok tuang harus memiliki suhu tertentu, umumnya antara 690°C dan 740°C di musim panas dan 700°C dan 760°C di musim dingin untuk memastikan ingot aluminium memiliki penampilan yang lebih baik.

Untuk pengecoran di tungku pencampur, bahan-bahan harus dicampur terlebih dahulu, kemudian dituang ke dalam tungku pencampur, diaduk rata, dan kemudian ditambahkan fluks untuk pemurnian. Ingot paduan cor harus dijernihkan selama lebih dari 30 menit, dan terak dapat dicetak setelah dijernihkan. Selama pengecoran, mata tungku dari tungku pencampur disejajarkan dengan cetakan kedua dan ketiga dari mesin pengecoran, yang dapat memastikan tingkat mobilitas tertentu ketika aliran cairan berubah dan cetakan diubah. Mata tungku dan mesin pengecoran dihubungkan dengan launder. Sebaiknya launder memiliki waktu yang lebih singkat, yang dapat mengurangi oksidasi aluminium dan menghindari pusaran dan percikan. Ketika mesin pengecoran dihentikan selama lebih dari 48 jam, cetakan harus dipanaskan terlebih dahulu selama 4 jam sebelum dihidupkan kembali. Aluminium cair mengalir ke dalam cetakan melalui launder, dan lapisan oksida pada permukaan aluminium cair dihilangkan dengan sekop, yang disebut slagging. Setelah satu cetakan diisi, launder dipindahkan ke cetakan berikutnya, dan mesin pengecoran terus maju. Cetakan bergerak maju secara berurutan, dan aluminium cair mendingin secara bertahap. Ketika mencapai bagian tengah mesin pengecoran, aluminium cair telah memadat menjadi ingot aluminium, yang ditandai dengan angka leleh oleh printer. Ketika ingot aluminium mencapai bagian atas mesin pengecoran, ia telah memadat sepenuhnya menjadi ingot aluminium. Pada saat ini, cetakan dibalik, dan ingot aluminium dikeluarkan dari cetakan, lalu jatuh ke troli penerima ingot otomatis, yang secara otomatis ditumpuk dan dibundel oleh penumpuk untuk menjadi ingot aluminium yang sudah jadi. Mesin pengecoran didinginkan dengan menyemprotkan air, tetapi air harus disuplai setelah mesin pengecoran dihidupkan selama satu putaran penuh. Setiap ton aluminium cair mengonsumsi sekitar 8-10 ton air, dan blower diperlukan untuk pendinginan permukaan di musim panas. Ingot adalah cetakan cor datar, dan arah pemadatan aluminium cair adalah dari bawah ke atas, dan bagian tengah bagian atas akhirnya memadat, meninggalkan penyusutan berbentuk alur. Waktu dan kondisi pemadatan setiap bagian ingot aluminium tidak sama, sehingga komposisi kimianya juga akan berbeda, tetapi sejalan dengan standar secara keseluruhan.

Cacat umum pada ingot aluminium untuk peleburan ulang adalah:

1. Stoma. Penyebab utamanya adalah suhu pengecoran yang terlalu tinggi, aluminium cair mengandung lebih banyak gas, permukaan ingot aluminium memiliki banyak pori (lubang kecil), permukaannya gelap, dan retakan panas terjadi pada kasus yang parah.
2. Inklusi terak. Penyebab utamanya adalah slag yang tidak bersih, sehingga menyebabkan inklusi terak di permukaan; penyebab kedua adalah suhu aluminium cair yang terlalu rendah, sehingga menyebabkan inklusi terak internal.
3. Riak dan kilatan. Penyebab utamanya adalah pengoperasian yang tidak lancar, ukuran ingot aluminium yang terlalu besar, atau mesin pengecoran yang tidak beroperasi dengan lancar.
4 Retak. Retak dingin terutama disebabkan oleh suhu pengecoran yang terlalu rendah, yang membuat kristal ingot aluminium tidak padat, sehingga menyebabkan kelonggaran dan bahkan retakan. Retak termal disebabkan oleh suhu pengecoran yang tinggi.
⑤ Segregasi komponen. Terutama disebabkan oleh pencampuran yang tidak merata saat pengecoran paduan.

