Introducere în materiale din aluminiu și aliaj de aluminiu
Aluminiul este cel mai larg distribuit și abundent element metalic din crusta Pământului, reprezentând aproximativ 7,3-8,3% din masa totală a crustei, în al doilea rând doar la oxigen și siliciu; Aluminiul a fost descoperit la începutul secolului al XIX -lea și a început să aibă o scară de producție la începutul secolului XX; Aliajul din aluminiu dur a fost inventat la începutul secolului XX și a fost utilizat pe scară largă în industria militară în timpul Primului Război Mondial.
Aliaj de aluminiu: un aliaj bazat pe aluminiu cu o anumită cantitate de alte elemente de aliere adăugate, care este unul dintre materialele metalice ușoare.
Aliaj de aluminiu vs oțel
Aliajul de aluminiu are densitate mică, rezistență moderată, rezistență specifică ridicată și rigiditate specifică; Rezistență excelentă la coroziune; Conductivitate termică ridicată și conductivitate electrică; Alungirea medie, procesarea plastică necesită un control strict al parametrilor procesului; Dificultatea de sudare este puțin mai mare.
Clasificarea aliajelor de aluminiu și aluminiu prin metoda de procesare
Aliaj de aluminiu de turnare: un aliaj de aluminiu cu forma dorită și proprietățile structurale obținute prin turnarea acesteia în diverse modele sub anumite condiții de temperatură, viteză și forță externă, folosind o bună fluiditate și umplutură a topirii din aliaj de aluminiu.
Aliaj de aluminiu deformat: diverse aliaje din aluminiu semi-finisate, cum ar fi plăci, conducte, bare, fire și profiluri obținute din lingouri de aluminiu topite și turnate cu ingrediente din aliaj ca materii prime și procesate prin diverse metode de procesare a presiunii (rulare, extrudare, întindere, forjare , etc.).
Aliaj de aluminiu turnat și aliaj de aluminiu deformat
Principala diferență între aliaj de aluminiu turnat și aliaj de aluminiu deformat este că conținutul de aliaj de aliaj siliciu din aliaj de aluminiu turnat depășește cel în majoritatea aliajelor de aluminiu deformate; Aliaj de aluminiu deformat are o structură densă, o compoziție uniformă și proprietăți, rezistență ridicată și o plasticitate bună; Turnarea din aliajuri din aluminiu are o procesabilitate bună, este mai puțin limitată de proiectarea structurii componentelor și are o eficiență ridicată a producției; Aliajul de aluminiu de turnare are o performanță bună de turnare și poate fi utilizat pentru a face piese complexe în formă; Nu este nevoie de echipamente suplimentare mari; Are avantajele economiei de metale, reducerea costurilor și reducerea programului de lucru și este utilizat pe scară largă în industria aviației și civile. De asemenea, este utilizat pentru fabricarea pieselor, cum ar fi capetele de cilindri, transmisiile și pistoanele pentru automobile, carcase pentru instrumente și contoare și corpuri de pompă pentru supraalimentare.
Aliaj de aluminiu deformabil joacă un rol major în materialele utilizate în aviația și produsele aerospațiale, cum ar fi pielea aeronavelor, grinzile principale, rame, coaste, piese de viteză de aterizare, conducte, nituri etc. industrii de construcții.
Metoda de desemnare a notelor de aliaj de aluminiu turnat (GB/T 8063-2017)
În prezent, nu există un standard unificat pentru turnarea aliajelor de aluminiu la nivel internațional, iar fiecare țară (companie) are propriile denumiri și terminologie din aliaj. Conform standardelor chinezești, gradele de metal neferoase turnate constau din „Z”, simbolul elementului metalului de bază, simbolul elementului principal de aliere și un număr care indică conținutul nominal al elementului de aliere; Când există mai mult de 2 elemente de aliere, gradul de aliaj ar trebui să enumere simbolurile elementului și conținutul lor nominal care sunt suficiente pentru a indica principalele caracteristici ale aliajului; Simbolurile elementelor din aliaj sunt aranjate în ordinea descendentă a conținutului lor nominal; Cu excepția conținutului nominal al elementului matricial, care nu este indicat, conținutul nominal al altor elemente de aliaj este indicat după simbolul acelui element.
Cod din aliaj de aluminiu din aluminiu
Metoda de desemnare a aluminiului deformat și aliajului de aluminiu (GB/T 16474-2011)
Metoda de denumire pentru clasele de aluminiu și aliaj de aluminiu deformate adoptă un sistem cu patru caractere: prima, a treia și a patra cifră sunt cifre arabe, iar a doua cifră este o scrisoare de capitală engleză; Prima cifră reprezintă grupul de aluminiu și aliaje de aluminiu; A doua cifră sau literă reprezintă modificarea aliajului original de aluminiu sau din aluminiu; Ultimele două cifre indică puritatea diferitelor aliaje de aluminiu sau aluminiu în același grup; Notele de sistem internaționale cu patru cifre pot fi făcute direct. De exemplu: 7a047075.
