Čo je hliníkový ingot?

Čo je hliníkový ingot?

Hliník je striebornobiely kov, ktorý sa v zemskej kôre radí na tretie miesto po kyslíku a kremíku. Hustota hliníka je relatívne malá, iba 34,61 % železa a 30,33 % medi, preto sa nazýva aj ľahký kov. Hliník je neželezný kov, ktorého produkcia a spotreba sú na svete druhé hneď po oceli. Keďže hliník je ľahký, často sa používa pri výrobe pozemných, námorných a vzdušných dopravných prostriedkov, ako sú automobily, vlaky, metro, lode, lietadlá, rakety a kozmické lode, aby sa znížila jeho vlastná hmotnosť a zvýšila nosnosť. Suroviny v našom každodennom priemysle sa nazývajú hliníkové ingoty. Podľa národnej normy (GB/T 1196-2008) by sa mali nazývať „hliníkové ingoty na pretavovanie“, ale všetci ich zvykli nazývať „hliníkové ingoty“. Vyrába sa elektrolýzou s použitím kryolitu oxidu hlinitého. Po vstupe hliníkových ingotov do priemyselných aplikácií existujú dve hlavné kategórie: odlievané hliníkové zliatiny a deformované hliníkové zliatiny. Odlievaný hliník a hliníkové zliatiny sú hliníkové odliatky vyrobené metódami odlievania; Deformovaný hliník a hliníkové zliatiny sú spracované hliníkové výrobky vyrobené tlakovými metódami: plechy, pásy, fólie, rúry, tyče, tvarovky, drôty a výkovky. Podľa národnej normy sa „pretavované hliníkové ingoty delia na 8 stupňov podľa chemického zloženia: Al99,90, Al99,85, Al99,70, Al99,60, Al99,50, Al99,00, Al99,7E, Al99,6E“ (Poznámka: Číslo za Al označuje obsah hliníka). Niektorí ľudia nazývajú hliník „A00“, čo je v skutočnosti hliník s čistotou 99,7 %, ktorý sa na londýnskom trhu nazýva „štandardný hliník“. Technické normy našej krajiny v 50. rokoch 20. storočia pochádzajú z bývalého Sovietskeho zväzu. „A00“ je ruská značka v národných normách Sovietskeho zväzu. „A“ je ruské písmeno, nie anglické „A“ ani „A“ čínskej fonetickej abecedy. Ak je v súlade s medzinárodnými normami, je presnejšie nazývať ho „štandardný hliník“. Štandardný hliník je hliníkový ingot obsahujúci 99,7 % hliníka, ktorý je registrovaný na londýnskom trhu.

Ako sa vyrábajú hliníkové ingoty
Proces odlievania hliníkových ingotov využíva roztavený hliník na vstrekovanie do formy a po jeho vybratí z formy po ochladení do odliatej bramy je proces vstrekovania kľúčovým krokom pre kvalitu produktu. Proces odlievania je tiež fyzikálny proces kryštalizácie tekutého hliníka na pevný hliník.
Proces odlievania hliníkových ingotov je zhruba nasledovný: odrezok hliníka - odstruskovanie - vyberanie - prísady - nakladanie do pece - rafinácia - odlievanie - hliníkové ingoty na pretavovanie - kontrola hotových výrobkov - kontrola hotových výrobkov - skladovanie - odstraňovanie trosky hliníka - vyberanie - prísady - nakladanie do pece - čistenie - odlievanie - ingoty zo zliatiny - ingoty zo zliatiny - kontrola hotových výrobkov - kontrola hotových výrobkov - skladovanie

Bežne používané metódy odlievania sa delia na kontinuálne odlievanie a vertikálne polokontinuálne odlievanie.

Kontinuálne odlievanie

Kontinuálne odlievanie možno rozdeliť na odlievanie v zmiešanej peci a externé odlievanie. Všetky používajú stroje na kontinuálne odlievanie. Odlievanie v zmiešavacej peci je proces odlievania roztaveného hliníka do zmiešavacej pece a používa sa hlavne na výrobu hliníkových ingotov na pretavovanie a odlievanie zliatin. Externé odlievanie sa vykonáva priamo z panvy do odlievacieho stroja a používa sa hlavne vtedy, keď odlievacie zariadenie nedokáže splniť výrobné požiadavky alebo kvalita vstupných materiálov je príliš nízka na to, aby sa priamo privádzali do pece. Keďže neexistuje žiadny externý zdroj tepla, je potrebné, aby panva mala určitú teplotu, zvyčajne medzi 690 °C a 740 °C v lete a 700 °C až 760 °C v zime, aby sa zabezpečil lepší vzhľad hliníkového ingotu.