Pengecoran semi-kontinyu vertikal

Pengecoran semi-kontinyu vertikal terutama digunakan untuk produksi ingot kawat aluminium, ingot pelat, dan berbagai paduan deformasi untuk profil pemrosesan. Aluminium cair dituang ke dalam tungku pencampur setelah pencampuran. Karena persyaratan khusus kawat, pelat antara Al-B harus ditambahkan untuk menghilangkan titanium dan vanadium (ingot kawat) dari aluminium cair sebelum pengecoran; pelat harus ditambahkan dengan paduan Al-Ti-B (Ti5%B1%) untuk proses pemurnian. Haluskan permukaannya. Tambahkan agen pemurnian 2# ke paduan magnesium tinggi, jumlahnya 5%, aduk rata, diamkan selama 30 menit, buang kerak, lalu tuang. Angkat rangka mesin pengecoran sebelum pengecoran, dan bersihkan kelembapan pada rangka dengan udara bertekanan. Kemudian angkat pelat dasar ke dalam kristalisator, oleskan lapisan minyak pelumas ke dinding bagian dalam kristalisator, masukkan air pendingin ke dalam jaket air, letakkan pelat distribusi yang kering dan dipanaskan sebelumnya, colokan pengatur otomatis dan pencuci pada tempatnya, sehingga pelat distribusi Setiap port terletak di tengah kristalisator. Pada awal pengecoran, tekan colokan penyesuaian otomatis dengan tangan Anda untuk memblokir nosel, potong mata tungku tungku pencampur, dan biarkan cairan aluminium mengalir ke pelat distribusi melalui pencuci. Ketika cairan aluminium mencapai 2/5 di pelat distribusi, lepaskan otomatis Sesuaikan colokan sehingga aluminium cair mengalir ke kristalisator, dan aluminium cair didinginkan pada sasis. Ketika cairan aluminium mencapai tinggi 30mm di kristalisator, sasis dapat diturunkan, dan air pendingin akan mulai dikirim. Colokan penyesuaian otomatis mengontrol aliran seimbang cairan aluminium ke dalam kristalisator dan menjaga ketinggian cairan aluminium di kristalisator tidak berubah. Kerak dan lapisan oksida pada permukaan aluminium cair harus dihilangkan tepat waktu. Ketika panjang ingot aluminium sekitar 6m, tutup lubang tungku, lepaskan pelat distribusi, hentikan pasokan air setelah cairan aluminium benar-benar memadat, lepaskan jaket air, keluarkan ingot aluminium cor dengan derek monorel, dan letakkan di mesin gergaji sesuai ukuran yang dibutuhkan. Gergaji dan siapkan untuk pengecoran berikutnya. Selama pengecoran, suhu aluminium cair di tungku pencampur dipertahankan pada 690-710°C, suhu aluminium cair di pelat distribusi dipertahankan pada 685-690°C, kecepatan pengecoran 190-21Omm/menit, dan tekanan air pendingin 0,147-0,196MPa.

Kecepatan pengecoran sebanding dengan ingot linier dengan bagian persegi:
VD=K di mana V adalah kecepatan pengecoran, mm/menit atau m/jam; D adalah panjang sisi bagian ingot, mm atau m; K adalah nilai konstan, m2/jam, umumnya 1,2～1,5.

Pengecoran semi-kontinyu vertikal adalah metode kristalisasi sekuensial. Setelah aluminium cair memasuki lubang pengecoran, ia mulai mengkristal di pelat bawah dan dinding bagian dalam cetakan. Karena kondisi pendinginan bagian tengah dan samping berbeda, kristalisasi membentuk bentuk pinggiran rendah, tengah, dan tinggi. Sasis turun dengan kecepatan konstan. Pada saat yang sama, bagian atas terus menerus diinjeksikan dengan aluminium cair, sehingga ada zona semi-padat antara aluminium padat dan aluminium cair. Karena cairan aluminium menyusut ketika mengembun, dan ada lapisan minyak pelumas pada dinding bagian dalam kristalisator, saat sasis turun, aluminium yang dipadatkan keluar dari kristalisator. Ada lingkaran lubang air pendingin di bagian bawah kristalisator, dan air pendingin dapat disemprotkan hingga keluar. Permukaan ingot aluminium mengalami pendinginan sekunder hingga seluruh kawat ingot dicetak.

