Aliuminio lydinių tiekimas ir gamyba Lietuvoje

Aliuminio lydiniai yra plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose dėl savo lengvumo, ilgaamžiškumo ir atsparumo korozijai.

Pagal gamybos būdą skiriami liejamieji ir deformuojamieji (taip pat ir sukepintieji) aliuminio lydiniai. Liejamieji aliuminio lydiniai sudaro apie 15 % visų aliuminio lydinių. Iš jų labiausiai paplitę modifikuoti siluminai (turintys 5-13 % silicio). Jie pasižymi vidutiniu stiprumu, o jų liejimo temperatūra svyruoja nuo 680 iki 780 °C. Siluminai tinkami variklių stūmokliams, cilindrų galvutėms, karteriams ir kitoms sudėtingoms lėktuvų bei automobilių detalėms lieti.

Deformuojamieji aliuminio lydiniai gali būti termiškai stiprinami (grūdinami nuo 520 °C temperatūroje ir 5-10 valandų sendinami apie 190 °C temperatūroje). Tokie lydiniai itin tinka lėktuvų konstrukcijoms. Iš termiškai nestiprintų aliuminio lydinių gaminamos laivų, lėktuvų, raketų, vagonų, šaldytuvų, suvirinamų rezervuarų ir vamzdynų detalės.

Deformuojamieji sukepintieji aliuminio lydiniai gaminami išpurškiant išlydytą techniškai gryną aliuminį azoto ir deguonies mišiniu. Susidariusius miltelius briketuojama bei sukepinama. Tokie aliuminio lydiniai atsparūs kaitrai (300-500 °C), korozijai, jie yra labai stiprūs, tačiau neplastiški.

Pirmieji aliuminio lydiniai sukurti XIX amžiuje. Iš pradžių tai buvo gana nestiprūs, nelabai atsparūs korozijai siluminai.

Aliuminio lydinių klasifikacija ir savybės

Aliuminio lydiniai, turintys apie 90 % aliuminio, legiruojami variu, magniu, cinku, siliciu, manganu, litiu, kadmiu, cirkoniu, chromu. Jie pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis, yra lengvi (2,6-3 kartus lengvesni už plieną), laidūs elektrai ir šilumai, atsparūs korozijai.

Aliuminio lydiniai skirstomi į kelias serijas pagal pagrindinį elementą:

• 1xxx serija: Beveik gryno aliuminio lydiniai (99 %). Tai itin lengvi lydiniai, dažniausiai naudojami gaminiams, kurie bus eksploatuojami patalpose (pvz., užrašų lentelės, vidinės sienos šaldymo patalpose). Dažniausiai pasitaikantis lydinys - 1050.
• 2xxx serija: Aliuminio ir vario lydinys, dar vadinamas duraliuminiu. Gali būti įvairiai grūdinamas. Anksčiau plačiai naudotas aviacijos pramonėje.
• 3xxx serija: Aliuminio ir mangano lydinys. Pasižymi vidutiniu stiprumu ir puikiu atsparumu korozijai. Gali būti grūdinamas, valcuojamas, lengvai apdirbamas.
• 4xxx serija: Aliuminio ir silikono lydinys, dar vadinamas siluminu. Šis lydinys pasižymi itin aukštu standumu, yra sunkiai formuojamas ir rečiau sutinkamas.
• 5xxx serija: Aliuminio ir magnio lydinys. Šios grupės lydiniai yra lengvai virinami ir atsparūs rūdijimui, todėl dažnai naudojami laivų gamyboje.
• 6xxx serija: Aliuminio, magnio ir silikono lydinys. Tai lengvai apdirbama medžiaga, kuri gali būti grūdinama. Tai yra dažniausiai naudojamas aliuminio lydinys, iš kurio gaminami profiliai, vamzdžiai, strypai ir kt.
• 7xxx serija: Aliuminio ir cinko lydinys. Cinko legiravimas leidžia pasiekti didžiausią medžiagos tvirtumą grūdinimo metu, lyginant su kitomis medžiagomis.
• 8xxx serija: Aliuminio ir kitų medžiagų lydiniai, kurie nebuvo paminėti aukščiau.

Europoje aliuminio ir jo lydinių standartizaciją reglamentuoja EN 1780-1, EN 1780-2, EN 1780-3.

Gamybos procesai ir technologijos

Vienas iš pagrindinių aliuminio gamybos būdų yra elektrolizė. Naudojami elektrolizeriai su degtaisiais anodais. Darbinė talpa užpildoma išlydytu elektrolitu, kurį sudaro 6-8% aliuminio oksido ir 94-92% kriolito (dažniausiai su AlF3 priemaiša ir maždaug 5-6% kalio bei magnio floridų mišiniu). Tekant srovei ant katodo išsiskiria lydytas aliuminis, o ant anodo pasirodo deguonis, su anglies anodu sudarantis CO ir CO2 junginius.

Pagrindinei naudojamai medžiagai - aliuminio oksidui - keliami aukšti švaros ir dalelių dydžio reikalavimai. Jei jame daugiau nei teigiamo elektros krūvio elementų oksidų, nei jų turi aliuminis, aliuminis gali būti užterštas. Esant pakankamam aliuminio oksido kiekiui, vonia normaliai veikia naudojant 4-4,5 V elektros įtampą. Šiuolaikiniai elektrolizeriai veikia naudojant iki 150 kA stiprumo srovę.

