Kaj je aluminijev ingot?

Kaj je aluminijev ingot?

Aluminij je srebrno bela kovina in se v zemeljski skorji uvršča na tretje mesto za kisikom in silicijem. Gostota aluminija je relativno majhna, le 34,61 % železa in 30,33 % bakra, zato ga imenujemo tudi lahka kovina. Aluminij je barvna kovina, katere proizvodnja in poraba sta na svetu drugi največji za jeklom. Ker je aluminij lahek, se pogosto uporablja pri izdelavi kopenskih, pomorskih in zračnih vozil, kot so avtomobili, vlaki, podzemne železnice, ladje, letala, rakete in vesoljska plovila, da zmanjša lastno težo in poveča obremenitev. Surovine v naši vsakodnevni industriji se imenujejo aluminijevi ingoti. V skladu z nacionalnim standardom (GB/T 1196-2008) bi jih morali imenovati "aluminijevi ingoti za pretaljevanje", vendar so vsi navajeni, da jih imenujemo "aluminijevi ingoti". Proizvajajo se z elektrolizo z uporabo aluminijevega kriolita. Ko aluminijevi ingoti vstopijo v industrijsko uporabo, obstajata dve glavni kategoriji: lite aluminijeve zlitine in deformirane aluminijeve zlitine. Liti aluminij in aluminijeve zlitine so aluminijevi ulitki, izdelani z livarskimi metodami; Deformirani aluminij in aluminijeve zlitine so aluminijevi izdelki, izdelani s tlačno obdelavo: plošče, trakovi, folije, cevi, palice, profili, žice in odkovki. V skladu z nacionalnim standardom so "pretaljeni aluminijasti ingoti glede na kemijsko sestavo razdeljeni v 8 razredov: Al99,90, Al99,85, Al99,70, Al99,60, Al99,50, Al99,00, Al99,7E, Al99,6E" (Opomba: Številka za Al označuje vsebnost aluminija). Nekateri ga imenujejo "A00", kar je v resnici aluminij s čistostjo 99,7 %, ki se na londonskem trgu imenuje "standardni aluminij". Tehnični standardi naše države v petdesetih letih prejšnjega stoletja izvirajo iz nekdanje Sovjetske zveze. "A00" je ruska blagovna znamka v nacionalnih standardih Sovjetske zveze. "A" je ruska črka, ne angleška "A" ali "A" kitajske fonetične abecede. Če je v skladu z mednarodnimi standardi, je natančneje reči "standardni aluminij". Standardni aluminij je aluminijev ingot, ki vsebuje 99,7 % aluminija in je registriran na londonskem trgu.

Kako so izdelani aluminijasti ingoti
Postopek litja aluminijevih ingotov uporablja staljeni aluminij za vbrizgavanje v kalup, po tem ko se po ohladitvi v ulito ploščo vzame ven, pa je postopek vbrizgavanja ključni korak za kakovost izdelka. Postopek litja je tudi fizični postopek kristalizacije tekočega aluminija v trdni aluminij.
Postopek litja aluminijastih ingotov je približno naslednji: izrezovanje aluminija - žlindra - pobiranje - sestavine - nalaganje v peč - rafiniranje - litje - aluminijasti ingoti za pretaljevanje - pregled končnih izdelkov - pregled končnih izdelkov - skladiščenje - odstranjevanje aluminija - žlindra - pobiranje - sestavine - nalaganje v peč - čiščenje - ingoti iz ulitka - ingoti iz ulitka - pregled končnih izdelkov - pregled končnih izdelkov - skladiščenje

Pogosto uporabljene metode litja so razdeljene na neprekinjeno litje in vertikalno polkontinuirano litje.

