轮辋,罐子和飞机:铝和铝制铸件

在铸造厂进行提取、加工和铸造

铝的日益普及

铝是世界上第三丰富的元素,也是地壳中最丰富的金属。铝占地核质量的8%以上。然而,与铁等其他金属相比,它很难精炼。由于这个原因,铝的使用落后于其他金属产品,而高效和成本效益的方法被开发出来克服这些复杂性。188bet金宝慱亚洲体育app

铝和钢铁工业之间存在许多相似之处。依赖于地球表面发生的矿物矿石的萃取金属。两者的制造过程都是能量密集且涉及的将液体金属倒入铸件中或使用连续铸造机器。铝和钢铁还竞争了汽车和航空航天行业的类似市场。然而,这些金属的加工和性质存在显着差异。

铝制铸件后生产的铝锭
铝锭将通过冷加工或热加工,或在铸造厂重新熔化和铸造进行进一步加工。

铝制加工

铝土矿是一种沉积岩,含有高铝含量;通常,约46-60%。铝土矿经常被几米的岩石和粘土覆盖,在铝土矿可以恢复之前必须首先去除。然后铝土矿在被运输以进行处理之前穿过破碎或洗涤厂。

在1880年代中期,发明并串联使用了两种不同的方法以生产铝。拜耳方法采用化学过程从铝土矿中提取铝。Hall-Heroult工艺使用电解来从拜耳工艺生产的氧化铝或氧化铝中提取铝。

铝土矿或铝矿
直到1976年,奥特兰托市的卡瓦迪铝土矿一直是一个铝土矿,该地区的铝土矿含量仍然很高。

拜耳过程

铝土矿矿石被压碎并与苛性钠混合,以产生含有矿石细颗粒的浆料。浆料在140℃-280˚C的温度下保持,这取决于正在加工的特定矿石。在此期间,铝溶于苛性钠溶液中。所有的杂质都溶于溶液中的残留物,称为红泥。

该方法的最终步骤是将种子晶体加入苛性钠溶液中。溶解的氧化铝附着于这些种子晶体。来自拜耳工艺的最终产品是氧化铝或氧化铝,具有白色粉末的外观。

Hall-Heroult过程

铝厂的还原装置由串联的还原罐或电解槽组成。每个锅都是由内衬碳的钢壳制成。熔化的冰晶石(一种含氟化物的矿物)被倒入每个锅中,碳电极从顶部插入溶液中。当电流通过冰晶石溶液时,铝与氧气分离,形成二氧化碳气体。铝液聚集在锅底。

然后将液体氧化铝以规则间隔从还原罐吸入真空桶中。将其转移到炉子中并铸成模具中的铸锭,或通过连续铸造机铸造。通过该过程产生的铝纯度约为99.8%。铝生产的电解过程非常能密集,需要每吨输出15米。因此,大多数冶炼厂位于诸如水力发电设备的发电机旁边。

铝铸件

一旦铝被提取和加工,下一步就涉及将其铸造成产品形式。通过将熔融金属倒入已经通过所需的最终产物的图案的模具中倒入模具中形成铝铸件。三种常见类型的模塑方法用于生产铸件:压铸、永久型铸造、砂型铸造。

压铸

压铸用压力将熔化的铝压入钢模具中。这种类型的铸件经常用于大批量生产的零件,这需要最少的数量整理和加工.压铸具有短暂的循环时间,但工具的成本很高。加压铸造系统产生高强度皮肤,但内部比永久模具铸件较弱。有两种类型的压铸:低压和高压压铸。

压铸
低压
高压力

良好的力量价值

较低的强度值

适用于自动化

适用于自动化

简单的模具和机器技术

复杂和昂贵的模具

慢铸造循环较慢

铸造周期短

较低的投资和运营成本

投资和运营成本高

最小壁厚约3毫米

适用于薄壁构件

金属型铸造

永久模具铸造用途或其他金属模具和核心。通过将铝倒入模具中形成强铸件。永久模具用于通过一致性产生高度可重复的部件。它们的快速冷却速率产生更一致的微观结构,可以显着提高机械性能。

永久型铸造用于制造合金车轮。铝轮子也比钢轮,需要更少的能量来旋转。它们提供更高的燃油效率,以及更好的操纵,加速和刹车。然而,对于重型工业轨道应用,钢轮更常用。它们的耐久性使得它们几乎不可能弯曲或开裂。在轨道上使用时,钢轮对轨道上的不规范现象更宽容,从而提高了安全性。

永久模具铝铸造生产的铝轮
铝轮比钢轮更轻,需要较少的电机功率。然而,对于工业轨道应用,钢轮仍然优选其耐用性和稳定性。

砂模铸造

砂铸件是通过将细砂混合物包裹在所需产品的图案周围而形成的。该模式比最终产品略大,以允许铝收缩而冷却。型砂铸造是经济的,因为型砂可以重复使用多次。它对于创建大型或有详细设计的模具也很有效。前期加工成本较低,但零件价格较高,使砂型铸造适合于大规模生产的专业铸件。

