Wat is een aluminiumstaaf?

Wat is een aluminiumstaaf?

Aluminium is een zilverwit metaal en staat op de derde plaats in de aardkorst, na zuurstof en silicium. De dichtheid van aluminium is relatief laag, slechts 34,61% van ijzer en 30,33% van koper, waardoor het ook wel licht metaal wordt genoemd. Aluminium is een non-ferrometaal waarvan de productie en het verbruik, na staal, wereldwijd de tweede grootste zijn. Omdat aluminium licht is, wordt het vaak gebruikt bij de productie van land-, zee- en luchtvaartuigen zoals auto's, treinen, metro's, schepen, vliegtuigen, raketten en ruimtevaartuigen om het eigen gewicht te verminderen en de belasting te verhogen. De grondstoffen in onze dagelijkse industrie worden aluminiumstaven genoemd. Volgens de nationale norm (GB/T 1196-2008) zouden ze "omsmeltbare aluminiumstaven" moeten heten, maar iedereen spreekt gewoonlijk van "aluminiumstaven". Het wordt geproduceerd door elektrolyse met behulp van alumina-cryoliet. Nadat aluminiumstaven industriële toepassingen hebben bereikt, zijn er twee hoofdcategorieën: gegoten aluminiumlegeringen en vervormde aluminiumlegeringen. Gegoten aluminium en aluminiumlegeringen zijn aluminium gietstukken die met behulp van gietmethoden worden geproduceerd; vervormd aluminium en aluminiumlegeringen zijn bewerkte aluminiumproducten die met behulp van drukverwerkingsmethoden worden geproduceerd: platen, strips, folies, buizen, staven, vormen, draden en smeedstukken. Volgens de nationale norm worden "omgesmolten aluminiumstaven onderverdeeld in 8 klassen op basis van chemische samenstelling, namelijk Al99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7E, Al99.6E" (Opmerking: het getal na Al geeft het aluminiumgehalte aan). Sommige mensen noemen "A00" aluminium, wat eigenlijk aluminium is met een zuiverheid van 99,7%, wat op de Londense markt "standaard aluminium" wordt genoemd. De technische normen van ons land in de jaren 50 kwamen uit de voormalige Sovjet-Unie. "A00" is het Russische merk volgens de nationale normen van de Sovjet-Unie. "A" is een Russische letter, niet de Engelse "A" of de "A" van het Chinese fonetische alfabet. Als het voldoet aan de internationale normen, is het nauwkeuriger om het "standaard aluminium" te noemen. Standaard aluminium is een aluminiumstaaf die 99,7% aluminium bevat en geregistreerd is op de Londense markt.

Hoe worden aluminiumstaven gemaakt?
Bij het gieten van aluminiumstaven wordt gesmolten aluminium in de mal geïnjecteerd. Nadat het aluminium is afgekoeld tot een gegoten plaat, is het injectieproces een belangrijke stap voor de kwaliteit van het product. Het gietproces is tevens het fysieke proces waarbij vloeibaar aluminium wordt gekristalliseerd tot vast aluminium.
Het procesverloop van het gieten van aluminiumstaven verloopt ongeveer als volgt: Aluminium tappen - slakvorming - oppakken - ingrediënten - laden in de oven - raffineren - gieten - aluminiumstaven voor hersmelten - inspectie van het eindproduct - inspectie van het eindproduct - opslag - uitgieten van aluminium - slakvorming - oppakken - ingrediënten - laden in de oven - schuren - gieten - legeringsstaven - gieten van legeringsstaven - inspectie van het eindproduct - inspectie van het eindproduct - opslag

De meest gebruikte gietmethoden worden onderverdeeld in continugieten en verticaal semi-continugieten.

Continu gieten

Continugieten kan worden onderverdeeld in mengovengieten en uitwendig gieten. Alle vormen maken gebruik van continugietmachines. Mengovengieten is het proces waarbij gesmolten aluminium in de mengoven wordt gegoten en wordt voornamelijk gebruikt om aluminiumstaven te produceren voor het omsmelten en gieten van legeringen. Uitwendig gieten vindt rechtstreeks van de gietpan naar de gietmachine plaats, die voornamelijk wordt gebruikt wanneer de gietapparatuur niet aan de productie-eisen kan voldoen of de kwaliteit van de binnenkomende materialen te slecht is om rechtstreeks in de oven te worden gevoerd. Omdat er geen externe verwarmingsbron is, is het vereist dat de gietpan een bepaalde temperatuur heeft, over het algemeen tussen 690 °C en 740 °C in de zomer en 700 °C en 760 °C in de winter, om ervoor te zorgen dat de aluminiumstaaf er beter uitziet.

