采购产品轮辋,罐头,飞机:铝和铝铸件

在铸造厂提取、加工和铸造

铝越来越受欢迎

铝是世界上含量第三丰富的元素,也是地壳中含量最多的金属。铝占地核质量的8%以上。然而,与铁等其他金属相比,它很难提炼。由于这个原因,铝的使用落后于其他金属产品,同时开发了有效和经济的方法来克服这些复杂性。

铝和钢铁工业有许多相似之处。两者都依赖于从地表的矿物中提取金属。两者的制造过程都是能源密集型的,涉及将液态金属倒入铸件中或使用连铸机。铝和钢也在汽车和航空航天工业的类似市场上竞争。然而,这些金属在加工和性能方面存在显著差异。

铝铸后生产的铝锭
铝锭将通过冷加工或热加工进一步加工,或通过在铸造厂重熔和铸造。

铝加工

铝土矿是一种含铝量高的沉积岩;通常,46 - 60%左右。铝土矿通常被几米高的岩石和粘土覆盖,在铝土矿可以回收之前,必须先将这些岩石和粘土清除掉。然后铝土矿经过破碎或洗涤工厂,然后被运送到加工地点。

在19世纪80年代中期,两种截然不同的方法被发明出来,并被连续使用来生产铝。拜耳法使用化学方法从铝土矿中提取铝。霍尔-赫罗特法使用电解从拜耳法生产的氧化铝或氧化铝中提取铝。

铝土矿或铝矿石
在1976年之前,奥特朗托市的卡瓦迪铝土矿是一个铝土矿,该地区仍然含有大量的铝土矿。

拜耳法

铝土矿矿石被粉碎后与烧碱混合,生成含有细粒矿石的矿浆。矿浆的温度在140℃至280℃之间,取决于所加工的矿石的具体温度。在此期间,铝溶解在苛性钠溶液中。所有的杂质都从溶液中沉淀出来,形成一种叫做赤泥的残留物。

最后一步是在苛性钠溶液中加入种子晶体。溶解的氧化铝附着在这些种子晶体上。拜耳法的最终产品是氧化铝或氧化铝,外观为白色粉末。

Hall-Heroult过程

铝厂的还原装置由串联的还原罐或电解槽组成。每个罐子都是钢壳内衬碳。将含有氧化铝的熔融冰晶石(一种氟化物矿物)倒入每个罐子,碳电极从顶部插入溶液中。当电流通过冰晶石溶液时,铝与氧分离,形成二氧化碳气体。铝液会在罐子底部聚集。

液态氧化铝然后从还原罐定期吸进真空桶。它被转移到熔炉中,在模具中铸造成锭,或通过连续铸造机。通过这种工艺生产的铝的纯度约为99.8%。铝生产的电解过程是非常耗能的,每吨产量需要15MWH。因此,大多数冶炼厂都位于水电站等发电厂的旁边。

铝铸件

铝一旦被提取和加工,下一步就是将其铸造成产品。铝铸件是通过将熔化的金属倒入模具中而形成的,这些模具已经按照所需的最终产品的模式成形。三种常见的成型方法用于生产铸件:压铸、永久型铸造、砂型铸造。

压铸

压铸使用压力将熔化的铝压入钢模中。这种类型的铸件通常用于大批量生产的零件,这需要最少的数量整理和加工.压铸周期短,但模具成本高。加压铸造系统创建一个高强度的外壳,但较弱的内部比永久性模具铸造。压铸有低压压铸和高压压铸两种类型。

压铸

低压

高压

良好的强度值

低强度值

适用于自动化

适用于自动化

简单的模具和机械技术

复杂昂贵的模具

慢铸造周期

短铸造周期

降低投资和运营成本

投资和运营成本高

最小壁厚约3毫米

适用于薄壁组件

金属型铸造

金属型铸造用途或其他金属模芯。坚固的铸件是将铝浇注到模具中制成的。永久模具用于创建高度可重复的一致性零件。它们的快速冷却速度使组织更加一致,从而显著提高了力学性能。

永久型铸造用于制造合金车轮。铝车轮也比钢轮旋转所需的能量更少。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。它们的耐用性使得它们几乎不可能弯曲或开裂。当使用在轨道上,钢轮更宽容的轨道不规则,增加安全性。

铝轮毂采用永久型铝铸件生产
铝车轮比钢车轮轻,需要更少的电机功率。然而,对于工业轨道应用,钢轮仍然优先考虑其耐久性和稳定性。

砂铸造

砂铸件是通过将一种细砂混合物包裹在所需产品的图案上而形成的。该模式略大于最终产品,以允许收缩铝而冷却。砂铸造是经济的,因为砂可以重复使用多次。它也可以有效地创建大型模具或那些详细的设计。前期加工成本较低,但每件价格较高,这使得砂铸造适合于大批量生产的特殊铸件。

