Medžiagų pasirinkimas yra esminis sprendimas pradedant projektą. Šiuolaikinės technologijos remiasi specializuotomis medžiagomis, o aliuminis yra pagrindinis pasirinkimas. Kadangi aliuminis yra labiausiai paplitęs metalas Žemėje, jis yra ekonomiškas ir vertingas daugelyje pramonės šakų. Dėl jo legiravimo galimybės gaunamos įvairios klasės, klasifikuojamos pagal elementus ir savybes. Yra keletas aliuminio tipų, skirtų įvairiems pritaikymams. Šios aliuminio rūšys turi skirtingas savybes, paskirtį ir tinkamus apdirbimo procesus. Todėl, suprasdami, kokia aliuminio klasė jūsų projektui, galėsite pasiekti geriausią rezultatą. Šiame straipsnyje apžvelgiami galimi aliuminio tipai, pagrindiniai jų skirtumai ir įvairūs privalumai. Taip pat sužinosite optimalius lydinius konkrečioms reikmėms. Atraskite lengviausią būdą, kaip pasirinkti geriausią aliuminio rūšį dalių gamybai, skaitydami iki galo.
Trumpa aliuminio apžvalga
Aliuminio medžiagos Aliuminis yra daugiausiai žemės plutoje esantis metalas. Aliuminio lydiniai susidaro dėl unikalaus įvairių metalo elementų mišinio. Jie vertinami dėl mažo tankio, ilgaamžiškumo, atsparumo korozijai ir išskirtinio stiprumo ir svorio santykio. Aliuminis yra mažiau tankus nei plienas, todėl kai kuriais atvejais jis yra puiki alternatyva plienui. Daugybė aliuminio lydinių yra lengvai formuojami ir apdirbami, nes yra plastiški ir lankstūs. Jie turi gerą elektros ir šilumos laidumą bei nemagnetines savybes. Aliuminis yra viena iš labiausiai perdirbamų medžiagų, turinti žemą lydymosi temperatūrą. Pirminiam metalo gamybai reikia tik 5% energijos.
Galimi aliuminio tipai
Pridėjus prie aliuminio, tokie elementai kaip cinkas, magnis, geležis, varis ir silicis pagerina apdirbamumą, stiprumą, elektrinį laidumą ir atsparumą korozijai. Aliuminio asociacija suskirstė standartines aliuminio rūšis pagal pirminį (-ius) legiravimo elementą (-us) ir jų atsaką į terminį ar mechaninį apdorojimą. Aliuminio lydiniai skirstomi į dvi pagrindines klasifikacijas: kaltą ir lietinį aliuminį. Šios klasės turi skirtingas identifikavimo numeravimo sistemas, skirtas diferencijuoti. Pažvelkime į kiekvieną iš jų.
Kaltas aliuminis
Kaltas aliuminis pasižymi nepaprastu mechaniniu stiprumu ir gali būti įvairių formų. Ši aliuminio rūšis sukuriama lydant aliuminio luitus su išmatuotais legiruotojo metalo kiekiais, nustatant rūšies sudėtį. Po lydymo lydinys išliejamas į plokštes arba ruošinius ir yra apdorojamas mechaniniais procesais, tokiais kaip ekstruzija, valcavimas ar kalimas. Tada taikomas terminis apdorojimas, siekiant pagerinti natūralias aliuminio lydinio savybes. Kaltos aliuminio klasė identifikuojama keturių skaitmenų kodo numeriu: pirmasis skaitmuo nurodo pagrindinį legiravimo elementą, antrasis skaitmuo rodo lydinio modifikacijas, o trečiasis ir ketvirtasis skaitmenys dažnai yra savavališki (atsižvelgiant į konkrečius lydinius). Pavyzdžiui, skaitmenys rodo lydinio grynumą 1000 serijai.
Kaltos aliuminio klasės pranašumai yra šie: išskirtinės mechaninės savybės, puikus struktūrinis vientisumas, lygus ir vienodas paviršiaus apdaila, puikus apdirbamumas ir suvirinamumas, geras formavimas, leidžiantis transformuoti, formuoti, apdirbti ir išspausti į bet kokią norimą formą.
Lieti aliuminis
Lieto aliuminis yra pagamintas iš boksito, ištirpinto kaustinėje sodoje, kristalizuojant aliuminio oksidą. Elektros srovė suskaido aliuminio oksidą, atskirdama aliuminį nuo deguonies. Gautas aliuminis siunčiamas į liejimo namus, kad pašalųtų nešvarumus ir suformuotų gryno aliuminio ruošinius. Išvalius ir suformuojant ruošinius, aliuminis išlydomas ir sumaišomas su legiravimo elementais. Tada jis supilamas į formas arba formuojamas tolesniam apdorojimui įvairiais procentais. Kiekvienai aliuminio rūšiai priskiriamas keturių skaitmenų kodas, įskaitant dešimtainę reikšmę: pirmasis skaitmuo nurodo pirminį serijos legiravimo elementą, antrasis ir trečiasis skaitmenys - savavališki skaičiai, o paskutinis nurodo ar lydinys yra liejimo (.0) ar luitinis (.1/.2). Lieto aliuminio lydinių tempiamasis stipris yra mažesnis nei kalto aliuminio dėl formavimo proceso defektų. Tačiau liejotas aliuminis yra ekonomiškas ir lengvai įgauna formą išlydytas.
