Алюминиевые металлические отливки:революция в легкой промышленности и расширение многоотраслевого применения

Алюминиевые металлические отливки:революция в легкой промышленности и расширение многоотраслевого применения

В современной промышленности алюминиевые металлические отливки стали незаменимыми деталями для многих отраслей, обладая уникальными преимуществами. От автомобильной до авиационной промышленности, от бытовой техники до промышленного оборудования — алюминиевые металлические отливки находят все более широкое применение в самых разных областях. В этой статье мы рассмотрим характеристики, процесс производства, широкий спектр применения, преимущества алюминиевые металлические отливки и особенности производственного процесса.

1. Основные характеристики и классификация алюминиевые металлические отливки

(1) Физические и химические свойства алюминия

Алюминий — легкий металл, обладающий хорошей электро- и теплопроводностью и устойчивостью к коррозии. Эти свойства обусловили широкий спектр применения алюминия в различных отраслях промышленности. Плотность алюминия составляет примерно одну треть от плотности стали, что позволяет значительно снизить вес конструкций при сохранении высокой прочности, что делает его идеальным для использования в областях с жесткими требованиями к весу, таких как аэрокосмическая и автомобильная промышленность. Кроме того, поверхность алюминия склонна к образованию плотной оксидной пленки, которая эффективно предотвращает дальнейшее окисление и обеспечивает хорошую коррозионную стойкость.

(2) Классификация и основные области применения алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы — это материалы, механические свойства которых улучшаются за счет добавления к алюминию других элементов, таких как медь, магний и кремний. В зависимости от добавленных элементов алюминиевые сплавы можно разделить на несколько типов, каждый из которых имеет свои особенности применения.

Например, алюминиевые сплавы серии 2xxx содержат медь и магний, которые обладают высокой прочностью и широко используются в аэрокосмической промышленности; алюминиевые сплавы серии 6xxx содержат магний и кремний, которые обладают хорошей обрабатываемостью и коррозионной стойкостью и широко используются в строительстве и автомобильной промышленности; а алюминиевые сплавы серии 7xxx содержат цинк, который обладает сверхвысокой прочностью и широко используется для изготовления высокопрочных структурных компонентов.

2.Процесс производства алюминиевые металлические отливки

(1) Обзор процесса литья

Производство алюминиевые металлические отливки в основном осуществляется с помощью следующих процессов литья:

1) Литье в песок

В этом процессе в качестве формы используется песчаная литейная форма, где сначала изготавливается песчаная форма, а затем в нее вливается расплавленный алюминий для охлаждения и придания формы. Процесс литья в песчаную форму прост, недорог и подходит для производства алюминиевые металлические отливки различных форм и размеров. Однако литье в песчаную форму имеет высокую шероховатость поверхности и обычно требует последующей механической обработки.

2) Литье в металлические формы

Это процесс формовки с использованием металлических форм. Металлические формы обычно изготавливаются из высокопрочной легированной стали и могут использоваться многократно, что делает их пригодными для массового производства. алюминиевые металлические отливки, полученные методом литья в металлические формы, имеют гладкую поверхность и высокую точность, а благодаря быстрой скорости охлаждения металлических форм, отливки имеют более плотную ткань и отличные механические свойства. Однако стоимость производства металлических форм выше, а время цикла дольше.

3) Литье под давлением

Литье под давлением — это эффективный, высокоточный процесс производства алюминиевые металлические отливки. В этом процессе используется литьевая машина для быстрого впрыска жидкого алюминия под высоким давлением в форму для формовки. Процесс литья под давлением позволяет получать алюминиевые отливки с гладкой поверхностью и очень высокой точностью размеров, а также имеет очень высокую эффективность производства, что делает его пригодным для массового производства. Однако стоимость оборудования и форм для литья под давлением высока, а в процессе литья под давлением могут возникать такие дефекты, как пористость.

4) Литье под низким давлением

Литье под низким давлением — это процесс, сочетающий в себе преимущества гравитационного литья и литья под давлением. При этом алюминиевая жидкость впрыскивается в форму под низким давлением, что позволяет избежать проблемы пористости, которая может возникнуть при литье под высоким давлением, и сохранить высокую эффективность производства. Литье под низким давлением позволяет получать алюминиевые отливки с хорошим качеством поверхности и высокой точностью размеров, что подходит для производства высококачественных отливок малого и среднего размера.

