Ce este lingoul de aluminiu?

Ce este lingoul de aluminiu?

Aluminiul este un metal alb-argintiu și ocupă locul trei în scoarța terestră după oxigen și siliciu. Densitatea aluminiului este relativ mică, doar 34,61% fier și 30,33% cupru, așa că este numit și metal ușor. Aluminiul este un metal neferos a cărui producție și consum sunt pe locul doi în lume după oțel. Deoarece aluminiul este ușor, este adesea utilizat în fabricarea vehiculelor terestre, maritime și aeriene, cum ar fi automobile, trenuri, metrou, nave, avioane, rachete și nave spațiale, pentru a-și reduce propria greutate și a crește sarcina. Materiile prime din industria noastră de zi cu zi se numesc lingouri de aluminiu. Conform standardului național (GB/T 1196-2008), acestea ar trebui numite „lingouri de aluminiu pentru retopire”, dar toată lumea este obișnuită să le numească „lingouri de aluminiu”. Sunt produse prin electroliză folosind alumină-criolită. După ce lingourile de aluminiu intră în aplicații industriale, există două categorii principale: aliaje de aluminiu turnate și aliaje de aluminiu deformate. Aluminiul turnat și aliajele de aluminiu sunt piese turnate din aluminiu produse prin metode de turnare; aluminiul deformat și aliajele de aluminiu sunt produse din aluminiu prelucrate, produse prin metode de prelucrare sub presiune: plăci, benzi, folii, tuburi, tije, profile, sârme și piese forjate. Conform standardului național, „lingourile de aluminiu retopite sunt împărțite în 8 clase în funcție de compoziția chimică, care sunt Al99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7E, Al99.6E” (Notă: Numărul de după Al reprezintă conținutul de aluminiu). Unii oameni numesc aluminiu „A00”, care este de fapt aluminiu cu o puritate de 99,7%, fiind numit „aluminiu standard” pe piața londoneză. Standardele tehnice ale țării noastre din anii 1950 provin din fosta Uniune Sovietică. „A00” este marca rusească în standardele naționale ale Uniunii Sovietice. „A” este o literă rusească, nu „A”-ul englezesc sau „A”-ul alfabetului fonetic chinezesc. Dacă este în conformitate cu standardele internaționale, este mai corect să numim „aluminiu standard”. Aluminiul standard este un lingou de aluminiu care conține 99,7% aluminiu și este înregistrat pe piața din Londra.

Cum se fabrică lingourile de aluminiu
Procesul de turnare a lingourilor de aluminiu utilizează aluminiu topit pentru a fi injectat în matriță, iar după ce este scos după răcire într-o placă turnată, procesul de injecție este o etapă cheie pentru calitatea produsului. Procesul de turnare este, de asemenea, procesul fizic de cristalizare a aluminiului lichid în aluminiu solid.
Fluxul procesului de turnare a lingourilor de aluminiu este aproximativ următorul: filetare aluminiu-zguri-preluare-ingrediente-încărcare cuptor-rafinare-turnare-lingouri de aluminiu pentru retopire-inspecția produsului finit-inspecția produsului finit-depozitare aluminiu-zguri-preluare-ingrediente-încărcare cuptor-curățare-turnare-lingouri de aliaj-lingouri de aliaj de turnare-inspecția produsului finit-inspecția produsului finit-depozitare

Metodele de turnare utilizate în mod obișnuit se împart în turnare continuă și turnare semicontinuă verticală.

Turnare continuă

Turnarea continuă poate fi împărțită în turnare în cuptor mixt și turnare externă. Toate utilizează mașini de turnare continuă. Turnarea în cuptor mixt este procesul de turnare a aluminiului topit în cuptorul de amestecare și este utilizată în principal pentru a produce lingouri de aluminiu pentru retopire și turnare a aliajelor. Turnarea externă se realizează direct de la oală de turnare la mașina de turnare, fiind utilizată în principal atunci când echipamentul de turnare nu poate îndeplini cerințele de producție sau calitatea materialelor primite este prea slabă pentru a fi introduse direct în cuptor. Deoarece nu există o sursă externă de încălzire, este necesar ca oala de turnare să aibă o anumită temperatură, în general între 690°C și 740°C vara și 700°C până la 760°C iarna, pentru a asigura un aspect mai bun al lingoului de aluminiu.