Neprekinjeno litje

Kontinuirno litje lahko razdelimo na litje v mešani peči in litje z zunanjim ulivanjem. Vsi uporabljajo stroje za kontinuirno litje. Litje v mešalni peči je postopek ulivanja staljenega aluminija v mešalno peč in se uporablja predvsem za proizvodnjo aluminijevih ingotov za pretaljevanje in litje zlitin. Zunanje litje se izvaja neposredno iz livarskega lončka v livarski stroj, kar se uporablja predvsem takrat, ko livarska oprema ne more izpolniti proizvodnih zahtev ali je kakovost vhodnih materialov preslaba za neposredno dovajanje v peč. Ker ni zunanjega vira ogrevanja, mora imeti livarski lonček določeno temperaturo, običajno med 690 °C in 740 °C poleti ter 700 °C do 760 °C pozimi, da se zagotovi boljši videz aluminijevega ingota.

Za ulivanje v mešalni peči je treba sestavine najprej zmešati, nato vliti v mešalno peč, enakomerno premešati in nato dodati talilo za rafiniranje. Ingot iz livarske zlitine je treba bistriti več kot 30 minut, žlindro pa se lahko ulije po bistrenju. Med ulivanjem je odprtina mešalne peči poravnana z drugim in tretjim kalupom livarskega stroja, kar zagotavlja določeno stopnjo mobilnosti pri spremembi pretoka tekočine in menjavi kalupa. Odprtina peči in livarski stroj sta povezana z žlindrom. Bolje je imeti krajši žlindrom, saj lahko zmanjša oksidacijo aluminija in prepreči vrtinec ter brizganje. Ko livarski stroj miruje več kot 48 ur, je treba kalup pred ponovnim zagonom segreti 4 ure. Staljeni aluminij teče v kalup skozi žlindro, oksidni film na površini staljenega aluminija pa se odstrani z lopato, kar imenujemo žlindranje. Ko je en kalup napolnjen, se žlindro premakne v naslednji kalup in livarski stroj se neprekinjeno premika naprej. Kalup se premika naprej v zaporedju in staljeni aluminij se postopoma ohladi. Ko doseže sredino livnega stroja, se staljeni aluminij strdi v aluminijaste ingote, ki jih tiskalnik označi s talilno številko. Ko aluminijasti ingot doseže vrh livnega stroja, se popolnoma strdi v aluminijasti ingot. V tem trenutku se kalup obrne, aluminijasti ingot pade iz kalupa in pade na avtomatski voziček za sprejem ingotov, kjer ga zlagalnik samodejno zloži in združi v končni aluminijasti ingot. Livarski stroj se hladi s pršenjem vode, vendar je treba vodo dovajati po tem, ko se livarski stroj vklopi za en polni obrat. Vsaka tona staljenega aluminija porabi približno 8-10 ton vode, poleti pa je za hlajenje površine potrebno puhalo. Ingot je ulitek v ravni kalup, smer strjevanja staljenega aluminija pa je od spodaj navzgor, sredina zgornjega dela pa se končno strdi in pusti krčenje v obliki utora. Čas in pogoji strjevanja posameznih delov aluminijevega ingota niso enaki, zato bo tudi njegova kemična sestava drugačna, vendar je kot celota v skladu s standardom.

Pogoste napake aluminijevih ingotov za ponovno taljenje so:

1. Stoma. Glavni razlog je, da je temperatura litja previsoka, staljeni aluminij vsebuje več plina, površina aluminijevega ingota ima veliko por (luknjic), površina je temna in v hujših primerih se pojavijo vroče razpoke.
② Vključevanje žlindre. Glavni razlog je, da žlindra ni čista, kar povzroči vključevanje žlindre na površini; drugi razlog je, da je temperatura staljenega aluminija prenizka, kar povzroča vključevanje notranje žlindre.
③Valovanje in bliskanje. Glavni razlog je, da delovanje ni v redu, da je aluminijast ingot prevelik ali da livarski stroj ne deluje gladko.
4 Razpoke. Hladne razpoke nastanejo predvsem zaradi prenizke temperature litja, zaradi česar kristali aluminijevih ingotov niso gosti, kar povzroča zrahljanje in celo razpoke. Termične razpoke nastanejo zaradi visoke temperature litja.
⑤ Ločevanje komponent. Predvsem zaradi neenakomernega mešanja pri ulivanju zlitine.