Na odlievanie v miešacej peci sa musia ingrediencie najskôr zmiešať, potom sa naliať do miešacej pece, rovnomerne premiešať a potom sa pridá tavidlo na rafináciu. Ingot z odlievacej zliatiny sa musí číriť viac ako 30 minút a troska sa môže odliať po vyčírení. Počas odlievania je otvor pece miešacej pece zarovnaný s druhou a treťou formou odlievacieho stroja, čo môže zabezpečiť určitý stupeň mobility pri zmene prietoku kvapaliny a výmene formy. Oko pece a odlievací stroj sú spojené žľabom. Je lepšie mať kratší žľab, ktorý môže znížiť oxidáciu hliníka a zabrániť víreniu a striekaniu. Ak je odlievací stroj zastavený dlhšie ako 48 hodín, forma by sa mala pred opätovným spustením predhriať 4 hodiny. Roztavený hliník prúdi do formy cez žľab a oxidový film na povrchu roztaveného hliníka sa odstraňuje lopatkou, čo sa nazýva troskovanie. Po naplnení jednej formy sa žľab presunie do ďalšej formy a odlievací stroj sa plynule posúva. Forma sa postupne posúva a roztavený hliník postupne ochladzuje. Keď sa roztavený hliník dostane do stredu odlievacieho stroja, stuhne do hliníkových ingotov, ktoré tlačiareň označí taviacim číslom. Keď hliníkový ingot dosiahne vrch odlievacieho stroja, úplne stuhne do hliníkového ingotu. V tomto okamihu sa forma otočí a hliníkový ingot sa z formy vyhodí a padne na automatický vozík na príjem ingotov, ktorý je automaticky stohovaný a zväzkovaný stohovačom, čím sa z neho stane hotový hliníkový ingot. Odlievací stroj sa chladí rozprašovaním vody, ale voda sa musí privádzať až po zapnutí odlievacieho stroja na jednu plnú otáčku. Každá tona roztaveného hliníka spotrebuje približne 8 – 10 ton vody a v lete je na povrchové chladenie potrebné dúchadlo. Ingot je odliatok do plochej formy a smer tuhnutia roztaveného hliníka je zdola nahor a stred hornej časti nakoniec stuhne a zanechá zmrštenie v tvare drážky. Čas a podmienky tuhnutia každej časti hliníkového ingotu nie sú rovnaké, takže aj jeho chemické zloženie sa bude líšiť, ale ako celok je v súlade s normou.

Bežné chyby hliníkových ingotov určených na pretavovanie sú:

① Stómia. Hlavným dôvodom je, že teplota odlievania je príliš vysoká, roztavený hliník obsahuje viac plynu, povrch hliníkového ingotu má veľa pórov (dierok), povrch je tmavý a v závažných prípadoch sa vyskytujú horúce trhliny.
2 Začlenenie trosky. Hlavným dôvodom je, že troska nie je čistá, čo vedie k začleneniu trosky na povrchu; druhým dôvodom je, že teplota roztaveného hliníka je príliš nízka, čo spôsobuje vnútorné začlenenie trosky.
③Vlnenie a záblesky. Hlavným dôvodom je, že prevádzka nie je v poriadku, hliníkový ingot je príliš veľký alebo odlievací stroj nefunguje hladko.
4 Trhliny. Studené trhliny sú spôsobené najmä príliš nízkou teplotou odlievania, čo spôsobuje, že kryštály hliníkového ingotu nie sú husté, čo spôsobuje uvoľnenie a dokonca praskliny. Tepelné trhliny sú spôsobené vysokou teplotou odlievania.
⑤ Oddelenie komponentov. Je to spôsobené najmä nerovnomerným miešaním pri odlievaní zliatiny.