Pentru turnarea în cuptorul de amestecare, ingredientele trebuie mai întâi amestecate, apoi turnate în cuptorul de amestecare, amestecate uniform și apoi adăugate flux pentru rafinare. Lingoul de aliaj de turnare trebuie clarificat timp de mai mult de 30 de minute, iar zgura poate fi turnată după clarificare. În timpul turnării, ochiul cuptorului de amestecare este aliniat cu a doua și a treia matriță a mașinii de turnare, ceea ce poate asigura un anumit grad de mobilitate atunci când fluxul de lichid se schimbă și matrița este schimbată. Ochiul cuptorului și mașina de turnare sunt conectate printr-un filtru. Este mai bine să existe un filtru mai scurt, care poate reduce oxidarea aluminiului și poate evita vortexul și stropirea. Când mașina de turnare este oprită mai mult de 48 de ore, matrița trebuie preîncălzită timp de 4 ore înainte de a o reporni. Aluminiul topit curge în matriță prin filtru, iar pelicula de oxid de pe suprafața aluminiului topit este îndepărtată cu o lopată, ceea ce se numește zgurire. După ce o matriță este umplută, filtrul este mutat în următoarea matriță, iar mașina de turnare avansează continuu. Matrița avansează secvențial, iar aluminiul topit se răcește treptat. Când ajunge la mijlocul mașinii de turnare, aluminiul topit s-a solidificat în lingouri de aluminiu, care sunt marcate cu un număr de topire de către imprimantă. Când lingoul de aluminiu ajunge în partea superioară a mașinii de turnare, s-a solidificat complet într-un lingou de aluminiu. În acest moment, matrița este răsturnată, iar lingoul de aluminiu este ejectat din matriță și cade pe căruciorul automat de recepție a lingourilor, care este stivuit și fasciculat automat de către stivuitor pentru a deveni lingoul de aluminiu finit. Mașina de turnare este răcită prin pulverizare de apă, dar apa trebuie furnizată după ce mașina de turnare a fost pornită pentru o rotație completă. Fiecare tonă de aluminiu topit consumă aproximativ 8-10 tone de apă, fiind necesară o suflantă pentru răcirea suprafeței în timpul verii. Lingoul este o turnare în matriță plată, iar direcția de solidificare a aluminiului topit este de jos în sus, iar mijlocul părții superioare se solidifică în final, lăsând o contracție în formă de canelură. Timpul și condițiile de solidificare ale fiecărei părți a lingoului de aluminiu nu sunt aceleași, așa că și compoziția sa chimică va fi diferită, dar este în conformitate cu standardul în ansamblu.

Defectele comune ale lingourilor de aluminiu pentru retopire sunt:

① Stomă. Principalul motiv este că temperatura de turnare este prea ridicată, aluminiul topit conține mai mult gaz, suprafața lingoului de aluminiu are mulți pori (găuri de ac), suprafața este întunecată și, în cazuri grave, apar fisuri fierbinți.
② Incluziunea zgurii. Principalul motiv este că zgura nu este curată, rezultând includerea zgurii la suprafață; al doilea este că temperatura aluminiului topit este prea scăzută, provocând includerea internă a zgurii.
③Ondulații și fulgerări. Motivul principal este că operațiunea nu este corectă, lingoul de aluminiu este prea mare sau mașina de turnare nu funcționează corect.
④ Fisuri. Fisurile reci sunt cauzate în principal de o temperatură de turnare prea scăzută, ceea ce face ca cristalele de lingouri de aluminiu să nu fie dense, provocând slăbire și chiar fisuri. Fisurile termice sunt cauzate de o temperatură de turnare ridicată.
⑤ Segregarea componentelor. Cauzată în principal de amestecarea neuniformă la turnarea aliajului.

