Энциклопедия алюминиевых заготовок:руководство по классификации,производству и применению

Алюминиевых заготовок — важное сырье для алюминиевой промышленности, имеющее разнообразные виды, изысканные производственные процессы и широкий спектр применения. В этой статье вы найдете энциклопедию знаний об алюминиевой заготовке, от классификации, производства до применения, всесторонний анализ тайн алюминиевой заготовки, чтобы помочь вам лучше понять и использовать этот высококачественный материал.

1. определение и классификация алюминиевых заготовок

Алюминиевая заготовка — это сырье, которое проходит первичную очистку и рафинирование перед обработкой алюминия. Она является важным основным материалом для предприятий по переработке алюминия для последующей обработки с целью производства алюминиевой продукции. Его классификация разнообразна, и различные категории также имеют свои собственные характеристики с точки зрения производительности и применения, которые могут удовлетворить диверсифицированные потребности различных отраслей промышленности в алюминии. Ниже приведена его конкретная классификация:

(1) Классификация по производственным процессам

1) Литье алюминиевых заготовок:

Алюминиевые заготовки, полученные методом литья, отличаются легкостью формовки и низкой стоимостью и подходят для производства алюминиевых изделий сложной формы и небольших партий. К распространенным литым алюминиевым заготовкам относятся слитки и отливки из алюминиевых сплавов.

2) Деформированная алюминиевая заготовка:

Алюминиевые заготовки, изготовленные с помощью процессов пластической деформации (например, прокатки, экструзии, ковки и т.д.), обладают высокой прочностью и хорошей обрабатываемостью. Деформированные алюминиевые заготовки можно разделить на листы, полосы, фольгу, трубы, прутки, профили и т.д., которые широко используются в строительстве, аэрокосмической промышленности, автомобилестроении и других областях.

(2) Классификация по составу сплава

1) Чистая алюминиевая заготовка:

Основным компонентом является алюминий с очень низким содержанием примесей, который обладает хорошей электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью, но относительно низкой прочностью. Чистая алюминиевая заготовка в основном используется для изготовления проводов и кабелей, радиаторов и т.д.

2) Заготовка из алюминиевого сплава:

Сплавы, образующиеся при добавлении других элементов (таких как медь, магний, кремний, цинк и т.д.) к чистому алюминию, обладают повышенной прочностью, твердостью и другими особыми свойствами. Существует множество типов заготовок из алюминиевых сплавов, распространенными из которых являются алюминиево-медный сплав, алюминиево-магниевый сплав, алюминиево-магниево-кремниевый сплав и т.д. Различные типы заготовок из алюминиевых сплавов подходят для различных сценариев применения.

Например, алюминиево-медные сплавы обладают высокой прочностью и широко используются в аэрокосмической промышленности; алюминиево-магниевые сплавы имеют низкую плотность и высокую прочность и широко применяются в автомобилестроении и железнодорожном транспорте.

(3) Классификация по статусу

1) Алюминиевая заготовка из твердого сплава:

Алюминиевые заготовки, обработанные холодным способом, более твердые, но менее пластичные.

2) Алюминиевая заготовка из мягкого сплава:

Алюминиевые заготовки, не прошедшие холодную обработку или надлежащую термообработку, обладают хорошей пластичностью и легко поддаются механической обработке.

2. Процесс производства алюминиевых заготовок

Процесс производства алюминиевых заготовок в основном состоит из двух ключевых этапов — литья и прокатки, которые определяют качество и конечные свойства заготовок. Ниже приводится подробное описание этих двух процессов:

(1) Процесс литья алюминиевых заготовок

1) Подготовка и плавка сырья:

Сначала алюминиевые слитки и промежуточные сплавы проверяются на внешний вид и анализируются на химический состав, чтобы убедиться, что сырье соответствует стандартам. Затем различные виды сырья взвешиваются в соответствии с результатами расчетов дозировки и последовательно добавляются в печь для плавления. Материалы, которые легко окисляются и имеют низкую температуру плавления, следует добавлять в конце печи, чтобы уменьшить выгорание.

2) Предварительный анализ и корректировка состава:

После равномерного расплавления сплава отбираются образцы для испытаний, чтобы проверить, соответствует ли химический состав техническим стандартам. Если обнаружится, что химический состав не соответствует требованиям, необходимо внести коррективы, чтобы обеспечить соответствие техническим стандартам.