Voor het gieten in de mengoven moeten de ingrediënten eerst worden gemengd, vervolgens in de mengoven worden gegoten, gelijkmatig worden geroerd en vervolgens worden toegevoegd aan de flux voor het raffineren. De gietlegering moet gedurende meer dan 30 minuten worden geklaard en de slak kan na het klaren worden gegoten. Tijdens het gieten wordt het ovenoog van de mengoven uitgelijnd met de tweede en derde mal van de gietmachine, wat een zekere mate van mobiliteit garandeert wanneer de vloeistofstroom verandert en de mal wordt gewisseld. Het ovenoog en de gietmachine zijn verbonden met een goot. Het is beter om een ​​kortere goot te hebben, wat aluminiumoxidatie kan verminderen en wervelingen en spatten kan voorkomen. Wanneer de gietmachine langer dan 48 uur stilstaat, moet de mal 4 uur worden voorverwarmd voordat deze opnieuw wordt gestart. Het gesmolten aluminium stroomt door de goot in de mal en de oxidelaag op het oppervlak van het gesmolten aluminium wordt verwijderd met een schep, wat slakken wordt genoemd. Nadat één mal is gevuld, wordt de goot verplaatst naar de volgende mal en draait de gietmachine continu door. De matrijs beweegt in de juiste volgorde en het gesmolten aluminium koelt geleidelijk af. Wanneer het het midden van de gietmachine bereikt, is het gesmolten aluminium gestold tot aluminiumstaven, die door de printer worden gemarkeerd met een smeltnummer. Wanneer de aluminiumstaaf de bovenkant van de gietmachine bereikt, is deze volledig gestold tot een aluminiumstaaf. Op dit moment wordt de matrijs omgedraaid en wordt de aluminiumstaaf uit de matrijs geworpen en valt op de automatische staafontvangstwagen, die automatisch wordt gestapeld en gebundeld door de stapelaar om de voltooide aluminiumstaaf te vormen. De gietmachine wordt gekoeld door water te sproeien, maar het water moet worden toegevoerd nadat de gietmachine één volledige omwenteling heeft gedraaid. Elke ton gesmolten aluminium verbruikt ongeveer 8-10 ton water, en in de zomer is een ventilator nodig voor oppervlaktekoeling. De staaf is een vlak gietstuk en de stollingsrichting van het gesmolten aluminium is van onder naar boven, waarbij het midden van het bovenste gedeelte uiteindelijk stolt, waarbij een groefvormige krimp achterblijft. De stollingstijd en -omstandigheden van elk onderdeel van de aluminiumstaaf zijn niet hetzelfde en dus zal de chemische samenstelling ook anders zijn. Over het algemeen voldoet het echter wel aan de norm.

Veel voorkomende defecten bij aluminiumstaven die opnieuw worden gesmolten, zijn:

1. Stoma. De belangrijkste reden is dat de giettemperatuur te hoog is, het gesmolten aluminium meer gas bevat, het oppervlak van de aluminium staaf veel poriën (gaatjes) heeft, het oppervlak donker is en er in ernstige gevallen hittescheuren kunnen optreden.
2. Slakinsluiting. De belangrijkste reden is dat de slakvorming niet schoon is, wat resulteert in slakinsluiting op het oppervlak; de tweede reden is dat de temperatuur van het gesmolten aluminium te laag is, wat leidt tot interne slakinsluiting.
3 Rimpeling en flits. De belangrijkste reden is dat de bewerking niet goed is, de aluminium staaf te groot is of de gietmachine niet soepel loopt.
4 Scheuren. Koudescheuren worden voornamelijk veroorzaakt door een te lage giettemperatuur, waardoor de kristallen van de aluminiumstaaf niet dicht zijn, wat leidt tot losheid en zelfs scheuren. Thermische scheuren worden veroorzaakt door een hoge giettemperatuur.
5 Scheiding van componenten. Wordt voornamelijk veroorzaakt door ongelijkmatige menging bij het gieten van de legering.