Grupuri de aluminiu și aliaje de aluminiu deformate
Cod de stat pentru aluminiu și aluminiu deformat (GB/T16475-2008)
Coduri de bază de stat pentru aluminiu deformat și aliaje de aluminiu: F (stare de lucru liberă), O (stare anexată), H (starea întărită de lucru), W (soluție de tratament termic), t (stare de tratament termic).
Performanța și starea materialelor din aliaj de aluminiu sunt direct legate
Grade de aluminiu deformate și aliaj de aluminiu
Gradele de aliaj de aluminiu utilizate în China: LG1 、 LD10 ； Clasificat de proprietățile și aplicațiile din aliaj: aluminiu pur industrial (L), aluminiu industrial de înaltă puritate (LG), aluminiu acoperit (LB), aluminiu de probă de rugină (LF), aluminiu greu (aluminiu greu ( Ly), aluminiu ultra dur (LC), aluminiu forjat (LD), aluminiu special (LT), etc; În general, poate corespunde patru note de sistem de caractere, care pot fi găsite în GB/T 3190-2008.
Starea de dezvoltare a materialelor din aliaj de aluminiu în China
China este un producător major și consumator de materiale din aliaj de aluminiu; Materialele din aliaj de aluminiu au o gamă largă de aplicații în transport, marine, aerospațiale și alte câmpuri, în special în unele componente cheie ușoare ale automobilelor, avioanelor, aerospațiale, navelor și altor câmpuri. Materialele din aliaj de aluminiu sunt de neînlocuit; China este o țară cu o producție mare de materiale din aluminiu și o scară mare de echipamente de producție din lume; În prezent, marea majoritate a materialelor din aliaj de aluminiu din China aparțin produselor de la mijlocul până la nivel scăzut, iar unele produse trebuie să fie achiziționate în continuare la prețuri ridicate din străinătate, cu niveluri de procesare învechite și stabilitate slabă a produsului.
Obiectivele de dezvoltare ale materialelor din aliaj de aluminiu în China
Raportul de cercetare din 2019 privind strategia de dezvoltare a materialelor de bază (metale neferoase) de către Academia Chineză de Inginerie. Pe baza situației reale din China și blocajele întâlnite în domeniul aliajului din aluminiu, Asociația China neferoasă a metalelor propune următoarele obiective de dezvoltare la mijlocul termenului: până în 2030, materiale de aluminiu de înaltă performanță vor atinge standarde internaționale, unele atingând o bună parte internațională Nivelurile și proprietățile mecanice și de proces cuprinzătoare ale materialelor vor îndeplini cerințele indicatorilor industriei de fabricație moderne; Până în 2035, materialele din aliaj de aluminiu vor atinge un nivel internațional bun, obținând autosuficiență și exportul marea majoritate a materialelor din aliaj de aluminiu și realizând dezvoltarea industriei globale de aliaje de aluminiu.
Noile progrese în materialele din aliaj de aluminiu în China
Există o cerere urgentă pentru materiale de aluminiu de aluminiu de dimensiuni mari și de înaltă performanță în câmpurile de aplicare din aval; Rafinarea microstructurii; Prin adăugarea de elemente de litiu sau de pământ rare, etc; Prin tehnologia post-procesare: rulare multiplă de precizie, deformare mare, etc; Materiale compozite pe bază de aluminiu; Aliaj de aluminiu cu metale de pulbere; Formarea prin pulverizare, formarea coagulării și formarea tixotropă.
Seria 9 din seria de înaltă performanță aliaj de aluminiu cu metale de pulbere de înaltă performanță
Realizările de cercetare și dezvoltare ale Institutului de Chimie Aplicată Changchun, Academia Chineză de Științe, care au durat mai mult de 20 de ani; Proiectul de incubație al Qingdao Zhongke Applied Chemical Technology Research Institute; Proiecte din aliaj de aluminiu din aluminiu de metalurgie industrializată din lume; Folosind aliaj mecanic+semi-solid/tehnologie de producție de metalurgie cu pulbere, o serie de aliaje speciale de aluminiu cu rezistență ridicată (9S), rezistență ridicată la coroziune (9C), rezistență la servicii de înaltă temperatură (9H), expansiune scăzută și rezistență la uzură ridicată (9E ) sunt pregătite; Acesta umple golul în aliajele de aluminiu din China și poate înlocui aliajele de aluminiu 7075, 5083, CZ42 și 4032 importate.
Proprietate
Materialele speciale din aliaj de aluminiu preparate prin metoda metalurgiei pulbere au o rezistență ridicată, performanțe stabile și indicatori semnificativ mai buni decât aliajele tradiționale de aluminiu produse în industrializare; Indicatorii de performanță mecanică ai materialelor în direcția tridimensională sunt practic aceiași.
Metoda de modelare
Procesul excelent de sinterizare poate obține o performanță bună fără un tratament pentru îmbătrânire, iar procesul este simplu.