铝液的控制直接关系到铸件的质量。将合金元素添加到熔融铝中,以获得所需的铝品位和性能。控制合金的添加和分布在整个铝将确保产品是健全的,并具有预期的机械性能。

铝用柱状晶粒结构凝固。这些柱长于与另一种谷物的接触点 - 更粒子,分子结构更细。晶粒炼制使用钛和硼来制造粒子核遗址以达到这种细结构。

氢气是一种杂质,它会在铝铸件凝固时产生气孔,从而导致缺陷。在铸造过程中,需要除气和净化气体,以保持环境中没有任何可能对最终产品产生负面影响的杂质。

铸造合金

可提供广泛的铸造合金以适合最终应用。这些铸造合金中的每一个具有其自身的特性,例如可焊性,可加工性,耐腐蚀性和和热处理特性。

熔融铝具有可控制的几种特性,以最大化铸造性能。熔融铝容易拾取熔融状态下的氢气和氧化物,并且对轻微的微量元素敏感。虽然一些装饰或商用铸件可能不需要额外的加工,但进一步的整理通常有益。紧密熔体控制和专业的熔融金属加工技术可以提供增强的机械性能。

铝饰面和涂料

铝的审美吸引力之一是其高反射率。这种特性已被利用,使高端消费产品具有清洁的表面光洁度。188bet金宝慱亚洲体育app通过表面上的薄氧化物层的自然形成进一步增强了这一点。通过阳极氧化产品,可以使该层更厚。氧化物层的存在有效地密封铝的进一步氧化,使其非常耐腐蚀。各种饰面和涂料可以帮助铝达到这种有光泽但又耐用的质量。

饰面

某些铝合金被热处理以增强其特定应用的性质。将固体铸铝加热至预定温度,这导致分子微观结构均匀地分布在整个材料中。然后快速冷却使得微结构图案保持在适当位置,并且实现了理想的性质。

不能进行热处理的合金通过冷加工完成,主要是轧制。金属强度大大增强,因为通过将分子紧密地压实,微结构中的缺陷被紧密地压实。

涂料

铝具有高质量的表面光洁度,已经很美观了。然而,不同的涂层可以提供进一步的好处。

PVDF涂料

PVDF涂层是基于溶剂的涂料,具有非常高的耐候性。但是,它们可以划伤。PVDF不会从暴露在阳光下逐渐消失,可以用金属外观制成。

液体涂料

液体涂料比PVDF涂料更经济,但其性能也不太理想。它们的表面处理质量较低,耐候性也不强。

粉末涂料

粉末涂料满足最严格的耐用性规范与PVDF涂层相同。它们具有优异的表面外观,并且在建筑窗口和门框的应用中,以及诸如类似的场地家具梭裙自行车架子.他们承受更多的磨损,并经常指定在高流量地区,如酒店和商店。

阳极氧化

阳极氧化用于加厚氧化表面层并增强产品的耐腐蚀性。涂层坚硬,耐用,自修复,使其成为建筑师的热门选择。使用一系列浸水罐进行阳极化过程。

铝铸件后阳极氧化
阳极氧化通过增厚氧化表面层来增强铝的耐腐蚀性。

铝制特性

铝是轻巧的。事实上,它几乎比轻的三倍,密度为2,700千克/米3..值得注意的是,铝的低密度不会影响其强度。铝合金具有广泛的强度特性,抗拉强度范围为70至700MPa。在低温下,铝的强度增加,而在高温下,它会降低。

铝也可以易于加工,由于密度较低,所需的电源很低。铝的高水平胶杆可容易挤出。这使得产品能够弯曲和轧制,并且是铝箔的产生中的一个关键特征。

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铝质量和标准

铝制产品根据产品中188bet金宝慱亚洲体育app使用的合金材料认证。最常见的合金元素包括以下内容:

铝制型串联,具有性能和组成
系列
铝 %
合金
热处理
特性
应用程序

1 xyz

> 99.YZ.

  • 优异的耐腐蚀性和可加工性
  • 高导热性和导电性
  • 传输
  • 电网线路

2xYZ.

> 99.YZ.

是的

  • 高强度和韧性
  • 耐腐蚀性较低
  • 飞机

3xYZ.

> 99.YZ.

  • 适度的力量
  • 良好的可加工性
  • 换热器
  • 厨具
  • 饮料罐头

4xYZ.

> 99.YZ.

  • 没有脆性的较低熔点
  • 焊接导线
  • 钎焊棒

5 xyz

> 99.YZ.

  • 中等至高强度
  • 耐海洋环境腐蚀
  • 良好的焊接性
  • 建筑和建筑
  • 储油罐
  • 压力容器
  • 海洋应用

6XYZ.

> 99.YZ.

硅和镁

是的

  • 适度高强度
  • 优异的耐腐蚀性
  • 高焊性
  • 建筑
  • 结构
  • 卡车
  • 海洋框架

7xYZ.