3) Рафинирование и денатурация:

После определения химического состава рафинеры используются для удаления из сплава газовых и твердых частиц. Затем добавляются рафинирующие и уплотняющие добавки для улучшения механических свойств и механических свойств сплава при резке и механической обработке.

4) Кастинг:

Очищенная жидкость из алюминиевого сплава разливается в слитки. Распространенными методами литья являются литье под давлением, гравитационное литье и литье под давлением. Литье под давлением подходит для массового производства, а гравитационное и литье под давлением — для сложных форм и мелкосерийного производства.

5) Охлаждение и регистрация:

После литья алюминиевая заготовка должна быть охлаждена и проверена на химический состав, содержание газов, наличие включений, механические свойства, внешний вид и т.д. Квалифицированные алюминиевые заготовки складируются как квалифицированная продукция.

(2) Процесс прокатки алюминиевых заготовок

1) Подготовка заготовок:

Квалифицированные алюминиевые слитки подвергаются поверхностной обработке для удаления оксидной пленки и примесей, чтобы обеспечить бесперебойный процесс прокатки.

2) Отопление:

Алюминиевый слиток нагревают до подходящей температуры, обычно от 400 до 550°C, чтобы уменьшить сопротивление деформации материала и увеличить пластичность.

3) Грубая прокатка:

Первичная прокатка нагретых алюминиевых заготовок на черновом стане с высоким пониженным давлением с целью быстрого уменьшения толщины заготовки и повышения производительности.

4) Тонкая прокатка:

После черновой прокатки алюминиевая заготовка поступает на чистовой стан для дальнейшей прокатки, причем в процессе чистовой прокатки давление снижается, чтобы обеспечить точность толщины и качество поверхности алюминиевой заготовки.

5) Охлаждение и обмотка:

После прокатки алюминиевые заготовки подвергаются процессу охлаждения для предотвращения окисления и деформации. Охлажденные алюминиевые заготовки прокатываются для последующей обработки и использования.

6) Окончательная проверка:

Прокатные алюминиевые заготовки проверяются на механические свойства, точность размеров и качество поверхности, чтобы гарантировать, что продукция соответствует требованиям пользователей и стандартам качества.

3. Прочна ли алюминиевая заготовка? Как можно повысить его прочность?

Алюминиевые заготовки относительно прочны. Алюминий обладает высокой удельной прочностью, т. е. прочность высока по отношению к его плотности. На прочность алюминиевых заготовок влияет ряд факторов, которые анализируются ниже с разных точек зрения:

(1) Состав сплава:

Прочность алюминиевой заготовки тесно связана с составом ее сплава. Чистый алюминий имеет относительно низкую прочность, но прочность алюминиевых сплавов, образованных добавлением таких элементов, как медь, магний и цинк, может быть значительно увеличена. Например, алюминиевый сплав 7075 широко используется в аэрокосмической промышленности благодаря своей чрезвычайно высокой прочности.

(2) Процесс термической обработки:

Процесс термической обработки алюминиевой заготовки оказывает большое влияние на ее прочность. Механические свойства алюминиевых заготовок могут быть значительно улучшены путем обработки раствором и старения. Правильная термообработка позволяет добиться равномерного осаждения упрочняющих фаз в алюминиевых сплавах, что повышает прочность материала.

(3) Методы обработки:

Обработка алюминиевых заготовок также влияет на их предельную прочность. Холодная обработка, такая как холодная прокатка и холодное волочение, может вызвать упрочнение алюминиевой заготовки и тем самым повысить ее прочность. Однако чрезмерная холодная обработка может привести к тому, что материал станет хрупким.

(4) Зернистая структура:

Уточненная зерновая структура способствует повышению прочности алюминиевых заготовок. Контролируя процесс литья и термообработки, можно уточнить зерно, чтобы улучшить комплексные механические свойства алюминиевых заготовок.

(5) Внутренние дефекты:

Внутренние дефекты, такие как пористость и включения в алюминиевых заготовках, снижают их прочность. Поэтому для уменьшения внутренних дефектов и повышения плотности и прочности материала в процессе производства необходим строгий контроль технологических параметров.