Turnare semicontinuă verticală

Turnarea semicontinuă verticală este utilizată în principal pentru producerea de lingouri de sârmă de aluminiu, lingouri sub formă de plăci și diverse aliaje deformate pentru prelucrarea profilelor. Aluminiul topit este turnat în cuptorul de amestecare după dozare. Datorită cerințelor speciale ale sârmelor, trebuie adăugată placa intermediară Al-B pentru a îndepărta titanul și vanadiul (lingourile de sârmă) din aluminiul topit înainte de turnare; plăcile trebuie să fie adăugate aliaj Al-Ti-B (Ti5%B1%) pentru tratamentul de rafinare. Asigurați o organizare fină a suprafeței. Adăugați agent de rafinare 2# la aliajul cu conținut ridicat de magneziu, cantitatea fiind de 5%, amestecați uniform, după ce se lasă să stea 30 de minute, îndepărtați spuma, apoi turnați. Ridicați șasiul mașinii de turnare înainte de turnare și suflați umezeala de pe șasiu cu aer comprimat. Apoi, ridicați placa de bază în cristalizator, aplicați un strat de ulei lubrifiant pe peretele interior al cristalizatorului, puneți puțină apă de răcire în mantaua de apă, puneți placa de distribuție uscată și preîncălzită, dopul de reglare automată și filtrul la locul lor, astfel încât fiecare orificiu al plăcii de distribuție să fie situat în centrul cristalizatorului. La începutul turnării, apăsați dopul de reglare automată cu mâna pentru a bloca duza, tăiați ochiul cuptorului de amestecare și lăsați lichidul de aluminiu să curgă în placa de distribuție prin filtru. Când lichidul de aluminiu ajunge la 2/5 în placa de distribuție, eliberați dopul automat. Reglați dopul astfel încât aluminiul topit să curgă în cristalizator, iar aluminiul topit să se răcească pe șasiu. Când lichidul de aluminiu atinge 30 mm înălțime în cristalizator, șasiul poate fi coborât și apa de răcire va începe să fie trimisă. Dopul de reglare automată controlează fluxul echilibrat de lichid de aluminiu în cristalizator și menține neschimbată înălțimea lichidului de aluminiu din cristalizator. Spuma și pelicula de oxid de pe suprafața aluminiului topit trebuie îndepărtate în timp. Când lungimea lingoului de aluminiu este de aproximativ 6 m, blocați ochiul cuptorului, îndepărtați placa de distribuție, opriți alimentarea cu apă după ce lichidul de aluminiu s-a solidificat complet, îndepărtați mantaua de apă, scoateți lingoul de aluminiu turnat cu o macara monoșină și așezați-l pe mașina de tăiat în funcție de dimensiunea necesară. Tăiați-l și pregătiți-l pentru următoarea turnare. În timpul turnării, temperatura aluminiului topit în cuptorul de amestecare este menținută la 690-7lO°C, temperatura aluminiului topit în placa de distribuție este menținută la 685-690°C, viteza de turnare este de 190-210 mm/min, iar presiunea apei de răcire este de 0,147-0,196 MPa.

Viteza de turnare este proporțională cu lingoul liniar cu secțiune pătrată:
VD = K, unde V este viteza de turnare, mm/min sau m/h; D este lungimea laturii secțiunii lingoului, mm sau m; K este valoarea constantă, m²/h, în general 1,2～1,5.

Turnarea semicontinuă verticală este o metodă de cristalizare secvențială. După ce aluminiul topit intră în orificiul de turnare, acesta începe să cristalizeze pe placa de bază și pe peretele interior al matriței. Deoarece condițiile de răcire ale centrului și ale părților laterale sunt diferite, cristalizarea formează o formă de periferie inferioară, mijlocie și superioară. Șasiul coboară cu o viteză constantă. În același timp, partea superioară este injectată continuu cu aluminiu lichid, astfel încât să existe o zonă semi-solidificată între aluminiul solid și aluminiul lichid. Deoarece aluminiul lichid se contractă atunci când se condensează și există un strat de ulei lubrifiant pe peretele interior al cristalizatorului, pe măsură ce șasiul coboară, aluminiul solidificat iese din cristalizator. Există un cerc de orificii de apă de răcire în partea inferioară a cristalizatorului, iar apa de răcire poate fi pulverizată până când aceasta iese. Suprafața lingoului de aluminiu este supusă unei răciri secundare până când întregul lingou de sârmă este turnat.

