1. Introduzzjoni
L-aluminju jikklassifika fost l-aktar metalli versatili u abbundanti użati llum, Industriji li jirfdu mill-ajruspazju għall-elettronika tal-konsumatur.
Il-kombinazzjoni tagħha ta ' piż ħafif, konduttività tajba, u Reżistenza għall-korrużjoni jagħmilha indispensabbli.
Għall-manifattura, riċikla, jew ingħaqad mal-aluminju b'mod effettiv, Inġiniera għandhom ikunu jafu eżattament meta jgħaddu minn solidu għal likwidu.
F'dan l-artikolu, Aħna nidħlu fil-punt tat-tidwib tal-aluminju - valur preċiż tiegħu, Fatturi li jinfluwenzaw, Tekniki tal-kejl, u implikazzjonijiet industrijali.
Billi tiċċara dawn id-dettalji, Aħna nimmiraw li ngħammru xjenzati tal-materjali u inġiniera tal-produzzjoni b'għarfien li jista 'jaġixxi għall-ottimizzazzjoni tal-proċessi li jiddependu fuq l-imġieba tat-tidwib tal-aluminju.
2. X'inhu l-punt tat-tidwib?
Fit-termodinamiċità, il punt ta 'tidwib Immarka t-temperatura li fiha solidu u l-fażi likwida tagħha jeżistu f'ekwilibriju.
F'din it-temperatura preċiża, Is-solidu jassorbi biżżejjed sħana biex ikisser il-kannizzata tal-kristall,
tittrasforma f'likwidu waqt li żżomm temperatura kostanti sakemm it-tidwib jitlesta.
Diversi fatturi jinfluwenzaw it-temperatura tal-ekwilibriju:
- Purità: Sustanzi puri għandhom qawwija, Punti ta 'tidwib definiti sew. Anke l-impuritajiet ta 'traċċa jistgħu jwessgħu l-firxa tat-tidwib u jnaqqsu t-temperatura tal-bidu.
- Pressjoni: Hekk kif tiżdied il-pressjoni, Il - punti ta 'tidwib tipikament jiżdiedu skont Relazzjoni Clapeyron,
li jgħaqqad bidliet fil-pressjoni u fit-temperatura fil-konfini tal-fażi permezz tal-volum u d-differenzi tal-entropija. - Liga: It-taħlit tal-aluminju ma 'elementi bħas-silikon jew ir-ram joħloq likwidu u solidus Linji fuq id-dijagramma tal-fażi.
Il-liquidus jirrappreżenta t-temperatura li hawn fuq li l-liga hija likwida għal kollox,
Filwaqt li s-solidus jindika t-temperatura taħt li hija kompletament solida. Bejn dawn iż-żewġ linji, Solidu u likwidu jeżistu.
3. Il-punt tat-tidwib tal-aluminju pur
Valur standard: 660.32 ° C. (1220.58 ° F.)
Taħt pressjoni atmosferika standard (0.1 MPA), pur aluminju idub fi 660.32 ° C. (1,220.58 ° F.).
Laboratorji jikkonfermaw dan il-valur bl-użu ta 'ċelloli ta' punt fiss ta 'preċiżjoni għolja u paragun ma' materjali ta 'referenza ċċertifikati.
Termokoppji industrijali spiss jaqraw bejn 5-10 ° C ogħla mit-temperatura vera ta 'tidwib minħabba s-sħana żejda u l-iżball tal-kejl,
Allura l-operaturi tipikament issettjaw il-punti tal-forn madwar 680–700 ° C. qabel ma tferra '.
Fatturi li jinfluwenzaw il-punt tat-tidwib tal-aluminju
Effett ta 'elementi ta' liga
Meta liga tal-aluminju, elementi bħal Silikon (U), manjesju (Mg), ram (Cu), u żingu (Zn) Ibdel l-imġieba tat-tidwib tagħha:
- Silikon (Al - Iva) ligi (E.g., A356, A319) esibiti kompożizzjonijiet ewtettiċi madwar 12.6 wt % U. It-taħlita ewtettika tagħhom idub fuq 577 ° C., billi l-likwidu jinsab qrib 615 ° C..