Резюме:

Таким образом, прочность алюминиевых заготовок может быть значительно повышена за счет рационального выбора состава сплава, процесса термической обработки, процесса механической обработки и контроля внутренних дефектов для удовлетворения потребностей различных областей применения.

4. Что прочнее — заготовка из алюминия или кованый алюминий?

Заготовки из алюминия и кованый алюминий — две распространенные формы материала, используемые в алюминиевых изделиях. Вопрос о том, какой из них прочнее, требует изучения процессов производства и свойств.

Алюминиевая заготовка обычно относится к исходному алюминию, полученному в результате плавки, литья и других процессов, ее внутренняя структура относительно рыхлая, крупнозернистая, механические свойства относительно слабые. Хотя алюминиевая заготовка обладает хорошей пластичностью, ее показатели по прочности и твердости средние, и она легко деформируется или ломается под воздействием внешних сил.

В отличие от этого, кованый алюминий проходит процесс ковки. Ковка — это процесс, при котором металл пластически деформируется под действием внешней силы, что улучшает его внутреннюю структуру. В кованом алюминии размер зерна уточняется, а внутренние дефекты уменьшаются, что приводит к значительному повышению прочности, твердости и вязкости материала.

В результате кованый алюминий обладает лучшими механическими свойствами, выдерживает большие внешние нагрузки без разрушения и широко используется в областях, требующих высоких свойств материала, таких как аэрокосмическая и автомобильная промышленность.

По всем параметрам кованый алюминий прочнее, чем заготовленный. Он превосходит заготовленный алюминий по прочности, твердости и вязкости. Однако решение о том, какой материал выбрать, зависит от реального сценария применения и потребностей.

5. области применения алюминиевых заготовок

(1) Строительство:

Алюминиевая заготовка широко используется в сфере строительства, в основном для производства дверей, окон, навесных фасадов, потолков, перегородок и каркасов зданий. Изделия из алюминиевой заготовки не только красивы и долговечны, но и обладают отличными звукоизоляционными, теплоизоляционными и огнеупорными характеристиками, что значительно повышает срок службы здания и степень его эстетичности.

(2) Транспорт:

В транспортном секторе алюминиевые заготовки широко используются при производстве автомобилей, поездов и судов. Легкость алюминиевых заготовок позволяет снизить общий вес транспортных средств, улучшить топливную экономичность и эксплуатационную эффективность, а также сократить выбросы CO2, что соответствует современной концепции «зеленого» транспорта.

(3) Электронная промышленность:

С развитием электронных продуктов применение алюминиевых заготовок в области электроники становится все более актуальным. Хорошие теплоотводящие свойства алюминиевой заготовки делают ее идеальным материалом для производства корпусов смартфонов, планшетов, ноутбуков и так далее. Кроме того, алюминиевые заготовки используются для производства каркасов и радиаторов для таких продуктов, как телевизоры и светодиодные лампы.

(4) Упаковочная промышленность:

Применение алюминиевой заготовки в упаковочной промышленности в основном находит отражение в упаковке продуктов питания, напитков и фармацевтической продукции. Упаковка из алюминиевой фольги обладает отличными свойствами герметизации, коррозионной стойкости и сохранения тепла, что позволяет эффективно продлить срок хранения продуктов. Например, алюминиевые банки играют важную роль в упаковке напитков.

(5) Машиностроение:

Алюминиевые заготовки используются в машиностроении для производства широкого спектра механического оборудования и компонентов, таких как конвейерные ленты, рельсы, роботизированные руки и так далее. Легкость и высокая прочность алюминиевых заготовок позволяют повысить производительность и срок службы механического оборудования, а также упростить его установку и обслуживание.

(6) Аэрокосмическая промышленность:

Благодаря небольшому весу, высокой прочности и хорошим свойствам формовки и обработки, алюминиевая заготовка также используется в аэрокосмической промышленности и часто применяется в качестве конструкционного материала для самолетов и космических аппаратов, например, для обшивки, рам, топливных баков и т.д., что позволяет повысить топливную эффективность и грузоподъемность транспортного средства.

6. Резюме

Алюминиевая заготовка — важный промышленный материал с широким спектром применения в современной промышленности. Благодаря постоянным технологическим инновациям и расширению сфер применения алюминиевые заготовки будут продолжать играть важную роль в ряде отраслей промышленности, особенно в тех областях, где требуется малый вес, коррозионная стойкость и высокая прочность.