Kristalisasi berurutan dapat menghasilkan kondisi pemadatan yang relatif memuaskan, yang bermanfaat bagi ukuran butir, sifat mekanik, dan konduktivitas listrik kristalisasi. Tidak ada perbedaan sifat mekanik pada arah ketinggian ingot pembanding, segregasinya juga kecil, laju pendinginan lebih cepat, dan struktur kristal yang sangat halus dapat diperoleh.

Permukaan ingot kawat aluminium harus rata dan halus, bebas dari terak, retakan, pori-pori, dll., panjang retakan permukaan tidak boleh melebihi 1,5 mm, kedalaman terak dan kerutan pada permukaan tidak boleh melebihi 2 mm, dan penampang tidak boleh memiliki retakan, pori-pori, dan inklusi terak. Tidak boleh lebih dari 5 inklusi terak yang berukuran kurang dari 1 mm.

Cacat utama pada batangan kawat aluminium adalah:

1 Retak. Penyebabnya adalah suhu aluminium cair yang terlalu tinggi, kecepatannya terlalu tinggi, dan tegangan sisa meningkat; kandungan silikon dalam aluminium cair lebih besar dari 0,8%, sehingga terbentuk lelehan aluminium dan silikon yang sama, dan kemudian sejumlah silikon bebas dihasilkan, yang meningkatkan sifat retak termal logam: Atau jumlah air pendingin tidak mencukupi. Ketika permukaan cetakan kasar atau tidak menggunakan pelumas, permukaan dan sudut-sudut ingot juga akan retak.

2. Inklusi terak. Inklusi terak pada permukaan ingot kawat aluminium disebabkan oleh fluktuasi aluminium cair, pecahnya lapisan oksida pada permukaan aluminium cair, dan kerak pada permukaan yang masuk ke sisi ingot. Terkadang, oli pelumas juga dapat membawa terak. Inklusi terak internal disebabkan oleh suhu rendah aluminium cair, viskositas tinggi, ketidakmampuan terak untuk mengapung seiring waktu, atau perubahan ketinggian aluminium cair yang sering terjadi selama pengecoran.

3. Kompartemen dingin. Pembentukan penghalang dingin terutama disebabkan oleh fluktuasi yang berlebihan pada tingkat aluminium cair dalam cetakan, suhu pengecoran yang rendah, kecepatan pengecoran yang terlalu lambat, atau getaran dan penurunan yang tidak merata dari mesin pengecoran.

4. Stoma. Pori-pori yang disebutkan di sini mengacu pada pori-pori kecil dengan diameter kurang dari 1 mm. Hal ini disebabkan oleh suhu pengecoran yang terlalu tinggi dan kondensasi yang terlalu cepat, sehingga gas yang terkandung dalam cairan aluminium tidak dapat keluar tepat waktu. Setelah pemadatan, gelembung-gelembung kecil berkumpul dan membentuk pori-pori di dalam ingot.

⑤Permukaannya kasar. Karena dinding bagian dalam kristalisator tidak halus, efek pelumasannya kurang baik, dan pada kasus yang parah, tumor aluminium pada permukaan kristal akan terbentuk. Atau karena rasio besi terhadap silikon terlalu besar, fenomena segregasi disebabkan oleh pendinginan yang tidak merata.

⑥Kebocoran aluminium dan analisis ulang. Penyebab utamanya adalah masalah operasional, dan masalah serius juga dapat menyebabkan nodul.