Vertikálne polokontinuálne odlievanie

Vertikálne polokontinuálne odlievanie sa používa hlavne na výrobu hliníkových drôtených ingotov, bramových ingotov a rôznych deformovaných zliatin na spracovanie profilov. Roztavený hliník sa po dávkovaní naleje do miešacej pece. Vzhľadom na špeciálne požiadavky na drôty sa musí pred odlievaním pridať medziľahlá doska Al-B, aby sa z roztaveného hliníka odstránil titán a vanád (drôtené ingoty); do bram sa musí pridať zliatina Al-Ti--B (Ti5%B1%) na zjemnenie. Povrch sa musí jemne vyhladiť. Do zliatiny s vysokým obsahom horčíka sa pridá rafinačné činidlo 2#, množstvo je 5%, rovnomerne sa premieša, po 30 minútach státia sa odstráni pena a potom sa odleje. Pred odlievaním sa zdvihne podvozok odlievacieho stroja a vlhkosť z neho sa vyfúkne stlačeným vzduchom. Potom sa základná doska zdvihne do kryštalizátora, na vnútornú stenu kryštalizátora sa nanesie vrstva mazacieho oleja, do vodného plášťa sa naleje trochu chladiacej vody, nasadí sa suchá a predhriata rozdeľovacia doska, automatická regulačná zátka a žľab tak, aby sa každý otvor rozdeľovacej dosky nachádzal v strede kryštalizátora. Na začiatku odlievania stlačte rukou automatickú nastavovaciu zátku, aby ste zablokovali trysku, odrežte otvor pece miešacej pece a nechajte hliníkovú kvapalinu tiecť do rozdeľovacej dosky cez žľab. Keď hliníková kvapalina dosiahne 2/5 v rozdeľovacej doske, uvoľnite automatickú nastavovaciu zátku tak, aby roztavený hliník tiekol do kryštalizátora a roztavený hliník sa ochladil na podvozku. Keď hliníková kvapalina dosiahne v kryštalizátore výšku 30 mm, podvozok je možné spustiť a začne sa privádzať chladiaca voda. Automatická nastavovacia zátka riadi vyvážený tok hliníkovej kvapaliny do kryštalizátora a udržiava výšku hliníkovej kvapaliny v kryštalizátore nezmenenú. Usadeniny a oxidový film na povrchu roztaveného hliníka by sa mali včas odstrániť. Keď je dĺžka hliníkového ingotu približne 6 m, zablokujte otvor pece, odstráňte rozdeľovaciu dosku, po úplnom stuhnutí hliníkovej kvapaliny zastavte prívod vody, odstráňte vodný plášť, vyberte odliaty hliníkový ingot pomocou jednokoľajnicového žeriavu a umiestnite ho na pílu podľa požadovanej veľkosti. Odrežte ho a pripravte na ďalšie odlievanie. Počas odlievania sa teplota roztaveného hliníka v miešacej peci udržiava na 690 – 710 °C, teplota roztaveného hliníka v rozdeľovacej doske sa udržiava na 685 – 690 °C, rýchlosť odlievania je 190 – 210 mm/min a tlak chladiacej vody je 0,147 – 0,196 MPa.

Rýchlosť odlievania je úmerná lineárnemu ingotu so štvorcovým prierezom:
VD=K, kde V je rýchlosť odlievania, mm/min alebo m/h; D je dĺžka strany ingotu, mm alebo m; K je konštantná hodnota, m2/h, zvyčajne 1,2～1,5.

Vertikálne polokontinuálne odlievanie je metóda sekvenčnej kryštalizácie. Po vstupe roztaveného hliníka do odlievacieho otvoru začne kryštalizovať na spodnej doske a vnútornej stene formy. Pretože chladiace podmienky v strede a na bokoch sú odlišné, kryštalizácia vytvára formu nízkeho stredu a vysokého okraja. Šasi klesá konštantnou rýchlosťou. Súčasne sa do hornej časti kontinuálne vstrekuje tekutý hliník, takže medzi pevným a tekutým hliníkom existuje polotuhá zóna. Pretože tekutý hliník sa pri kondenzácii zmršťuje a na vnútornej stene kryštalizátora je vrstva mazacieho oleja, pri klesajúcom šasi stuhnutý hliník vystupuje z kryštalizátora. V spodnej časti kryštalizátora je kruh otvorov na chladiacu vodu, ktorými sa môže rozprašovať chladiaca voda, kým neunikne. Povrch hliníkového ingotu sa podrobí sekundárnemu chladeniu, kým sa neodlia všetky drôtené ingoty.