Cristalizarea secvențială poate stabili condiții de solidificare relativ satisfăcătoare, ceea ce este benefic pentru dimensiunea granulelor, proprietățile mecanice și conductivitatea electrică a cristalizării. Nu există nicio diferență în proprietățile mecanice în direcția înălțimii lingoului comparativ, segregarea este, de asemenea, mică, viteza de răcire este mai rapidă și se poate obține o structură cristalină foarte fină.

Suprafața lingoului de sârmă de aluminiu trebuie să fie plană și netedă, fără zgură, crăpături, pori etc., lungimea crăpăturilor de suprafață nu trebuie să depășească 1,5 mm, adâncimea ridurilor de zgură și a crestelor de pe suprafață nu trebuie să depășească 2 mm, iar secțiunea nu trebuie să prezinte crăpături, pori și incluziuni de zgură. Nu trebuie să existe mai mult de 5 incluziuni de zgură mai mici de 1 mm.

Principalele defecte ale lingourilor de sârmă de aluminiu sunt:

① Fisuri. Motivul este că temperatura aluminiului topit este prea mare, viteza este prea mare și tensiunea reziduală este crescută; conținutul de siliciu din aluminiul topit este mai mare de 0,8%, formându-se aceeași topitură de aluminiu și siliciu, generând o anumită cantitate de siliciu liber, ceea ce crește proprietatea de fisurare termică a metalului: Sau cantitatea de apă de răcire este insuficientă. Când suprafața matriței este rugoasă sau nu se folosește lubrifiant, suprafața și colțurile lingoului vor crăpa, de asemenea.

② Incluziunea zgurii. Incluziunea zgurii pe suprafața lingoului de sârmă de aluminiu este cauzată de fluctuația aluminiului topit, ruperea peliculei de oxid de pe suprafața aluminiului topit și pătrunderea spumei de pe suprafață în lateralul lingoului. Uneori, uleiul de ungere poate aduce și el zgură. Incluziunea internă a zgurii este cauzată de temperatura scăzută a aluminiului topit, vâscozitatea ridicată, incapacitatea zgurii de a pluti în timp sau schimbările frecvente ale nivelului de aluminiu topit în timpul turnării.

③Compartiment rece. Formarea barierei reci este cauzată în principal de fluctuațiile excesive ale nivelului de aluminiu topit din matriță, temperatura scăzută de turnare, viteza de turnare excesiv de mică sau vibrațiile și căderea neuniformă a mașinii de turnare.

④ Stomă. Porii menționați aici se referă la pori mici cu un diametru mai mic de 1 mm. Motivul este că temperatura de turnare este prea mare și condensarea este prea rapidă, astfel încât gazul conținut în lichidul de aluminiu nu poate scăpa în timp, iar după solidificare, se adună bule mici pentru a forma pori în lingou.

⑤ Suprafața este rugoasă. Deoarece peretele interior al cristalizatorului nu este neted, efectul de lubrifiere nu este bun, iar în cazuri grave se formează tumori de aluminiu pe suprafața cristalului. Sau, deoarece raportul fier-siliciu este prea mare, fenomenul de segregare este cauzat de răcirea inegală.

⑥Scurgere de aluminiu și reanaliză. Motivul principal este problema de funcționare, iar cea gravă poate provoca și noduli.

Aplicarea aliajului de aluminiu turnat și siliciu (Al-Si)
Aliajul de aluminiu-siliciu (Al-Si), cu fracția de masă de Si, este în general de 4% ~ 22%. Deoarece aliajul Al-Si are proprietăți excelente de turnare, cum ar fi fluiditate bună, etanșeitate bună la aer, contracție mică și tendință scăzută la căldură, după modificare și tratament termic, are proprietăți mecanice bune, proprietăți fizice, rezistență la coroziune și proprietăți medii de prelucrare. Este cel mai versatil și mai versatil tip de aliaj de aluminiu turnat. Iată câteva exemple dintre cele mai frecvent utilizate:

(1) Aliajul ZL101(A) Aliajul ZL101 are o etanșeitate bună la aer, fluiditate și rezistență la fisuri termice, proprietăți mecanice moderate, performanțe de sudare și rezistență la coroziune, compoziție simplă, turnare ușoară și este potrivit pentru diverse metode de turnare. Aliajul ZL101 a fost utilizat pentru piese complexe care suportă sarcini moderate, cum ar fi piese de aeronave, instrumente, carcase de instrumente, piese de motor, piese auto și navale, blocuri de cilindri, corpuri de pompe, tamburi de frână și piese electrice. În plus, pe baza aliajului ZL101, conținutul de impurități este strict controlat, iar aliajul ZL101A cu proprietăți mecanice superioare este obținut prin îmbunătățirea tehnologiei de turnare. A fost utilizat pentru turnarea diverselor piese de carcasă, corpuri de pompe de aeronave, cutii de viteze auto și combustibil lichid, coturi de etanșare, accesorii pentru aeronave și alte piese portante.

(2) Aliajul ZL102 are cea mai bună rezistență la fisuri termice și o bună etanșeitate la aer, precum și o fluiditate bună, nu poate fi întărit prin tratament termic și are o rezistență la tracțiune scăzută. Este potrivit pentru turnarea pieselor complexe mari și cu pereți subțiri. Potrivit pentru turnarea sub presiune. Acest tip de aliaj este utilizat în principal pentru a rezista la piese turnate cu pereți subțiri și forme complexe, supuse unor sarcini reduse, cum ar fi diverse carcase de instrumente, carcase de automobile, echipamente dentare, pistoane etc.

(3) Aliajul ZL104 Aliajul ZL104 are o etanșeitate bună la aer, fluiditate și rezistență la fisuri termice, rezistență ridicată, rezistență la coroziune, performanțe de sudare și tăiere, dar o rezistență scăzută la căldură, este ușor de produs cu pori mici, procesul de turnare fiind mai complicat. Prin urmare, este utilizat în principal pentru fabricarea de piese turnate din nisip metalic de dimensiuni mari care rezistă la sarcini mari, cum ar fi carcasele de transmisie, blocurile de cilindri, supapele chiulasei, roțile cu curea, cutiile de scule cu plăci de acoperire și alte piese de aeronave, nave și automobile.

(4) Aliajul ZL105 Aliajul ZL105 are proprietăți mecanice ridicate, performanțe de turnare și sudare satisfăcătoare, performanțe de tăiere și rezistență la căldură mai bune decât aliajul ZL104, dar are o plasticitate redusă și o stabilitate redusă la coroziune. Este potrivit pentru diverse metode de turnare. Acest tip de aliaj este utilizat în principal pentru a produce aeronave, matrițe de nisip pentru motoare și piese turnate în matrițe metalice care suportă sarcini grele, cum ar fi carcasele transmisiei, blocurile cilindrilor, carcasele pompelor hidraulice și piesele instrumentelor, precum și suporturile lagărelor și alte piese ale mașinilor.

Aplicarea aliajului de aluminiu turnat cu zinc (Al-Zn)

În cazul aliajelor Al-Zn, datorită solubilității ridicate a Zn în Al, atunci când se adaugă Zn cu o fracție de masă mai mare de 10% la Al, rezistența aliajului poate fi îmbunătățită semnificativ. Deși acest tip de aliaj are o tendință ridicată la îmbătrânire naturală și o rezistență ridicată poate fi obținută fără tratament termic, dezavantajele acestui tip de aliaj sunt rezistența slabă la coroziune, densitatea mare și fisurarea ușoară la cald în timpul turnării. Prin urmare, acest tip de aliaj este utilizat în principal pentru fabricarea pieselor de carcasă a instrumentelor turnate sub presiune.

Caracteristicile și aplicațiile aliajelor Al-Zn turnate obișnuite sunt următoarele:

(1) Aliajul ZL401 Aliajul ZL401 are performanțe medii de turnare, cavitate mică de contracție și tendință de fisurare la cald, performanțe bune de sudare și tăiere, rezistență ridicată în stare brută, dar plasticitate scăzută, densitate mare și rezistență slabă la coroziune. Aliajul ZL401 este utilizat în principal pentru diverse piese de turnare sub presiune, temperatura de lucru nu depășește 200 de grade Celsius, iar structura și forma pieselor de automobile și aeronave sunt complexe.