Vertikalno polkontinuirno litje

Vertikalno polkontinuirno litje se uporablja predvsem za proizvodnjo aluminijastih žičnih ingotov, plošč in različnih deformiranih zlitin za obdelavo profilov. Staljeni aluminij se po mešanju vlije v mešalno peč. Zaradi posebnih zahtev žic je treba pred litjem dodati vmesno ploščo Al-B, da se iz staljenega aluminija odstrani titan in vanadij (žični ingoti); plošče je treba za rafinacijsko obdelavo dodati zlitino Al-Ti--B (Ti5%B1%). Površino je treba fino organizirati. Zlitini z visoko vsebnostjo magnezija dodajte rafinacijsko sredstvo 2#, količina je 5%, enakomerno premešajte, po 30 minutah stanja odstranite umazanijo in nato ulijte. Pred litjem dvignite ohišje livarskega stroja in s stisnjenim zrakom odpihnite vlago z ohišja. Nato osnovno ploščo dvignite v kristalizator, na notranjo steno kristalizatorja nanesite plast mazalnega olja, v vodni plašč nalijte nekaj hladilne vode, namestite suho in predhodno segreto razdelilnik, avtomatski regulacijski čep in odtok, tako da se vsaka odprtina razdelilnika nahaja v središču kristalizatorja. Na začetku litja z roko pritisnite čep za samodejno nastavitev, da blokirate šobo, odprite odprtino mešalne peči in pustite, da aluminijeva tekočina teče v razdelilno ploščo skozi žleb. Ko aluminijeva tekočina doseže 2/5 v razdelilni plošči, spustite čep za samodejno nastavitev tako, da staljeni aluminij teče v kristalizator in se ohladi na ohišju. Ko aluminijeva tekočina v kristalizatorju doseže 30 mm višine, lahko ohišje spustite in začne se dovajati hladilna voda. Čep za samodejno nastavitev uravnava uravnotežen pretok aluminijeve tekočine v kristalizator in ohranja višino aluminijeve tekočine v kristalizatorju nespremenjeno. Nanos in oksidni film na površini staljenega aluminija je treba pravočasno odstraniti. Ko je dolžina aluminijevega ingota približno 6 m, blokirajte odprtino peči, odstranite razdelilno ploščo, po popolnem strjevanju aluminijeve tekočine ustavite dovod vode, odstranite vodni plašč, z enosmernim žerjavom vzemite ulitek aluminija in ga postavite na žago glede na zahtevano velikost. Odžagajte ga in pripravite za naslednje litje. Med litjem se temperatura staljenega aluminija v mešalni peči vzdržuje pri 690–710 °C, temperatura staljenega aluminija v razdelilni plošči se vzdržuje pri 685–690 °C, hitrost litja je 190–210 mm/min, tlak hladilne vode pa 0,147–0,196 MPa.

Hitrost litja je sorazmerna z linearnim ingotom s kvadratnim prerezom:
VD=K, kjer je V hitrost litja, mm/min ali m/h; D je dolžina stranice ingota, mm ali m; K je konstantna vrednost, m2/h, običajno 1,2～1,5.

Vertikalno polkontinuirno litje je metoda zaporedne kristalizacije. Ko staljeni aluminij vstopi v livarsko odprtino, začne kristalizirati na spodnji plošči in notranji steni kalupa. Ker so pogoji hlajenja v sredini in na straneh različni, kristalizacija tvori obliko nizkega srednjega in visokega oboda. Šasija se spušča s konstantno hitrostjo. Hkrati se v zgornji del neprekinjeno vbrizgava tekoči aluminij, tako da med trdnim in tekočim aluminijem obstaja polstrjeno območje. Ker se tekoči aluminij med kondenzacijo skrči in je na notranji steni kristalizatorja plast mazalnega olja, strjeni aluminij med spuščanjem šasije izstopa iz kristalizatorja. V spodnjem delu kristalizatorja je krog odprtin za hladilno vodo, skozi katere se lahko hladilna voda razprši, dokler ne izteče. Površina aluminijevega ingota se sekundarno hladi, dokler se ne ulije celoten žični ingot.