铝液的控制直接关系到铸造的质量。在熔融铝中加入合金元素以达到所需的铝等级和性能。受控的合金添加和分布将确保产品是健全的,并具有预期的机械性能。

铝凝固时呈柱状晶粒结构。这些柱长到与另一粒颗粒接触的地方——颗粒越多,分子结构就越精细。晶粒细化使用钛和硼来创建晶粒核位置,以实现这种精细结构。

氢气是一种杂质,在铝铸件凝固时产生气孔,从而造成缺陷。在铸造过程中,需要排气和吹扫气体,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

多种铸造合金可供选择,以适应最终的应用。每一种铸造合金都有其自身的特点,如可焊性、可加工性、耐腐蚀性和可加工性热处理属性。

熔融铝有几个特性可以控制,以最大限度地提高铸造性能。熔融铝在熔融状态下容易吸附氢气和氧化物,对微量元素敏感。虽然一些装饰性或商用铸件可能不需要额外的加工,但进一步的精加工通常是有益的。严格的熔体控制和专门的熔融金属加工技术可以提高机械性能。

铝饰面和涂层

铝的美学魅力之一是它的高反射率。这一特性已被用于制造具有清洁表面的高端消费品。这进一步增强了自然形成的薄氧化层的表面。这一层可以通过阳极氧化使产品更厚。氧化层的存在有效地密封铝进一步氧化,使它非常耐腐蚀。各种饰面和涂层可以帮助铝达到这种光泽而持久的质量。

完成

某些铝合金经过热处理以提高其在特定应用中的性能。固体铸铝加热到预定的温度,这导致分子微观结构变得均匀分布在整个材料。然后快速冷却使组织模式保持在原位,并获得理想的性能。

不能热处理的合金主要是冷加工,主要是轧制。通过紧密地将分子压在一起,使微结构中的缺陷最小化,从而大大提高了金属的强度。

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,以完成。

PVDF涂料

PVDF涂料是一种溶剂型涂料,具有很高的耐风化性。然而,它们是可以被刮掉的。PVDF在阳光下不会褪色,可以制成金属外观。

液体涂料

液体涂料比PVDF涂料更经济,但其性能也不理想。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久性规格,与PVDF涂层相同水平。它们具有出色的外观,在建筑应用中,如窗户和门框,以及场地陈设等方面都很受欢迎护柱自行车架.它们更容易磨损,通常在酒店和商店等客流量大的区域使用。

阳极氧化

阳极氧化用于增厚氧化表层,提高产品的耐蚀性。该涂层坚硬、耐用,并具有自我修复能力,是建筑师的热门选择。阳极氧化过程是使用一系列浸槽进行的。

铝铸后阳极氧化
阳极氧化通过增厚氧化表层来提高铝的耐蚀性。

铝的性质

铝以重量轻而闻名。事实上,它几乎比,密度为2,700公斤/米3..值得注意的是,铝的低密度并不影响其强度。铝合金具有广泛的强度特性,抗拉强度在70 ~ 700mpa之间。在低温下,铝的强度增加,而在高温下,铝的强度降低。

铝也可以很容易地被加工,而且由于密度较低,所需的功率也很低。铝的高延展性使其易于挤压。这使得产品可以弯曲和轧制,这是铝箔制作的关键特点。

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铝质量与标准

铝产品根据所使用的合金材料进行认证。最常见的合金元素包括:

铝的性质和组成系列

系列

铝%

合金

热治疗

属性

应用程序

1 xyz

> 99. yz

  • 优异的耐蚀性和加工性
  • 高导热性和导电性
  • 传输
  • 电网线路

2 xyz

> 99. yz

是的

  • 高强度、高韧性
  • 较低的耐蚀性
  • 飞机

3 xyz

> 99. yz

没有

  • 中等强度
  • 良好的可加工性
  • 热交换器
  • 厨具
  • 饮料罐头

4 xyz

> 99. yz

没有

  • 低熔点,无脆性
  • 焊接导线
  • 钎焊棒

5 xyz

> 99. yz

没有

  • 中高强度
  • 在海洋环境中耐腐蚀
  • 良好的可焊性
  • 建设和施工
  • 储罐
  • 压力容器
  • 海洋应用

6 xyz

> 99. yz

硅和镁

是的

  • 适度的高强度
  • 优良的耐腐蚀性能
  • 高可焊性
  • 建筑
  • 结构
  • 卡车
  • 海洋帧

7 xyz

> 99. yz

是的

  • 非常高的强度
  • 飞机
  • 苹果的手表

系列

铝%

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硅和镁

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系列

热治疗

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属性

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  • 中高强度
  • 在海洋环境中耐腐蚀
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  • 适度的高强度
  • 优良的耐腐蚀性能
  • 高可焊性