Verticaal semi-continu gieten

Verticaal semi-continu gieten wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van aluminium draadstaven, plaatstaven en diverse vervormde legeringen voor de verwerking van profielen. Het gesmolten aluminium wordt na het mengen in de mengoven gegoten. Vanwege de speciale eisen van de draden moet een tussenplaat (Al-B) worden toegevoegd om het titanium en vanadium (draadstaven) uit het gesmolten aluminium te verwijderen vóór het gieten; de platen moeten worden voorzien van een Al-Ti-B-legering (Ti5%B1%) voor een verfijning. Zorg voor een fijne oppervlaktestructuur. Voeg 2# verfijningsmiddel toe aan de magnesiumlegering, de hoeveelheid is 5%, roer gelijkmatig, verwijder na 30 minuten staan ​​de schuimlaag en giet vervolgens. Til het chassis van de gietmachine op vóór het gieten en blaas het vocht eraf met perslucht. Til vervolgens de basisplaat in de kristallisator, breng een laag smeerolie aan op de binnenwand van de kristallisator, giet wat koelwater in de watermantel, plaats de droge en voorverwarmde verdeelplaat, de automatische regelplug en de wasgoot op hun plaats, zodat de verdeelplaat Elke poort bevindt zich in het midden van de kristallisator. Druk aan het begin van het gieten met uw hand op de automatische afstelplug om het mondstuk te blokkeren, snijd het ovenoog van de mengoven open en laat de aluminiumvloeistof door de wasgoot in de verdeelplaat stromen. Wanneer de aluminiumvloeistof 2/5 in de verdeelplaat bereikt, laat u de automatische afstelplug los zodat het gesmolten aluminium in de kristallisator stroomt en het gesmolten aluminium op het chassis wordt afgekoeld. Wanneer de aluminiumvloeistof 30 mm hoog in de kristallisator bereikt, kan het chassis worden verlaagd en zal de koelwatertoevoer beginnen. De automatische afstelplug regelt de evenwichtige stroom van de aluminiumvloeistof in de kristallisator en houdt de hoogte van de aluminiumvloeistof in de kristallisator ongewijzigd. De schuimlaag en oxidelaag op het oppervlak van het gesmolten aluminium moeten tijdig worden verwijderd. Wanneer de lengte van de aluminium staaf ongeveer 6 meter bedraagt, blokkeer dan het ovenoog, verwijder de verdeelplaat, stop de watertoevoer nadat de aluminium vloeistof volledig is gestold, verwijder de watermantel, haal de gegoten aluminium staaf eruit met een monorailkraan en plaats deze op de zaagmachine volgens de gewenste maat. Zaag de staaf af en bereid deze voor op het volgende gietstuk. Tijdens het gieten wordt de temperatuur van het gesmolten aluminium in de mengoven gehandhaafd op 690-710 °C, de temperatuur van het gesmolten aluminium in de verdeelplaat op 685-690 °C, de gietsnelheid is 190-210 mm/min en de koelwaterdruk is 0,147-0,196 MPa.

De gietsnelheid is evenredig met de lineaire staaf met een vierkante doorsnede:
VD=K waarbij V de gietsnelheid is, mm/min of m/u; D de zijlengte van het staafgedeelte is, mm of m; K de constante waarde is, m2/u, over het algemeen 1,2～1,5.

Verticaal semi-continu gieten is een sequentiële kristallisatiemethode. Nadat het gesmolten aluminium het gietgat is binnengedrongen, begint het te kristalliseren op de bodemplaat en de binnenwand van de matrijs. Omdat de koelomstandigheden in het midden en aan de zijkanten verschillend zijn, vormt de kristallisatie een vorm van laag-midden en hoog-periferie. Het chassis daalt met een constante snelheid. Tegelijkertijd wordt het bovenste gedeelte continu ingespoten met vloeibaar aluminium, waardoor er een halfgestolde zone ontstaat tussen het vaste aluminium en het vloeibare aluminium. Omdat het vloeibare aluminium krimpt tijdens het condenseren en er een laag smeerolie op de binnenwand van de kristallisator zit, verlaat het gestolde aluminium de kristallisator tijdens het dalen van het chassis. In het onderste gedeelte van de kristallisator bevindt zich een cirkel van koelwatergaten, waaruit het koelwater kan worden gespoten totdat het is ontsnapt. Het oppervlak van de aluminium staaf wordt secundair gekoeld totdat de gehele draadstaaf is gegoten.