Zaporedna kristalizacija lahko vzpostavi relativno zadovoljive pogoje strjevanja, kar ugodno vpliva na velikost zrn, mehanske lastnosti in električno prevodnost kristalizacije. V višinski smeri primerjalnega ingota ni razlike v mehanskih lastnostih, segregacija je majhna, hitrost ohlajanja je hitrejša in mogoče je dobiti zelo fino kristalno strukturo.

Površina aluminijastega žičnega ingota mora biti ravna in gladka, brez žlindre, razpok, por itd., dolžina površinskih razpok ne sme presegati 1,5 mm, globina žlindre in gub na površini ne sme presegati 2 mm, prerez pa ne sme imeti razpok, por in vključkov žlindre. Vključkov žlindre, manjših od 1 mm, ni več kot 5.

Glavne pomanjkljivosti aluminijastih žičnih ingotov so:

1. Razpoke. Razlog za to je, da je temperatura staljenega aluminija previsoka, hitrost previsoka in preostala napetost povečana; vsebnost silicija v staljenem aluminiju je večja od 0,8 %, kar povzroči nastanek enake taline aluminija in silicija, pri čemer se ustvari določena količina prostega silicija, kar poveča lastnost kovine proti termičnemu razpokanju: Ali pa je količina hladilne vode nezadostna. Če je površina kalupa hrapava ali se ne uporablja mazivo, se bodo površina in vogali ingota prav tako razpokali.

2. Vključek žlindre. Vključek žlindre na površini aluminijastega žičnega ingota nastane zaradi nihanja staljenega aluminija, pretrganja oksidnega filma na površini staljenega aluminija in pene na površini, ki vstopa v stran ingota. Včasih lahko mazalno olje prinese tudi nekaj žlindre. Notranji vključek žlindre nastane zaradi nizke temperature staljenega aluminija, visoke viskoznosti, nezmožnosti žlindre, da bi plavala skozi čas, ali pogostih sprememb nivoja staljenega aluminija med litjem.

③Hladni predel. Nastanek hladne pregrade je predvsem posledica prekomernih nihanj nivoja staljenega aluminija v kalupu, nizke temperature litja, pretirano počasne hitrosti litja ali vibracij in neenakomernega padca livarskega stroja.

4 Stoma. Tukaj omenjene pore se nanašajo na majhne pore s premerom manj kot 1 mm. Razlog za to je, da je temperatura litja previsoka in kondenzacija prehitra, tako da plin, ki ga vsebuje aluminijeva tekočina, ne more pravočasno uiti, po strjevanju pa se nabirajo majhni mehurčki, ki tvorijo pore v ingotu.

⑤ Površina je hrapava. Ker notranja stena kristalizatorja ni gladka, mazalni učinek ni dober in v hujših primerih se na površini kristala tvorijo aluminijasti tumorji. Ali pa zaradi prevelikega razmerja med železom in silicijem pride do segregacije zaradi neenakomernega hlajenja.

⑥ Puščanje aluminija in ponovna analiza. Glavni razlog je težava z delovanjem, resnejši pa lahko povzroči tudi nastanek vozličkov.

Uporaba lite aluminijeve silicijeve (Al-Si) zlitine
Aluminijsko-silicijeva (Al-Si) zlitina, katere masni delež Si je običajno 4 %~22 %. Ker ima zlitina Al-Si odlične lastnosti litja, kot so dobra tekočnost, dobra zrakotesnost, majhno krčenje in nizka nagnjenost k segrevanju, ima po modifikaciji in toplotni obdelavi dobre mehanske lastnosti, fizikalne lastnosti, odpornost proti koroziji in srednje obdelovalne lastnosti. Je najbolj vsestranska in najbolj vsestranska vrsta lite aluminijeve zlitine. Tukaj je nekaj primerov najpogosteje uporabljenih:

(1) Zlitina ZL101(A) Zlitina ZL101 ima dobro zrakotesnost, odpornost proti tekočinam in toplotnim razpokam, zmerne mehanske lastnosti, varilne lastnosti in odpornost proti koroziji, preprosto sestavo, enostavno litje in primerno za različne metode ulivanja. Zlitina ZL101 se uporablja za kompleksne dele, ki prenašajo zmerne obremenitve, kot so deli letal, instrumenti, ohišja instrumentov, deli motorjev, deli avtomobilov in ladij, bloki valjev, ohišja črpalk, zavorni bobni in električni deli. Poleg tega je vsebnost nečistoč na osnovi zlitine ZL101 strogo nadzorovana, zato se z izboljšano tehnologijo ulivanja doseže zlitina ZL101A z višjimi mehanskimi lastnostmi. Uporablja se za ulivanje različnih delov ohišja, ohišij črpalk letal, avtomobilskih menjalnikov in kurilnega olja, kotnih kolen, dodatkov za letala in drugih nosilnih delov.

(2) Zlitina ZL102 Zlitina ZL102 ima najboljšo odpornost proti toplotnim razpokam in dobro zrakotesnost ter dobro tekočnost, je ni mogoče toplotno obdelati in ima nizko natezno trdnost. Primerna je za ulivanje velikih in tankostenskih kompleksnih delov. Primerna je za tlačno litje. Ta vrsta zlitine se uporablja predvsem za prenašanje tankostenskih ulitkov z nizko obremenitvijo in kompleksnimi oblikami, kot so različna ohišja instrumentov, ohišja avtomobilov, zobozdravstvena oprema, bati itd.

(3) Zlitina ZL104 Zlitina ZL104 ima dobro zrakotesnost, odpornost proti tekočinam in toplotnim razpokam, visoko trdnost, odpornost proti koroziji, varilne in rezalne lastnosti, vendar nizko toplotno odpornost, enostavno izdelavo majhnih por, postopek litja pa je bolj zapleten. Zato se uporablja predvsem za izdelavo velikih ulitkov iz peščene kovine, ki prenesejo visoke obremenitve, kot so ohišja menjalnikov, bloki valjev, ventili glav valjev, jermenska kolesa, pokrovi orodij in drugi deli letal, ladij in avtomobilov.

(4) Zlitina ZL105 Zlitina ZL105 ima visoke mehanske lastnosti, zadovoljivo livarsko in varilno zmogljivost, boljšo rezalno zmogljivost in toplotno odpornost kot zlitina ZL104, vendar nizko plastičnost in nizko korozijsko stabilnost. Primerna je za različne metode litja. Ta vrsta zlitine se uporablja predvsem za izdelavo letal, peščenih kalupov za motorje in kovinskih kalupov, ki prenašajo velike obremenitve, kot so ohišja menjalnikov, bloki valjev, ohišja hidravličnih črpalk in deli instrumentov, pa tudi nosilci ležajev in drugi strojni deli.

Uporaba lite aluminijeve cinkove (Al-Zn) zlitine

Pri zlitinah Al-Zn se zaradi visoke topnosti Zn v Al, ko se Al doda Zn z masnim deležem več kot 10 %, trdnost zlitine znatno izboljša. Čeprav ima ta vrsta zlitine visoko naravno nagnjenost k staranju in je mogoče visoko trdnost doseči brez toplotne obdelave, so slabosti te vrste zlitine slaba odpornost proti koroziji, visoka gostota in hitro vroče razpokanje med litjem. Zato se ta vrsta zlitine uporablja predvsem za izdelavo tlačno litih delov ohišij instrumentov.

Značilnosti in uporaba običajnih litih zlitin Al-Zn so naslednje:

(1) Zlitina ZL401 Zlitina ZL401 ima srednje livarske lastnosti, majhno nagnjenost k krčenju in vročim razpokam, dobre varilne in rezalne lastnosti, visoko trdnost v ulitem stanju, vendar nizko plastičnost, visoko gostoto in slabo odpornost proti koroziji. Zlitina ZL401 se uporablja predvsem za različne dele za tlačno litje, delovna temperatura ne presega 200 stopinj Celzija, struktura in oblika avtomobilskih in letalskih delov pa sta kompleksni.