5) Инвестиционное литье

Процесс начинается с изготовления восковой формы, затем поверхность восковой формы покрывается несколькими слоями огнеупорного материала для формирования оболочки формы, оболочка нагревается, чтобы восковая форма расплавилась и вытекла, а затем в нее впрыскивается алюминиевая жидкость для формирования формы. Литье по выплавляемым моделям позволяет получать алюминиевые металлические отливки сложной формы с гладкой поверхностью и подходит для производства высокоточных отливок в аэрокосмической и других областях. Однако процесс литья по выплавляемым моделям сложен, дорогостоящ и имеет длительный производственный цикл.

(2) Технология непрерывного литья

Технология непрерывного литья — это эффективный метод литья, который позволяет повысить эффективность производства и снизить затраты. В основном она включает в себя следующее:

1) Метод полунепрерывного литья:

Алюминиевые отливки производятся методом непрерывной заливки и охлаждения и подходят для изготовления алюминиевых листов и профилей большого размера.

2) Метод горячего литья сверху:

Поддержание высокой температуры в верхней части формы во время процесса заливки для уменьшения дефектов в отливке и улучшения ее качества.

3) Электромагнитный метод литья:

Использование электромагнитных полей для управления потоком и застыванием расплавленного алюминия позволяет производить высококачественные алюминиевые отливки, не загрязняющие окружающую среду.

4) Горизонтальное непрерывное литье:

Производство алюминиевых отливок методом непрерывной заливки и охлаждения в горизонтальном направлении, подходит для производства малогабаритных, высокоточных алюминиевых изделий.

3 .Преимущества алюминиевые металлические отливки для применения:

(1) Облегчение:

Плотность алюминия примерно на треть меньше плотности стали, поэтому использование алюминиевые металлические отливки позволяет значительно снизить вес изделий, что особенно важно для автомобильной и аэрокосмической промышленности, способствуя повышению топливной экономичности и сокращению выбросов углекислого газа.

(2) Высокая удельная прочность:

Высокая удельная прочность (отношение прочности к весу) отливок из алюминиевых сплавов означает, что алюминиевые металлические отливки могут быть сконструированы более тонкими и легкими, сохраняя при этом достаточную прочность конструкции при той же нагрузке.

(3) Устойчивость к коррозии:

Алюминиевые металлические отливки обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосфере и пресной воде, не легко ржавеют, подходят для длительного использования в различных условиях.

(4) Теплопроводность:

Алюминий обладает хорошей теплопроводностью и подходит для изготовления теплообменников, радиаторов и других компонентов, таких как головки цилиндров и поршни автомобильных двигателей.

(5) Кастинг:

Низкая температура плавления алюминия, хорошая текучесть позволяют легко отливать детали сложной формы, а алюминиевые отливки отличаются высокой точностью размеров и хорошей чистотой поверхности.

(6) Возможность вторичной переработки:

Алюминий — материал, который можно перерабатывать бесконечно. Переработка алюминиевых отливок позволяет сэкономить много энергии и ресурсов и уменьшить загрязнение окружающей среды.

(7) Эстетика:

Алюминиевые металлические отливки имеют хороший блеск поверхности и могут быть использованы для получения насыщенных цветов и текстур с помощью различных методов обработки поверхности (например, анодного оксидирования) для удовлетворения декоративных и эстетических потребностей.

(8) Экономика:

Хотя первоначальная стоимость алюминиевых отливок может быть выше, чем у некоторых традиционных материалов, в целом они обеспечивают хорошую экономичность, учитывая долгосрочную экономию энергии за счет малого веса и меньших затрат на обслуживание.

4. Области применения алюминиевые металлические отливки

(1) Аэрокосмическая промышленность

В аэрокосмической промышленности широко используются алюминиевые металлические отливки благодаря их высокой прочности, низкой плотности и хорошей коррозионной стойкости. Алюминиевые отливки позволяют значительно снизить вес самолета и повысить топливную эффективность и летные характеристики. Например, алюминиевые отливки используются в больших количествах для изготовления таких ключевых компонентов, как конструкции фюзеляжа самолета, детали двигателя и шасси.