> 99.YZ.

是的

  • 非常高的强度
  • 飞机
  • 苹果的手表

健康和安全

在大厅 - 赫尔特过程中,发出了大量的气体。这些气体被捕获并处理,因为必须在释放到大气中之前除去毒性氟化物化合物。铝制生产过程产生CO2,导致铝产品的碳足占型较高。188bet金宝慱亚洲体育app许多厂商沿着铝合金定位可再生能源而不是用化石燃料发电。

以其可溶性形式,Al3+,铝对植物有毒。酸性土壤倾向于加快释放Al3+从其矿物质和降低这些领域的产品产量。正如全世界耕地的几乎一半是酸性的,铝对作物产量的负面影响可能是严重的。

人体也可以受铝的影响。铝堆积的健康效应包括阿尔茨海默病的风险增加,虽然没有得出明确证明。在高浓度下,铝是神经毒素,其作用于大脑和骨骼结构。铝被发现在酵酵母,乳化和着色剂中,以及一些抗酸产物。188bet金宝慱亚洲体育app

铝的应用程序

铝是一款圆润的金属,具有光明性的光洁度,可迎合各种市场,包括各种商业和家居用品。

用于飞机结构的铝
铝在飞机生产中广泛使用,商业平面机身具有80%铝的组成。

航空航天

航空航天业的进展基本上取决于铝产品的发展。188bet金宝慱亚洲体育app它们的性质组合,尤其是其重量轻,力量和力量,使人类能够开发出坚固和光线的车辆,以逃避地球的大气。赖特兄弟用铝用于其第一木制框架双架的发动机曲轴箱。现代商用运输机由80%的铝制 - 主要在其空中射击中,特别是对于机身和翅膀。铝在国际空间站的航天工业中广泛使用。

用于建筑施工的铝铸件
铝合金用于栏杆和框架,支撑大型玻璃窗的重量。

建筑和建筑

电网和输电线路已经改用铝而不是铜作为基础。这是由于优良的导电性和重量轻,用于延长电缆运行长度。铝合金在建筑中也被用于提供坚固的框架,可以承受巨大的玻璃的重量。建筑师在机场和高层建筑中广泛使用这些特性。

可拆卸的铝制装饰系柱

网站家具

虽然大多数场地家具(长椅、垃圾容器、自行车架等等)是固定在一个地方的,可拆卸护柱是一种交通引导装置,可以安装以防止车辆进入,或移除以允许其。由于金属的亮度,铝经常用于可拆卸的系柱应用;活动人员移动进入或脱离位置是更容易的。

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食品和饮料

罐头食品和饮料是铝主导的另一个市场。铝罐冷却迅速,并提供一个高度可印刷的表面。高可回收性也使铝成为这个行业的一个有吸引力的匹配。他们也保护风味和完整性的内容密封在里面,因为他们的保护免受氧气,光,和其他污染物。

铝制笔记本电脑
从笔记本电脑到平板电视,铝的重量轻、美观的特点在市场上很受欢迎。

设备和技术

家用电器也受益于铝的性质。其热能使其成为制冷应用的理想选择,而重量轻使能容易移动和运输设备。随着“刷牙铝”的发展,可以为高端市场创造高度审美产品。188bet金宝慱亚洲体育app该技术公司Apple已领导创建188备用网址电话铝制笔记本电脑的方式,该铝制笔记本电脑由单一的铝块制成。平面电视还受益于铝的轻质性能;等效钢产品太重,不能挂在墙上。

汽车铝制框架
轻量级铝制汽车框架,身体面板和发动机提高燃油经济性。

汽车

汽车制造商在减少汽车碳足迹方面面临着更大的压力。轻型铝框架,车身面板和发动机有助于提高燃油经济性。此外,还有其他环保效益,因为近90%的汽车废铝都被回收再利用。

铝合金回收

大多数铝可以再生.饮料罐和汽车零部件是高集水工业,材料被有效收集和回收。一旦用过的铝被收集起来,就会被送往处理设施,在那里将其分类并进行清洗。然后将金属熔化,除去涂层、油墨和其他杂质。在这一阶段,可以根据需要添加合金,然后将其铸造成锭。这些钢锭可以供应给铸造厂在那里它用于铸造,或移动到其他制造商以进行进一步处理。可回收铝可以作为新产品返回市场,只需六周即可。188bet金宝慱亚洲体育app

铝罐
来自家庭废物流的压碎铝罐和容器将被回收并返回市场新的。

铝制清洁和维护

大多数铝产品可以使用普通水或188bet金宝慱亚洲体育app温和的肥皂或洗涤剂保持清洁。其中污渍更顽固,可以使用松节油或不蚀刻化学清洁剂。对于更多的清洁能力,可以使用蜡类抛光剂,磨料蜡或磨料清洁剂。在清洁后干燥铝制品以避免条纹,并且必须从边缘和关节中取出清洁残留188bet金宝慱亚洲体育app物。

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