Kaltas ir liejamas aliuminis: koks skirtumas? Lietas aliuminis turi daugiau legiruojančių elementų (>22%), o kaltas - mažiau (<4%). Pridėjus daugiau legiruojančiųjų medžiagų, aliuminio lydinys tampa mažiau formuojamas lankstumas ir turi didesnį stiprumą bei korozijos atsparumą. Liejimo lydiniai pasižymi didesniu standumo lygiu ir lengvumu formuoti, tačiau jų atsparumas įtrūkimams gali būti mažesnis. Gamybos metodai ir grūdų struktūros taip pat skiriasi: liejiniai dažnai iškyla iš formos tiksliai norimos kietos formos, o kaltiniai lydiniai reikalauja daugiau modifikacijų, kol pasiekiama kieta forma.
Kaltas vs liejamas aliuminis: palyginimas
Štai pagrindiniai skirtumai: metalų legiravimo elementai, gamybos metodai, grūdų struktūra, atsparumas tempimui, paviršiaus apdaila, suvirinamumas, kur naudojamos bei pavyzdžiai. Lietas lydinys pasižymi didesniu standumu, bet gali būti sunkiau suvirinamas dėl grūdų orientacijos. Kaltas lydinys turi didesnį atsparumą tempimui dėl to, kad grūdų orientacija yra išlyginta po terminio apdorojimo. Liejimo lydiniai dažnai naudojami situacijose, kur norima sudėtinga geometrinė forma, o kaltiniai - kai keliama aukšta mechaninė stiprumo reikalavimai.
| Savybė | Kaltas aliuminis | Lietas aliuminis |
|---|---|---|
| Gamybos būdas | Mechaninis apdirbimas (valcavimas, ekstruzija, kalimas) | Išlydytas į formas, formavimas |
| Grūdų struktūra | Pailgėję grūdeliai | Išlyginti grūdai dėl kietėjimo |
| Atsparumas tempimui | Didesnis | Mažesnis |
| Paviršiaus apdaila | Lygus paviršius | Šiek tiek šiurkštesnis |
| Suvirinamumas | Puikus | Mažiau suvirinamas dėl poringumo |
| Kur naudojamos | Oro erdvės komponentai, konstrukciniai komponentai, automobilių dalys | |
| Pavyzdžiai | 6061, 7075 | A356, A380 |
Populiarios liejinių aliuminio grupės
Lieto aliuminio lydinių seriją sudaro: 1xx.x, 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x, 5xx.x, 7xx.x, 8xx.x. Kiekviena grupė žymi skirtingą legiravimo elementų profilį ir taikymo sritį. 1xx.x yra nelegiruotas grynas aliuminis, 2xx.x - vario turintys lydiniai, 3xx.x - siliciumi, vario ir magnio deriniai, 4xx.x - silicis vienintelis legiravimo elementas, 5xx.x - magnis, 7xx.x - cinkas, 8xx.x - lygiai mažesnis alavo kiekis su kitais išlyginamaisiais elementais. Pavyzdžiai: 6061, 7075 (kaltos lydinio serijos) ir 6063, 7007 (lituje).
Prieš apibendrinant, kiekviena aliuminio lydinio serija turi savo tipinius taikymo laukus. Pavyzdžiui, 6061 yra universalus šiluminiu būdu apdorojamas lydinys, tinkamas konstrukciniams elementams; 6063 yra išskirtas dėl didelio atsparumo tempimui ir gerų apdailos savybių, plačiai naudojamas eksstruojant ir architektūriniams poreikiams. 7075 pasižymi ypatingu kietumu ir atsparumu tempimui, plačiai žinomas aviacijos ir kosmoso srityse.
Pramonės taikymas ir pasirinkimo gairės
Norint pasirinkti tinkamiausią aliuminio lydinį konkrečiam projektui, svarbu įvertinti mechanines savybes (stiprumą, elastingumą), formavimo galimybes, atsparumą korozijai, suvirinamumą, temperatūros poveikį ir ekonomiškumą. Kaltos lydinio serijose galima tikėtis didesnio mechaninio stiprumo, geresnio suvirinamumo ir formavimo lankstumo, tuo tarpu liejiniai lydiniai suteikia didesnę formos įvairovę, geresnę liejimo kokybę ir ekonomiškumą gamyboje.
Jei reikia didelio atsparumo korozijai ir puikaus apdailos lygmens, naudokite 6000 ar 7000 serijų lydinius su optimaliu silicio, magnio ar cinko santykiu. Priklausomai nuo vietos ir ekspozicijos, 5xx.x serijos gali pasiūlyti puikų atsparumą korozijai ir gerą formavimą, o 3xx.x lydiniai palieka atsparumą įtrūkimams. 6061 ir 6063 lydiniai yra populiarūs dėl universalaus taikymo ir gerų mechaninių savybių, o 7075 - dėl itin aukšto stiprumo ir plačios pramonės taikymo.
Kainos ir perdirbamumas
Aliuminis yra daug perdirbamas, o energijos sąnaudos perdirbant žymiai mažesnės nei gaminant iš naujo. Perdirbamumas ir lengvas apdorojimas lemia ilgesnį eksploatacijos laiką ir sumažina išlaidas projektiniuose sprendimuose.
Praktiški patarimai gamybai
- Įvertinkite galutinio produkto geometriją ir formos sudėtingumą; tai lems, ar tinka liejimo ar kaltiniai lydiniai.
- Atsižvelkite į eksploatacijos aplinką: ar reikia didelio korozijos atsparumo ar atsparumo aukštai temperatūrai.
- Atminkite suvirinimo sąlygas: kai kurie liejiniai gali būti sunkiau suvirinami be specialių procedūrų.
- Pagalvokite apie kainos ir svorio santykį: kai kuriose programose svarbus svorio sumažinimas, kitose - ekonomika.
tags: #kietamagneciai #gelezies #nikelio #ir #aliuminio #lydiniai