Iš vonios aliuminis dažniausiai išimamas vakuuminiu kaušu. Išlydytas 99,7% grynumo aliuminis išpilstomas į formas. Itin švarus aliuminis (99,9965%) gaunamas elektrolitinio pirminio aliuminio rafinavimo būdu, naudojant vadinamą trijų sluoksnių metodą, kuris sumažina geležies, silicio ir vario priemaišų kiekį.

Aliuminio elektrolitinio rafinavimo proceso tyrimai, naudojant organinius elektrolitus, atskleidė galimybę gauti 99,999% aliuminį, sunaudojant sąlyginai mažai energijos. Tačiau kol kas šis metodas yra neproduktyvus.

Ekstrudavimas - tai ypatingas aliuminio profilių gamybos procesas, leidžiantis medžiagai suteikti teoriškai bet kokią formą. Dėl pirminio aliuminio minkštumo, ilgieji aliuminio produktai (vamzdžiai, profiliai) gaminami ekstrudavimo būdu - spaudžiant medžiagą per specialiai pagamintą formą. Vėliau gaminiai yra kaitinami, kol sutvirtėja iki reikiamo kietumo. Rinkos įvairovės skaičiavimai rodo, jog šiandien sukurta daugiau kaip 20 tūkst. skirtingų aliuminio profilių formų.

Mūsų gamyboje naudojamos pažangios BUHLER H-400B mašinos, kurios užtikrina nepriekaištingą tikslumą ir aukštą gamybos našumą. Siūlome tiek aliuminio, tiek cinko lydinių liejimo paslaugas, o lydinį parenkame pagal jūsų techninius reikalavimus. Siūlome didelį lankstumą gaminių svorio ir dydžio atžvilgiu. Gaminame detales, kurių svoris gali svyruoti nuo kelių dešimčių gramų iki daugiau nei 5 kg. Siūlome serijinę gamybą, pritaikytą jūsų verslo poreikiams - nuo kelių dešimčių iki kelių milijonų vienetų per metus. Nors nedidelės serijos gamyba gali būti ekonomiškai neracionali dėl liejimo formų investicijų, mes visuomet esame pasiruošę pasiūlyti optimaliausius sprendimus.

Dažniausiai pasitaikančios aliuminio lydinių formos ir pritaikymas

Dažniausiai pasitaikančios aliuminio lydinių formos yra lakštai, rifliuoti lakštai, juostos, apvalūs vamzdžiai, kvadratiniai ir stačiakampiai vamzdžiai, U-profiliai, specialūs profiliai, kampuočiai, strypai.

Paminėtini konkretūs lydiniai ir jų savybės:

• EN AW-1050: Gryniausia aliuminio forma, dažniausiai pasitaikantis lakštų lydinys. Labai minkštas, pagamintas iš 99,5 % aliuminio, todėl tinka giliam spaudimui.
• EN AW-2007, EN AW-2011, EN AW-2014, EN AW-2017, EN AW-2024: Vario lydiniai, kuriuose paprastai yra 4-5 % vario. Tinkami mašinų dalims, varžtams ir kniedėms gaminti. Kai kurie iš jų yra smulkiai pjaustomi, tinkami apdirbimui, sriegimui ir pasižymi aukštu tvirtumu. Dėl didelio vario kiekio, kai kurie iš šių lydinių mažai atsparūs korozijai ir netinka suvirinimui.
• EN AW-3003, EN AW-3103: Mangano lydiniai, labai atsparūs korozijai ir vidutinio tvirtumo. Tinka apdorojimui staklėmis, lenkimui bei suvirinimui.
• EN AW-5005, EN AW-5083, EN AW-5754: Aliuminio ir magnio lydiniai. Lengvai apdorojami, labai atsparūs korozijai ir tinkami suvirinimui.
• EN AW-6060, EN AW-6061, EN AW-6082: Aliuminio, magnio ir silikono lydiniai. Lengvai apdirbama medžiaga, tinkama suvirinimui ir anodavimui. Ypač tvirti ir atsparūs korozijai lydiniai.
• EN AW-7005, EN AW-7075: Aliuminio ir cinko lydiniai. Ypač tvirti, smulkiai pjaustomi lydiniai.

Aliuminis labai atspindi, ypač kai jis yra šlifuotas ar anoduotas.

Saugos aspektai aliuminio gamyboje

Išgaunant aliuminį elektrolitiniu būdu, galima patirti elektros srovės, aukštos temperatūros ir kenksmingų dujų poveikį. Siekiant išvengti nelaimingų atsitikimų, vonios patikimai izoliuojamos, darbuotojai avisi sausais veltiniais, dėvi atitinkamą specialią aprangą. Efektyvi ventiliacija palaiko sveiką atmosferą.

Nuolat įkvepiant metalinio aliuminio ir jo oksido dulkes, galima susirgti plaučių aliuminoze. Aliuminio gamyboje dirbantys darbininkai dažnai serga viršutinių kvėpavimo takų kataru (rinitu, faringitu, laringitu).

tags: #aliuminio #lydiniu #tiekimas