Aplikasi Paduan Aluminium Silikon Cor (Al-Si)
Paduan aluminium-silikon (Al-Si), fraksi massa Si umumnya 4%~22%. Karena paduan Al-Si memiliki sifat-sifat pengecoran yang sangat baik, seperti fluiditas yang baik, kedap udara yang baik, penyusutan yang kecil, dan kecenderungan panas yang rendah, paduan ini memiliki sifat mekanik, sifat fisik, ketahanan korosi, dan sifat pemesinan yang baik setelah modifikasi dan perlakuan panas. Paduan ini merupakan jenis paduan aluminium cor yang paling serbaguna. Berikut adalah beberapa contoh paduan yang paling umum digunakan:

(1) Paduan ZL101(A) Paduan ZL101 memiliki kekedapan udara, fluiditas, dan ketahanan retak termal yang baik, sifat mekanik sedang, kinerja pengelasan dan ketahanan korosi, komposisi sederhana, pengecoran mudah, dan cocok untuk berbagai metode pengecoran. Paduan ZL101 telah digunakan untuk komponen kompleks yang menanggung beban sedang, seperti komponen pesawat terbang, instrumen, rumah instrumen, komponen mesin, komponen mobil dan kapal, blok silinder, badan pompa, tromol rem, dan komponen listrik. Selain itu, berdasarkan paduan ZL101, kandungan pengotor dikontrol secara ketat, dan paduan ZL101A dengan sifat mekanik yang lebih tinggi diperoleh dengan meningkatkan teknologi pengecoran. Telah digunakan untuk mencetak berbagai komponen cangkang, badan pompa pesawat terbang, kotak roda gigi mobil, dan bahan bakar minyak. Siku kotak, aksesori pesawat terbang, dan komponen penahan beban lainnya.

(2) Paduan ZL102 memiliki ketahanan retak termal terbaik, kedap udara yang baik, serta fluiditas yang baik. Paduan ini tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas, dan memiliki kekuatan tarik yang rendah. Paduan ini cocok untuk pengecoran komponen kompleks berdinding tipis dan berukuran besar. Paduan ini juga cocok untuk die casting. Paduan ini terutama digunakan untuk menahan beban rendah pada pengecoran berdinding tipis dengan bentuk kompleks, seperti berbagai casing instrumen, casing mobil, peralatan gigi, piston, dll.

(3) Paduan ZL104 memiliki kekedapan udara, fluiditas, dan ketahanan retak termal yang baik, kekuatan tinggi, ketahanan korosi, kinerja pengelasan, dan kinerja pemotongan yang baik. Namun, ketahanan panasnya rendah, mudah menghasilkan pori-pori kecil, dan proses pengecorannya lebih rumit. Oleh karena itu, paduan ini terutama digunakan untuk memproduksi coran logam pasir berukuran besar yang dapat menahan beban tinggi, seperti casing transmisi, blok silinder, katup kepala silinder, roda sabuk, kotak peralatan pelat penutup, dan suku cadang pesawat, kapal, dan mobil lainnya.

(4) Paduan ZL105 memiliki sifat mekanik yang tinggi, kinerja pengecoran dan pengelasan yang memuaskan, serta kinerja pemotongan dan ketahanan panas yang lebih baik dibandingkan paduan ZL104, tetapi plastisitasnya rendah dan stabilitas korosinya rendah. Paduan ini cocok untuk berbagai metode pengecoran. Paduan jenis ini terutama digunakan untuk memproduksi pesawat terbang, cetakan pasir mesin, dan komponen pengecoran cetakan logam yang menahan beban berat, seperti casing transmisi, blok silinder, rumah pompa hidrolik, dan komponen instrumen, serta penyangga bantalan dan komponen mesin lainnya.

Aplikasi Paduan Aluminium Cor Seng (Al-Zn)

Untuk paduan Al-Zn, karena kelarutan Zn yang tinggi dalam Al, kekuatan paduan dapat ditingkatkan secara signifikan ketika Zn dengan fraksi massa lebih dari 10%. Meskipun jenis paduan ini memiliki kecenderungan penuaan alami yang tinggi dan kekuatan tinggi dapat diperoleh tanpa perlakuan panas, kelemahannya adalah ketahanan korosi yang buruk, densitas yang tinggi, dan mudah retak panas selama pengecoran. Oleh karena itu, jenis paduan ini terutama digunakan untuk memproduksi komponen rumah instrumen die-cast.