Sequentiële kristallisatie kan relatief bevredigende stollingsomstandigheden creëren, wat gunstig is voor de korrelgrootte, mechanische eigenschappen en elektrische geleidbaarheid van de kristallisatie. Er is geen verschil in mechanische eigenschappen in de hoogterichting van de vergelijkende ingot, de segregatie is ook gering, de afkoelsnelheid is sneller en er kan een zeer fijne kristalstructuur worden verkregen.

Het oppervlak van de aluminium draadstaaf moet vlak en glad zijn, vrij van slak, scheuren, poriën, enz. De lengte van de oppervlaktescheuren mag niet groter zijn dan 1,5 mm, de diepte van slak- en ribbelrimpels op het oppervlak mag niet groter zijn dan 2 mm en het gedeelte mag geen scheuren, poriën of slakinsluitsels bevatten. Er mogen maximaal 5 slakinsluitsels kleiner dan 1 mm zijn.

De belangrijkste gebreken van aluminiumdraadstaven zijn:

① Scheuren. De reden hiervoor is dat de temperatuur van het gesmolten aluminium te hoog is, de snelheid te hoog is en de restspanning toeneemt; het siliciumgehalte in het gesmolten aluminium is hoger dan 0,8%, en dezelfde smelt van aluminium en silicium wordt gevormd, waarna een bepaalde hoeveelheid vrij silicium ontstaat, wat de thermische scheureigenschappen van het metaal versterkt. Of de hoeveelheid koelwater is onvoldoende. Wanneer het oppervlak van de mal ruw is of er geen smeermiddel wordt gebruikt, zullen het oppervlak en de hoeken van de gietvorm ook scheuren.

2. Slakinsluiting. Slakinsluiting op het oppervlak van de aluminium draadstaaf wordt veroorzaakt door de fluctuatie van het gesmolten aluminium, het scheuren van de oxidelaag op het oppervlak van het gesmolten aluminium en het schuim op het oppervlak dat de zijkant van de staaf binnendringt. Soms kan smeerolie ook wat slak inbrengen. Interne slakinsluiting wordt veroorzaakt door de lage temperatuur van het gesmolten aluminium, de hoge viscositeit, het onvermogen van de slak om op tijd te drijven of de frequente veranderingen van het gesmolten aluminiumniveau tijdens het gieten.

③Koelcompartiment. De vorming van de koudebarrière wordt voornamelijk veroorzaakt door overmatige schommelingen in het gesmolten aluminiumgehalte in de mal, een lage giettemperatuur, een te lage gietsnelheid of trillingen en een onregelmatige val van de gietmachine.

④ Stoma. De hier genoemde poriën zijn kleine poriën met een diameter kleiner dan 1 mm. De reden hiervoor is dat de giettemperatuur te hoog is en de condensatie te snel verloopt, waardoor het gas in de vloeibare aluminiumlaag niet tijdig kan ontsnappen. Na stolling verzamelen zich kleine belletjes die poriën in de gietvorm vormen.

⑤ Het oppervlak is ruw. Omdat de binnenwand van de kristallisator niet glad is, is het smerende effect niet optimaal en vormen zich in ernstige gevallen aluminiumtumoren op het kristaloppervlak. Of omdat de verhouding ijzer/silicium te groot is, kan er segregatie optreden door ongelijkmatige koeling.

⑥Lekkage van aluminium en heranalyse. De belangrijkste reden is het operationele probleem, en een ernstiger probleem kan ook noduli veroorzaken.