Sekvenčná kryštalizácia môže vytvoriť relatívne uspokojivé podmienky tuhnutia, čo je prospešné pre veľkosť zŕn, mechanické vlastnosti a elektrickú vodivosť kryštalizácie. V smere výšky porovnávacieho ingotu nie je žiadny rozdiel v mechanických vlastnostiach, segregácia je tiež malá, rýchlosť chladenia je rýchlejšia a je možné získať veľmi jemnú kryštalickú štruktúru.

Povrch hliníkového drôteného ingotu by mal byť rovný a hladký, bez trosky, trhlín, pórov atď., dĺžka povrchových trhlín by nemala presiahnuť 1,5 mm, hĺbka trosky a vrások na povrchu by nemala presiahnuť 2 mm a rez by nemal mať trhliny, póry a troskové inklúzie. Nie je potrebné viac ako 5 troskových inklúzií menších ako 1 mm.

Hlavné nedostatky hliníkových drôtených ingotov sú:

1 Trhliny. Dôvodom je príliš vysoká teplota roztaveného hliníka, príliš vysoká rýchlosť a zvýšené zvyškové napätie; obsah kremíka v roztavenom hliníku je vyšší ako 0,8 % a vzniká rovnaká tavenina hliníka a kremíka, pričom sa vytvára určité množstvo voľného kremíka, čo zvyšuje tepelnú odolnosť kovu: Alebo je množstvo chladiacej vody nedostatočné. Ak je povrch formy drsný alebo sa nepoužíva mazivo, povrch a rohy ingotu tiež praskajú.

2. Vloženie trosky. Vloženie trosky na povrch hliníkového drôteného ingotu je spôsobené kolísaním roztaveného hliníka, prasknutím oxidového filmu na povrchu roztaveného hliníka a vrstvou peny na povrchu vstupujúcou do bočnej strany ingotu. Niekedy môže mazací olej tiež priniesť trochu trosky. Vnútorné vloženie trosky je spôsobené nízkou teplotou roztaveného hliníka, vysokou viskozitou, neschopnosťou trosky plávať v čase alebo častými zmenami hladiny roztaveného hliníka počas odlievania.

③Chladiaci priestor. Tvorba chladiacej bariéry je spôsobená najmä nadmernými výkyvmi hladiny roztaveného hliníka vo forme, nízkou teplotou odlievania, nadmerne nízkou rýchlosťou odlievania alebo vibráciami a nerovnomerným poklesom odlievacieho stroja.

④ Stómia. Póry uvedené v tomto dokumente sa vzťahujú na malé póry s priemerom menším ako 1 mm. Dôvodom je, že teplota odlievania je príliš vysoká a kondenzácia je príliš rýchla, takže plyn obsiahnutý v hliníkovej kvapaline nemôže včas uniknúť a po stuhnutí sa zhromažďujú malé bubliny, ktoré tvoria póry v ingote.

⑤ Povrch je drsný. Pretože vnútorná stena kryštalizátora nie je hladká, mazací účinok nie je dobrý a v závažných prípadoch sa na povrchu kryštálu tvoria hliníkové nádory. Alebo kvôli príliš veľkému pomeru železa a kremíka dochádza k segregácii v dôsledku nerovnomerného ochladzovania.

⑥Únik hliníka a opätovná analýza. Hlavným dôvodom je prevádzkový problém a závažný problém môže tiež spôsobiť vznik uzlíkov.

Aplikácia liatej hliníkovo-kremíkovej zliatiny (Al-Si)
Zliatina hliníka a kremíka (Al-Si) s hmotnostným podielom Si je vo všeobecnosti 4 % až 22 %. Pretože zliatina Al-Si má vynikajúce odlievacie vlastnosti, ako je dobrá tekutosť, dobrá vzduchotesnosť, malé zmršťovanie a nízky sklon k teplu, po modifikácii a tepelnom spracovaní má dobré mechanické vlastnosti, fyzikálne vlastnosti, odolnosť voči korózii a stredne ťažké obrábanie. Je to najuniverzálnejší a najuniverzálnejší typ liatej hliníkovej zliatiny. Tu je niekoľko príkladov najčastejšie používaných:

(1) Zliatina ZL101(A) Zliatina ZL101 má dobrú vzduchotesnosť, tekutosť a odolnosť voči tepelným trhlinám, mierne mechanické vlastnosti, zváracie vlastnosti a odolnosť voči korózii, jednoduché zloženie, ľahké odlievanie a vhodnosť pre rôzne metódy odlievania. Zliatina ZL101 sa používa na výrobu zložitých dielov, ktoré nesú mierne zaťaženie, ako sú diely lietadiel, prístroje, kryty prístrojov, diely motorov, diely automobilov a lodí, bloky valcov, telesá čerpadiel, brzdové bubny a elektrické diely. Okrem toho je obsah nečistôt v zliatine ZL101 prísne kontrolovaný a vylepšením technológie odlievania sa získava zliatina ZL101A s vyššími mechanickými vlastnosťami. Používa sa na odlievanie rôznych škrupinových dielov, telies čerpadiel lietadiel, prevodoviek automobilov a vykurovacieho oleja, kolien, príslušenstva lietadiel a iných nosných dielov.

(2) Zliatina ZL102 Zliatina ZL102 má najlepšiu odolnosť voči tepelným trhlinám a dobrú vzduchotesnosť, ako aj dobrú tekutosť, nedá sa tepelne spevniť a má nízku pevnosť v ťahu. Je vhodná na odlievanie veľkých a tenkostenných zložitých dielov. Vhodná na tlakové liatie. Tento typ zliatiny sa používa hlavne na odlievanie tenkostenných odliatkov s nízkym zaťažením a zložitými tvarmi, ako sú rôzne kryty prístrojov, kryty automobilov, zubné zariadenia, piesty atď.

(3) Zliatina ZL104 Zliatina ZL104 má dobrú vzduchotesnosť, odolnosť voči tekutosti a tepelným trhlinám, vysokú pevnosť, odolnosť voči korózii, zváracie a rezné vlastnosti, ale nízku tepelnú odolnosť, ľahko sa vyrábajú malé póry a proces odlievania je zložitejší. Preto sa používa hlavne na výrobu veľkých odliatkov z pieskovej ocele, ktoré odolávajú vysokému zaťaženiu, ako sú prevodové skrine, bloky valcov, ventily hláv valcov, remeňové kolesá, krycie dosky nástrojových skriniek a iné súčiastky lietadiel, lodí a automobilov.

(4) Zliatina ZL105 Zliatina ZL105 má vysoké mechanické vlastnosti, uspokojivý výkon pri odlievaní a zváraní, lepší rezný výkon a tepelnú odolnosť ako zliatina ZL104, ale nízku plasticitu a nízku koróznu stabilitu. Je vhodná pre rôzne metódy odlievania. Tento typ zliatiny sa používa hlavne na výrobu leteckých, pieskových foriem pre motory a kovových odliatkov, ktoré nesú vysoké zaťaženie, ako sú skrine prevodoviek, bloky valcov, skrine hydraulických čerpadiel a prístrojové časti, ako aj ložiskové podpery a iné časti strojov.

Použitie liatej hliníkovo-zinkovej (Al-Zn) zliatiny

V prípade zliatin Al-Zn, vďaka vysokej rozpustnosti Zn v Al, sa pridaním Zn s hmotnostným podielom viac ako 10 % k Al môže výrazne zlepšiť pevnosť zliatiny. Hoci má tento typ zliatiny vysoký sklon k prirodzenému starnutiu a vysokú pevnosť možno dosiahnuť bez tepelného spracovania, nevýhodami tohto typu zliatiny sú nízka odolnosť voči korózii, vysoká hustota a ľahké praskanie za tepla počas odlievania. Preto sa tento typ zliatiny používa hlavne na výrobu tlakovo liatych dielov krytov prístrojov.

Vlastnosti a aplikácie bežných liatych zliatin Al-Zn sú nasledovné:

(1) Zliatina ZL401 Zliatina ZL401 má stredný výkon pri odlievaní, malú zmršťovaciu dutinu a tendenciu k horúcim trhlinám, dobrý výkon pri zváraní a rezaní, vysokú pevnosť v odliatom stave, ale nízku plasticitu, vysokú hustotu a nízku odolnosť proti korózii. Zliatina ZL401 sa používa hlavne na rôzne tlakové liatie, pracovná teplota nepresahuje 200 stupňov Celzia a štruktúra a tvar automobilových a leteckých dielov sú zložité.