Performanță de sudare
Mecanismul de întărire micro a materialului din aliaj de aluminiu din seria 9 nu arată nicio scădere semnificativă a rezistenței la articulația de sudare a frecării.
Explorarea aplicării aliajului de aluminiu în domeniul aparatelor de acasă
Discuții despre aplicarea aliajului de aluminiu în câmpul de aparate de acasă - tablă
Placa de aluminiu are o rezistență la coroziune mai bună decât placa de oțel; Anodizarea obișnuită poate îmbunătăți estetica; Anodizarea dură/oxidarea micro -arc poate îmbunătăți rezistența și siguranța uzurii; Poate fi utilizat pentru panouri, plăci structurale, sertare, etc; Rezistent la pete, rezistent la soare și nu ușor zgâriat.
Posibilă dificultate tehnică: uniformitatea tratamentului de suprafață pentru plăci de dimensiuni mari.
Discuții cu privire la aplicarea aliajului de aluminiu în domeniul aparatelor de acasă - profiluri și conducte
Profilele din aliaj de aluminiu pot înlocui oțelul și pot fi utilizate ca materiale de sprijin structural pentru aparatele de uz casnic; Tuburile cu pereți subțiri pot fi utilizate ca tuburi de schimb de căldură pentru aparate de aer condiționat/frigidere, înlocuind tuburile de cupru; 9c1 * aliaj de aluminiu din serie, cu peste 99% compoziție de aluminiu; Rezistența la tracțiune atinge peste 300MPa, iar conductivitatea termică este de 210W/m • k ±; Rezistența la coroziune și fluiditatea frigorifică bună.
Discuții cu privire la aplicarea aliajului de aluminiu în domeniul aparatelor de acasă - piese de schimb
Înlocuiți cupru din aliaj pentru a produce conectori frigider/aer condiționat, conectori direcți, etc; ρ (9S) = 2,80 ， ρ (9C) = 2,70 ， ρ (H62) = 8,93 ， ρ (T2 、 T3) = 7,83 ； Înlocuiți oțelul producând șuruburi și piulițe; Preveni coroziunea electrochimică a cochiliei; Îmbunătățirea performanței cuprinzătoare a aparatelor electrice.
Discuții cu privire la aplicarea aliajului de aluminiu în domeniul aparatelor de acasă - rezervorul interior al încălzitorului de apă
În prezent, se folosesc procese de îndoire, sudare și emailare a plăcilor de oțel, rezultând suduri inegale care sunt predispuse la coroziune și scurgeri, afectând durata de viață a serviciului.
Sugestie: Înlocuiți cu o căptușeală interioară din aliaj de aluminiu.
Opțiunea 1: Tub de extrudare+sudură de amestecare a frecării+oxidare micro arc, opțiunea 2: îndoire a plăcii de aluminiu+sudură de frecare+oxidare micro -arc.
Sudarea cu agitare a frecării are o cusătură de sudură netedă și o fiabilitate bună; După oxidarea micro-arc, suprafața căptușelii interioare este acoperită cu un strat ceramic de alumină, care este sigur și non-toxic.
Discuții cu privire la aplicarea aliajului de aluminiu în domeniul aparatelor de acasă - VORTEX DISC
Cei de aer condiționat pentru vehicule energetice noi folosesc pe scară largă compresoare de defilare, care au dimensiuni mici și au o eficiență ridicată de lucru; Discurile de vortex din aliaj de aluminiu sunt ușoare, au vibrații scăzute și zgomot redus; O anumită marcă străină de aparat de aer condiționat de uz casnic folosește un compresor de vortex cu un disc dinamic dinamic din aliaj de aluminiu, obținând un raport de eficiență energetică de 3,6.
Metoda tradițională
Turnare de joasă presiune; Forjarea lichidului; Forjare fierbinte; Modelarea presiunii din spate; 4032 aliaj de aluminiu; Temperatura camerei rezistență la tracțiune 360MPa, duritate 110HB.
Materiale noi și procese noi
Forjarea preciziei de pulbere tehnologie de formare a formei; Dimensiunile produselor forjate sunt similare cu cele ale pieselor finite; Poate obține o tăiere minimă sau deloc; Forjarea are o rezistență la o rezistență bună și la temperatură ridicată. Seria 9E Aliaj de aluminiu: rezistență la tracțiune a temperaturii camerei 450MPa, duritate 135HB; Rezistență la tracțiune la 350 ℃ 180MPa; Cea mai mare temperatură rezistentă la căldură poate atinge 450 ℃.
Explorarea aplicației din aliaj de aluminiu în câmpul aparatelor de acasă - găleată interioară a mașinii de spălat cu tambur
În prezent, găleata interioară a mașinilor de spălat cu tambur este în cea mai mare parte din material din oțel inoxidabil; Înlocuiți oțelul inoxidabil cu aliaj de aluminiu rezistent la coroziune și rezistent la coroziune; Poate reduce greutatea cu mai mult de 50%; Teoretic, poate îmbunătăți eficiența și poate reduce zgomotul.
Mașină de spălat putere fără încărcare