(2) Zlitina ZL402 Zlitina ZL402 ima v ulitem stanju srednjo livarsko zmogljivost, dobro tekočnost, zmerno zrakotesnost, odpornost proti toplotnim razpokam, dobro rezalno zmogljivost, visoke mehanske lastnosti in udarno žilavost, vendar visoko gostoto. Postopek taljenja je zapleten in se uporablja predvsem za kmetijsko opremo, obdelovalne stroje, ladijske ulitke, radijske naprave, regulatorje kisika, vrtljiva kolesa in bate zračnih kompresorjev.
Uporaba litega aluminija in magnezija (Al-Mg)

Masni delež Mg v zlitini Al-Mg je 4 %~11 %. Zlitina ima nizko gostoto, visoke mehanske lastnosti, odlično odpornost proti koroziji, dobro rezalno zmogljivost ter svetlo in lepo površino. Zaradi zapletenih postopkov taljenja in litja te vrste zlitine se poleg uporabe kot zlitina, odporna proti koroziji, uporablja tudi kot zlitina za dekoracijo. Značilnosti in uporaba običajnih litih zlitin Al-Mg so naslednje.

(1) Zlitina ZL301 Zlitina ZL301 ima visoko trdnost, dober raztezek, odlično rezalno zmogljivost, dobro varivost, se lahko eloksira in vibrira. Slabost je, da se nagiba k mikroskopskemu zrahljanju in jo je težko ulivati. Zlitina ZL301 se uporablja za izdelavo delov z visoko odpornostjo proti koroziji pri visokih obremenitvah, delovni temperaturi pod 150 stopinj Celzija ter delujočih v atmosferi in morski vodi, kot so okvirji, nosilci, palice in dodatki.

(2) Zlitina ZL303 Zlitina ZL303 ima dobro odpornost proti koroziji, dobro varivost, dobro rezalno zmogljivost, enostavno poliranje, sprejemljivo livarsko zmogljivost, nizke mehanske lastnosti, je ni mogoče toplotno obdelati, in je nagnjena k nastanku lukenj zaradi krčenja. Široko se uporablja pri tlačnem litju. Ta vrsta zlitine se uporablja predvsem za dele s srednje veliko obremenitvijo, ki so izpostavljeni koroziji, ali dele v hladnem okolju in delovni temperaturi, ki ne presega 200 stopinj Celzija, kot so deli ladij in strojne lupine.

(3) Zlitina ZL305 Zlitina ZL305 se v glavnem obogati z dodajanjem cinka na osnovi zlitine Al-Mg za nadzor naravnega staranja, izboljšanje trdnosti in odpornosti proti koroziji pod napetostjo, doseganje dobrih celovitih mehanskih lastnosti ter zmanjšanje oksidacije, poroznosti in napak v porah zlitine. Ta vrsta zlitine se uporablja predvsem za dele z visokimi obremenitvami, delovnimi temperaturami pod 100 stopinj Celzija in visoko korozivnimi deli, ki delujejo v atmosferi ali morski vodi, kot so deli v ladjah.
Uvod v znanje o aluminijevih ingotih
Aluminijasti ingoti za ponovno taljenje - 15 kg, 20 kg (≤99,80 % Al):
Aluminijasti ingot v obliki črke T – 500 kg, 1000 kg (≤99,80 % Al):
Visoko čiste aluminijaste palice - 10 kg, 15 kg (99,90 % ~ 99,999 % Al);
Ingot iz aluminijeve zlitine - 10 kg, 15 kg (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
Ploščati ingot -- 500～1000 kg (za izdelavo plošč);
Okrogla vretena - 30～60 kg (za vlečenje žice).

Več podrobnosti Povezava:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

Vir: Internet
Izjava o omejitvi odgovornosti: Informacije v tem članku so zgolj informativne narave in ne predstavljajo neposrednega predloga za odločanje. Če ne nameravate kršiti svojih zakonskih pravic, nas pravočasno kontaktirajte.