(2) Zliatina ZL402 Zliatina ZL402 má stredný výkon pri odlievaní, dobrú tekutosť, miernu vzduchotesnosť, odolnosť voči tepelným trhlinám, dobrý rezný výkon, vysoké mechanické vlastnosti a rázovú húževnatosť v odliatom stave, ale vysokú hustotu. Tavný proces je zložitý a používa sa hlavne na výrobu poľnohospodárskych strojov, obrábacích strojov, odliatkov lodí, rádiových zariadení, regulátorov kyslíka, rotačných kolies a piestov vzduchových kompresorov.
Použitie liatej hliníkovo-horčíkovej (Al-Mg) zliatiny

Hmotnostný podiel Mg v zliatine Al-Mg je 4 % až 11 %. Zliatina má nízku hustotu, vysoké mechanické vlastnosti, vynikajúcu odolnosť proti korózii, dobrý rezný výkon a lesklý a krásny povrch. Avšak kvôli zložitým procesom tavenia a odlievania sa tento typ zliatiny okrem použitia ako zliatina odolná voči korózii používa aj ako zliatina na dekoratívne účely. Vlastnosti a použitie bežne odlievaných zliatin Al-Mg sú nasledovné.

(1) Zliatina ZL301 Zliatina ZL301 má vysokú pevnosť, dobré predĺženie, vynikajúci rezný výkon, dobrú zvárateľnosť, možno ju eloxovať a vibrovať. Nevýhodou je, že má tendenciu k mikroskopickému uvoľňovaniu a je ťažké ju odlievať. Zliatina ZL301 sa používa na výrobu dielov s vysokou odolnosťou proti korózii pri vysokom zaťažení, pracovnej teplote pod 150 stupňov Celzia a pracujúcich v atmosfére a morskej vode, ako sú rámy, podpery, tyče a príslušenstvo.

(2) Zliatina ZL303 Zliatina ZL303 má dobrú odolnosť proti korózii, dobrú zvárateľnosť, dobrý rezný výkon, ľahké leštenie, prijateľný odlievací výkon, nízke mechanické vlastnosti, nedá sa spevniť tepelným spracovaním a má tendenciu tvoriť zmršťovacie otvory. Široko sa používa pri tlakovom liatí. Tento typ zliatiny sa používa hlavne na stredne zaťažené diely vystavené korózii alebo na diely v chladnom prostredí a prevádzkovej teplote nepresahujúcej 200 stupňov Celzia, ako sú časti námorných lodí a plášte strojov.

(3) Zliatina ZL305 Zliatina ZL305 sa na báze zliatiny Al-Mg s pridaním zinku (Zn) používa najmä na kontrolu prirodzeného starnutia, zlepšenie pevnosti a odolnosti voči korózii v napätí, dosiahnutie dobrých komplexných mechanických vlastností a zníženie oxidácie, pórovitosti a pórovitých defektov zliatiny. Tento typ zliatiny sa používa hlavne na vysoko zaťažené, pracovné teploty pod 100 stupňov Celzia a vysoko korozívne diely, ktoré pracujú v atmosfére alebo morskej vode, ako sú napríklad diely v námorných lodiach.
Úvod do znalostí o hliníkových ingotoch
Hliníkový ingot na pretavenie - 15 kg, 20 kg (≤99,80 % Al):
Hliníkový ingot v tvare T – 500 kg, 1000 kg (≤99,80 % Al):
Vysoko čisté hliníkové ingoty - 10 kg, 15 kg (99,90 % ~ 99,999 % Al);
Ingot z hliníkovej zliatiny - 10 kg, 15 kg (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Plechový ingot -- 500～1000 kg (na výrobu plechov);
Okrúhle vretená - 30～60 kg (na ťahanie drôtu).

Viac informácií Odkaz:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Zdroj: Internet
Vyhlásenie: Informácie uvedené v tomto článku slúžia len na informačné účely, nie ako priamy návrh na rozhodnutie. Ak nemáte v úmysle porušiť svoje zákonné práva, kontaktujte nás včas.