(2) Aliajul ZL402. Aliajul ZL402 are performanțe medii de turnare, fluiditate bună, etanșeitate moderată la aer, rezistență la fisuri termice, performanțe bune de tăiere, proprietăți mecanice ridicate și rezistență la impact în stare brută, dar densitate mare. Procesul de topire este complex și este utilizat în principal pentru echipamente agricole, mașini-unelte, piese turnate pentru nave, dispozitive radio, regulatoare de oxigen, roți rotative și pistoane pentru compresoare de aer.
Aplicarea aliajului de aluminiu turnat și magneziu (Al-Mg)

Fracția masică de Mg în aliajul Al-Mg este de 4%~11%. Aliajul are o densitate scăzută, proprietăți mecanice ridicate, rezistență excelentă la coroziune, performanțe bune de tăiere și o suprafață strălucitoare și frumoasă. Cu toate acestea, datorită proceselor complicate de topire și turnare ale acestui tip de aliaj, pe lângă faptul că este utilizat ca aliaj rezistent la coroziune, este utilizat și ca aliaj pentru decorare. Caracteristicile și aplicațiile aliajelor Al-Mg turnate obișnuite sunt următoarele.

(1) Aliajul ZL301 Aliajul ZL301 are rezistență ridicată, alungire bună, performanțe excelente la tăiere, sudabilitate bună, poate fi anodizat și vibrat. Dezavantajul este că are tendința de a se desprinde microscopic și este dificil de turnat. Aliajul ZL301 este utilizat pentru fabricarea de piese cu rezistență ridicată la coroziune sub sarcină mare, temperaturi de lucru sub 150 de grade Celsius și care funcționează în atmosferă și apă de mare, cum ar fi cadre, suporturi, tije și accesorii.

(2) Aliajul ZL303 Aliajul ZL303 are o rezistență bună la coroziune, o sudabilitate bună, performanțe bune de tăiere, lustruire ușoară, performanțe acceptabile de turnare, proprietăți mecanice scăzute, nu poate fi întărit prin tratament termic și are tendința de a forma găuri de contracție. Este utilizat pe scară largă pentru turnarea sub presiune. Acest tip de aliaj este utilizat în principal pentru piese supuse unor sarcini medii sub acțiunea coroziunii sau pentru piese în atmosferă rece și temperatură de funcționare care nu depășește 200 de grade Celsius, cum ar fi piesele navelor maritime și carcasele mașinilor.

(3) Aliajul ZL305. Aliajul ZL305 este în principal adiționat cu Zn pe bază de aliaj Al-Mg pentru a controla îmbătrânirea naturală, a îmbunătăți rezistența la coroziune și stres, a avea proprietăți mecanice complete bune și a reduce oxidarea, porozitatea și defectele porilor din aliaj. Acest tip de aliaj este utilizat în principal pentru piese cu sarcină mare, temperaturi de lucru sub 100 de grade Celsius și componente cu coroziune ridicată care funcționează în atmosferă sau în apa de mare, cum ar fi piesele din navele maritime.
Introducere în cunoștințele despre lingourile de aluminiu
Lingou de aluminiu pentru retopire - 15 kg, 20 kg (≤99,80% Al):
Lingou de aluminiu în formă de T -- 500 kg, 1000 kg (≤99,80% Al):
Lingouri de aluminiu de înaltă puritate - 10 kg, 15 kg (99,90%～99,999% Al);
Lingou din aliaj de aluminiu - 10 kg, 15 kg (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Lingou de placă -- 500～1000 kg (pentru fabricarea plăcilor);
Axe rotunde - 30～60 kg (pentru trefilare).

Mai multe detalii Link:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Sursă de referință: Internet
Declinare de responsabilitate: Informațiile conținute în acest articol sunt doar cu titlu informativ, nu reprezintă o sugestie directă pentru luarea unei decizii. Dacă nu intenționați să vă încălcați drepturile legale, vă rugăm să ne contactați în timp util.