Toepassing van gegoten aluminium-silicium (Al-Si) legering
Aluminium-silicium (Al-Si) legering, de Si-massafractie is over het algemeen 4% tot 22%. Omdat Al-Si legering uitstekende gieteigenschappen heeft, zoals een goede vloeibaarheid, goede luchtdichtheid, geringe krimp en een lage warmteneiging, heeft het na modificatie en warmtebehandeling goede mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen, corrosiebestendigheid en gemiddelde verspaningseigenschappen. Het is de meest veelzijdige en veelzijdige gegoten aluminiumlegering. Hier zijn enkele voorbeelden van de meest gebruikte:

(1) ZL101(A)-legering. ZL101-legering heeft een goede luchtdichtheid, vloeibaarheid en thermische scheurbestendigheid, matige mechanische eigenschappen, lasprestaties en corrosiebestendigheid, eenvoudige samenstelling, gemakkelijk te gieten en geschikt voor diverse gietmethoden. ZL101-legering is gebruikt voor complexe onderdelen die matige belastingen dragen, zoals vliegtuigonderdelen, instrumenten, instrumentbehuizingen, motoronderdelen, auto- en scheepsonderdelen, cilinderblokken, pomphuizen, remtrommels en elektrische onderdelen. Bovendien wordt het gehalte aan onzuiverheden op basis van de ZL101-legering strikt gecontroleerd en wordt de ZL101A-legering met hogere mechanische eigenschappen verkregen door verbetering van de giettechnologie. Het is gebruikt voor het gieten van diverse schaaldelen, vliegtuigpomphuizen, versnellingsbakken van auto's en stookolie. Kistbochten, vliegtuigaccessoires en andere dragende onderdelen.

(2) ZL102-legering. ZL102-legering heeft de beste thermische scheurbestendigheid en goede luchtdichtheid, evenals een goede vloeibaarheid. Het kan niet worden versterkt door warmtebehandeling en heeft een lage treksterkte. Het is geschikt voor het gieten van grote en dunwandige complexe onderdelen. Geschikt voor spuitgieten. Dit type legering wordt voornamelijk gebruikt om dunwandige gietstukken met een lage belasting en complexe vormen te weerstaan, zoals diverse instrumentbehuizingen, autobehuizingen, tandheelkundige apparatuur, zuigers, enz.

(3) ZL104-legering. ZL104-legering heeft een goede luchtdichtheid, vloeibaarheid en thermische scheurbestendigheid, hoge sterkte, corrosiebestendigheid, las- en snijprestaties, maar een lage hittebestendigheid en is gemakkelijk te produceren met kleine poriën. Het gietproces is complexer. Daarom wordt het voornamelijk gebruikt voor de productie van grote zandmetalen gietstukken die bestand zijn tegen hoge belastingen, zoals transmissiebehuizingen, cilinderblokken, cilinderkopkleppen, riemschijven, afdekplaten van gereedschapskisten en andere vliegtuig-, scheeps- en auto-onderdelen.

(4) ZL105-legering. ZL105-legering heeft hoge mechanische eigenschappen, bevredigende giet- en lasprestaties, betere snijprestaties en hittebestendigheid dan ZL104-legering, maar een lage plasticiteit en lage corrosiestabiliteit. Het is geschikt voor diverse gietmethoden. Dit type legering wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van zware lasten in vliegtuigen, zandvormen voor motoren en metalen gietstukken, zoals transmissiebehuizingen, cilinderblokken, behuizingen van hydraulische pompen en instrumentonderdelen, evenals lagersteunen en andere machineonderdelen.

Toepassing van gegoten aluminiumzink (Al-Zn) legering

Voor Al-Zn-legeringen kan de sterkte aanzienlijk worden verbeterd door de hoge oplosbaarheid van Zn in Al, wanneer Zn met een massapercentage van meer dan 10% aan Al wordt toegevoegd. Hoewel dit type legering een sterke natuurlijke verouderingsneiging heeft en een hoge sterkte kan worden bereikt zonder warmtebehandeling, zijn de nadelen van dit type legering een slechte corrosiebestendigheid, een hoge dichtheid en gemakkelijk barsten tijdens het gieten. Daarom wordt dit type legering voornamelijk gebruikt voor de productie van spuitgietonderdelen voor instrumentbehuizingen.

De kenmerken en toepassingen van gangbare gegoten Al-Zn-legeringen zijn als volgt:

(1) ZL401-legering. ZL401-legering heeft gemiddelde gietprestaties, een kleine krimpholte en een neiging tot warm scheuren, goede las- en snijprestaties, hoge sterkte in gegoten toestand, maar lage plasticiteit, hoge dichtheid en slechte corrosiebestendigheid. ZL401-legering wordt voornamelijk gebruikt voor diverse drukgietonderdelen, de bedrijfstemperatuur bedraagt ​​maximaal 200 graden Celsius en de structuur en vorm van auto- en vliegtuigonderdelen zijn complex.