Karakteristik dan aplikasi paduan Al-Zn cor umum adalah sebagai berikut:

(1) Paduan ZL401 memiliki kinerja pengecoran sedang, rongga susut kecil dan kecenderungan retak panas, kinerja pengelasan dan pemotongan yang baik, kekuatan coran tinggi, tetapi plastisitas rendah, kepadatan tinggi, dan ketahanan korosi yang buruk. Paduan ZL401 terutama digunakan untuk berbagai komponen pengecoran tekanan, suhu kerja tidak melebihi 200 derajat Celcius, dan struktur serta bentuk komponen mobil dan pesawat terbang kompleks.

(2) Paduan ZL402 Paduan ZL402 memiliki kinerja pengecoran sedang, fluiditas baik, kedap udara sedang, ketahanan retak termal, kinerja pemotongan baik, sifat mekanik tinggi dan ketangguhan benturan dalam keadaan cor, tetapi kepadatan tinggi, peleburan Prosesnya rumit, dan terutama digunakan untuk peralatan pertanian, peralatan mesin, pengecoran kapal, perangkat radio, pengatur oksigen, roda berputar, dan piston kompresor udara.
Aplikasi Paduan Aluminium Cor Magnesium (Al-Mg)

Fraksi massa Mg dalam paduan Al-Mg adalah 4%~11%. Paduan ini memiliki densitas rendah, sifat mekanik tinggi, ketahanan korosi yang sangat baik, kinerja pemotongan yang baik, serta permukaan yang mengkilap dan indah. Namun, karena proses peleburan dan pengecoran yang rumit, paduan jenis ini selain digunakan sebagai paduan tahan korosi, juga digunakan sebagai paduan untuk dekorasi. Karakteristik dan aplikasi paduan Al-Mg cor umum adalah sebagai berikut.

(1) Paduan ZL301 Paduan ZL301 memiliki kekuatan tinggi, elongasi yang baik, kinerja pemotongan yang sangat baik, kemampuan las yang baik, dapat dianodisasi, dan digetarkan. Kerugiannya adalah cenderung longgar secara mikroskopis dan sulit untuk dicetak. Paduan ZL301 digunakan untuk memproduksi komponen dengan ketahanan korosi tinggi di bawah beban tinggi, suhu kerja di bawah 150 derajat Celcius, dan bekerja di atmosfer dan air laut, seperti rangka, penyangga, batang, dan aksesori.

(2) Paduan ZL303 memiliki ketahanan korosi yang baik, kemampuan las yang baik, kinerja pemotongan yang baik, pemolesan yang mudah, kinerja pengecoran yang baik, sifat mekanik yang rendah, tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas, dan memiliki kecenderungan untuk membentuk lubang susut. Paduan ini banyak digunakan dalam die casting. Jenis paduan ini terutama digunakan untuk komponen beban sedang di bawah pengaruh korosi atau komponen di atmosfer dingin dan suhu operasi tidak melebihi 200 derajat Celcius, seperti komponen kapal laut dan rangka mesin.

(3) Paduan ZL305 Paduan ZL305 terutama ditambahkan Zn berdasarkan paduan Al-Mg untuk mengendalikan penuaan alami, meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi tegangan, memiliki sifat mekanik komprehensif yang baik, serta mengurangi cacat oksidasi, porositas, dan pori pada paduan. Paduan jenis ini terutama digunakan untuk komponen beban tinggi, suhu kerja di bawah 100 derajat Celcius, dan korosif tinggi yang bekerja di atmosfer atau air laut, seperti komponen pada kapal laut.
Pengantar pengetahuan tentang ingot aluminium
Batangan aluminium untuk peleburan ulang-15kg, 20kg (≤99,80%Al):
Batangan aluminium berbentuk T--500kg, 1000kg (≤99,80%Al):
Batangan aluminium kemurnian tinggi-10kg, 15kg (99,90%～99,999% Al);
Batangan paduan aluminium - 10kg, 15kg (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Batangan pelat--500～1000kg (untuk pembuatan pelat);
Spindel bundar-30～60kg (untuk penarikan kawat).

Detail lebih lanjut Tautan:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Sumber referensi: Internet
Penafian: Informasi dalam artikel ini hanya untuk referensi, bukan sebagai saran pengambilan keputusan langsung. Jika Anda tidak bermaksud melanggar hak hukum Anda, silakan hubungi kami sesegera mungkin.