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  • 非常高的强度

系列

应用程序

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  • 热交换器
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  • 焊接导线
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  • 建设和施工
  • 储罐
  • 压力容器
  • 海洋应用

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  • 建筑
  • 结构
  • 卡车
  • 海洋帧

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  • 飞机
  • 苹果的手表

健康和安全

在霍尔-赫罗特过程中,大量的气体被释放出来。这些气体被捕获和处理,因为有毒的氟化物在释放到大气中之前必须被清除。铝的生产过程产生一氧化碳2,导致铝产品的碳足迹更高。许多制造商把铝冶炼厂设在旁边可再生能源而不是通过化石燃料发电。

在它的可溶形式,Al3+在美国,铝对植物是有毒的。酸性土壤会加速铝的释放3+降低了这些领域的产品产量。由于全球近一半的可耕地是酸性的,铝对作物产量的负面影响可能是严重的。

人体也会受到铝的影响。铝的积累对健康的影响包括阿尔茨海默病和一些癌症的风险增加,尽管尚未得到最终证实。高浓度时,铝是一种神经毒素,对大脑和骨骼结构起作用。发酵剂、乳化剂、着色剂以及一些抗酸产品中都含有铝。

铝的应用程序

铝是一种具有发光表面的圆形金属,适合各种市场,包括各种商业和家庭用品。

飞机制造用的铝

航空航天

航空航天工业的进步在很大程度上依赖于铝产品的发展。它们的综合性能,特别是轻量化和强度,使人类能够开发出足够坚固和轻便的交通工具,以脱离地球的大气层。莱特兄弟用铝做了他们第一架木架双翼飞机的发动机曲轴箱。现代商用运输机80%由铝组成,主要用于机身,特别是机身和机翼。铝广泛用于航天工业,用于国际空间站的航天飞机和结构。

建筑用铝铸件

建筑和建筑

电网和输电线路已经转移到铝而不是铜作为基础。这是由于优良的导电性和重量轻,适用于延长长度的电缆运行。铝合金也被用于建筑,以提供坚固的框架,可以承受巨大的重量的玻璃窗格。建筑师在机场和高层建筑中广泛使用这些特点。

可拆卸铝装饰柱

网站家具

虽然大多数场地陈设(长凳、垃圾箱、自行车架等)都是固定的,可拆卸护柱是一种交通引导装置,可以放置在适当的地方以防止车辆进入,或移除以允许车辆进入。由于金属的重量轻,铝经常用于可拆卸系柱应用;对于活动工作人员来说,搬进或搬出场地要容易得多。

食品和饮料

罐头食品和饮料是另一个由铝主导的市场。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物。它们还能保护密封在里面的东西的味道和完整性,因为它们能防止氧气、光线和其他污染物。

铝的笔记本电脑

设备和技术

家用电器也受益于铝的特性。它的热性能使其成为制冷应用的理想选择,同时重量轻,使电器易于移动和运输。随着“拉丝铝”光洁度的发展,可以为高端市场创造高度美观的产品。科技公司苹果在铝制笔记本电脑方雷竞技邀请码在哪里看面走在了前列,这种笔记本电脑由一整块铝制成。平板电视也受益于铝的轻量化;同等的钢铁产品会太重而不能挂在墙上。

汽车铝框架

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。轻质铝框架、车身面板和发动机有助于提高燃油经济性。还有其他的环境效益,因为近90%的汽车铝废料被回收利用。

铝的回收

大多数铝可以回收.饮料罐和汽车零部件是高集水量的行业,在那里材料被有效地收集和回收。一旦使用过的铝被收集起来,就会被带到一个处理设施,在那里它会被分类并清洗。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,然后铸造成锭。这些钢锭可以供应给铸造厂用于铸造,或转移到其他厂家进行进一步加工。回收铝可以在短短六周内作为新产品返回市场。

铝罐
来自家庭垃圾流的压碎的铝罐和容器将被回收,并重新投入市场。

铝的清洁和保养

大多数铝产品可以使用白水或温和的肥皂或洗涤剂保持清洁。在污渍比较顽固的地方,可以使用松节油或非蚀刻化学清洁剂。对于更多的清洁力量,蜡基抛光,磨料蜡,或磨料清洁剂可以使用。重要的是,清洗后的铝制品要干燥,避免划线,清洗残留物必须从边缘和接缝处清除。

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