(2) ZL402-legering ZL402-legering heeft gemiddelde gietprestaties, goede vloeibaarheid, matige luchtdichtheid, thermische scheurbestendigheid, goede snijprestaties, hoge mechanische eigenschappen en slagvastheid in de gegoten toestand, maar hoge dichtheid, smelten Het proces is complex en wordt voornamelijk gebruikt voor landbouwmachines, gereedschapsmachines, scheepsgietstukken, radioapparaten, zuurstofregelaars, roterende wielen en luchtcompressorzuigers.
Toepassing van gegoten aluminium-magnesium (Al-Mg) legering

De massafractie van Mg in de Al-Mg-legering bedraagt ​​4-11%. De legering heeft een lage dichtheid, hoge mechanische eigenschappen, uitstekende corrosiebestendigheid, goede snijprestaties en een glanzend en mooi oppervlak. Vanwege de complexe smelt- en gietprocessen van dit type legering wordt het echter niet alleen gebruikt als corrosiebestendige legering, maar ook als decoratieve legering. De kenmerken en toepassingen van veelgebruikte gegoten Al-Mg-legeringen zijn als volgt.

(1) ZL301-legering. ZL301-legering heeft een hoge sterkte, goede rek, uitstekende snijprestaties, goede lasbaarheid en kan worden geanodiseerd en getrild. Het nadeel is dat het de neiging heeft om microscopisch los te raken en moeilijk te gieten is. ZL301-legering wordt gebruikt voor de productie van onderdelen met een hoge corrosiebestendigheid onder hoge belasting, bij bedrijfstemperaturen lager dan 150 graden Celsius en in de atmosfeer en zeewater, zoals frames, steunen, staven en accessoires.

(2) ZL303-legering. ZL303-legering heeft een goede corrosiebestendigheid, goede lasbaarheid, goede snijprestaties, is gemakkelijk te polijsten, heeft acceptabele gietprestaties, lage mechanische eigenschappen, kan niet worden versterkt door warmtebehandeling en heeft de neiging om krimpgaten te vormen. Het wordt veel gebruikt voor spuitgieten. Dit type legering wordt voornamelijk gebruikt voor onderdelen met een gemiddelde belasting die onderhevig zijn aan corrosie, of voor onderdelen in een koude atmosfeer en bij bedrijfstemperaturen tot maximaal 200 graden Celsius, zoals scheepsonderdelen en machinebehuizingen.

(3) ZL305-legering: Aan ZL305-legering wordt voornamelijk zink op basis van Al-Mg-legering toegevoegd om natuurlijke veroudering tegen te gaan, de sterkte en spanningscorrosiebestendigheid te verbeteren, goede algehele mechanische eigenschappen te hebben en oxidatie, porositeit en poriëndefecten van de legering te verminderen. Dit type legering wordt voornamelijk gebruikt voor onderdelen met een hoge belasting, bedrijfstemperaturen onder de 100 graden Celsius en hoge corrosiegevoeligheid die in de atmosfeer of in zeewater werken, zoals onderdelen van zeeschepen.
Inleiding tot kennis over aluminiumstaven
Aluminiumstaaf voor hersmelten - 15 kg, 20 kg (≤99,80%Al):
T-vormig aluminium staafje - 500 kg, 1000 kg (≤99,80% Al):
Aluminiumstaven met hoge zuiverheid - 10 kg, 15 kg (99,90%～99,999% Al);
Aluminiumlegering staaf - 10 kg, 15 kg (Al-Si, Al-Cu, Al-Mg);
Plaatstaaf - 500～1000 kg (voor het maken van platen);
Ronde spindels-30～60kg (voor draadtrekken).

Meer details Link:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Referentiebron: internet
Disclaimer: De informatie in dit artikel is uitsluitend bedoeld als referentie en niet als een directe suggestie voor besluitvorming. Neem tijdig contact met ons op als u niet van plan bent uw wettelijke rechten te schenden.