(2) Автомобильная промышленность

В связи с тенденцией к облегчению автомобилей алюминиевое литье становится все более распространенным в автомобилях. Оно позволяет снизить общий вес автомобиля, улучшить топливную экономичность и уменьшить количество вредных выбросов. Кроме того, он обладает хорошей коррозионной стойкостью и теплопроводностью и подходит для изготовления деталей автомобильных двигателей, кузовных конструкций, ступиц колес и так далее.

(3) Архитектурное оформление

Применение алюминиевого литья в области архитектурного декора в основном сосредоточено на дверях и окнах, навесных стенах, декоративных панелях и так далее. Алюминиевые отливки обладают такими преимуществами, как красота, коррозионная стойкость, простота обработки и т.д., что позволяет удовлетворить высокие требования архитектурного декора к характеристикам материала.

(4) Электронные сообщения

В сфере электронных коммуникаций алюминиевые металлические отливки в основном используются для производства корпусов и радиаторов электронного оборудования. Алюминиевые отливки обладают хорошей теплопроводностью и электромагнитным экранированием, что позволяет эффективно улучшить теплоотдачу и электромагнитную совместимость электронного оборудования.

(5) Химический сектор:

Алюминиевые металлические отливки широко используются в производстве контейнеров, трубопроводов, реакторов и других ключевых частей химического оборудования благодаря их отличной коррозионной стойкости и хорошей прочности, которые могут эффективно противостоять эрозии агрессивных сред, таких как кислота и щелочь, и обеспечивать длительную и стабильную работу оборудования.

(6) Морской район:

Алюминиевые металлические отливки также играет важную роль в морском машиностроении, например, при производстве модулей вертолетных площадок для морских нефтяных вышек. Эти модули изготавливаются из профилей из алюминиевых сплавов, которые отличаются легкостью, прочностью и жесткостью, превосходной коррозионной стойкостью и простотой обслуживания. Алюминиевые сплавы также широко используются в резервуарах для хранения СПГ на грузовых судах, где их низкотемпературные характеристики обеспечивают безопасность сжиженного природного газа во время транспортировки.

5.Алюминиевые металлические отливки в процессе производства мер предосторожности

(1) Проверка оборудования:

Перед началом производства убедитесь, что все оборудование функционирует должным образом, включая такие критически важные компоненты, как системы смазки, канаты и переключатели, чтобы избежать перерывов в производстве или брака отливок из-за отказа оборудования.

(2) Предварительная термическая обработка:

Предварительно нагрейте головку слитка, бегун и соответствующие инструменты для литья и убедитесь, что установлены фильтры для предотвращения загрязнения или дефектов холодной сегрегации в алюминиевой жидкости во время литья.

(3) Контроль скорости и температуры налива:

Скорость и температура заливки алюминиевого металла должны строго контролироваться. Слишком высокая скорость заливки может привести к вовлечению газа, образованию дефектов пористости; слишком высокая температура может вызвать огрубление зерна, что повлияет на механические свойства отливок.

(4) Кристаллизатор заполняется алюминиевой водой:

Убедитесь, что кристаллизатор заполнен алюминиевой водой до начала процесса литья, чтобы предотвратить такие дефекты, как усадка и холодная сегрегация, вызванные недостаточным количеством алюминиевой воды.

(5) Завершающие операции:

В конце литья остановите работу литейной машины перед тем, как остановить воду, чтобы вся алюминиевая вода в кристаллизаторе вытекла, чтобы избежать усадочных отверстий или ослабления отливок.

(6) Замените поврежденные детали:

Поврежденные графитовые кольца или другие важные компоненты регулярно проверяются и заменяются, чтобы обеспечить качество литья и бесперебойность производственного процесса.

(7) Предотвращение окисления и шлакообразования:

Металл алюминий склонен к окислению, поэтому процесс литья следует покрывать и защищать соответствующим расплавом, чтобы уменьшить образование окисленного шлака.

(8) Контроль скорости охлаждения:

Скорость охлаждения отливки должна быть умеренной, слишком быстрая может привести к увеличению внутренних напряжений и появлению трещин, слишком медленная — к образованию крупных зерен и снижению механических свойств.

6. Заключение

Благодаря своим превосходным характеристикам алюминиевые металлические отливки играют все более важную роль в современной промышленности. Благодаря постоянным технологическим инновациям и расширению сферы применения алюминиевые металлические отливки будут и впредь обеспечивать эффективные и легкие решения для многих отраслей промышленности.