- Manjesju (Al - mg) żidiet (E.g., 6061 liga) imbotta l-liquidus għal bejn wieħed u ieħor 650 ° C. u s-solidus għal 582 ° C., ħolqien ta 'firxa ta' tidwib ta 'bejn wieħed u ieħor 68 ° C..
- Ram (Al-cu) u Żingu (Al - Zn) Tfal ta 'tidwib ta' ċaqliq aktar: Pereżempju, 7075 (Al -zn -mg - ma) għandu likwidu qrib 635 ° C. u solidus madwar 475 ° C., tixrid ta '~ 160 ° C.
- Il-firxa tat-tidwib ta 'kull liga tidher fuq id-dijagramma tal-fażi tagħha, u l-manifatturi għandhom jimmiraw l-ikkastjar
jew temperaturi ta 'estrużjoni ferm' il fuq mil-likwidu biex jiżguraw fluwidità kompluta u għalf xieraq ta 'sezzjonijiet irqaq.
Impuritajiet u depressjoni likwida / solida
Anke ammonti żgħar ta ' ħadid (Fe), Nickel (Fi), jew kromju (Cr) jaġixxu bħala impuritajiet,
ħafna drabi jiffurmaw komposti intermetalliċi (E.g., Al₃fe) u deprimenti t-temperatura tal-likwidu b'diversi gradi.
Pereżempju, Eżatt 0.1 wt % Fe jista 'jbaxxi l-likwidu b' ~ 2-3 ° C.
Il-fundaturi jtaffu dan billi jimpjegaw flussi (Ibbażat fuq il-klorur jew il-fluworidu) u tneħħija biex tneħħi l-ossidi u l-idroġenu,
b'hekk tiffoka l-plateau tat-tidwib u tnaqqas id-distakk bejn solidus u liquidus.
Dipendenza tal-pressjoni tat-tidwib (Relazzjoni Clapeyron)
Taħt pressjonijiet elevati, Il-punt tat-tidwib tal-aluminju jogħla b'rata ta 'bejn wieħed u ieħor 6 K / GPA.
Għall-biċċa l-kbira tal-proċessi industrijali li joperaw fi jew qrib 1 atm, Dan l-effett juri negliġibbli.
Madankollu, Riċerka bi pressjoni għolja (E.g., Esperimenti taċ-ċelloli tad-djamanti) jiżvela li fi 1 GPA, Il-punt tat-tidwib tal-aluminju jitla 'għal madwar 666 ° C..
Għalkemm mhux applikabbli direttament għall-ikkastjar standard, Din l-informazzjoni tissottolinja kif il-pressjoni tinfluwenza l-ekwilibriju solidu-likwidu.
4. Sistemi tal-liga u meded ta 'tidwib
Hawn taħt hawn lista mhux eżawrjenti iżda estensiva ta 'ligi tal-aluminju komuni u s-solidus approssimattiv tagħhom / liquidus tagħhom (tidwib) temperaturi.
F'ħafna każijiet, Kull liga turi a firxa bejn is-solidus (bidu tat-tidwib) u likwidu (likwidu kompletament) Minħabba l-liga u r-reazzjonijiet ewtettiċi.
| Liga | Solidus | Likwidu | Noti |
|---|---|---|---|
| Aluminju pur (1100) | 660.3 ° C. (1 220.5 ° F.) | 660.3 ° C. (1 220.5 ° F.) | Essenzjalment punt ta 'tidwib wieħed mingħajr firxa. |
| 1100 (PURE KUMMERĊJALI) | 660 ° C. (1 220 ° F.) | 660 ° C. (1 220 ° F.) | Impuritajiet minuri jistgħu jinbidlu minn < 1 ° C. (≈ 1.8 ° F.). |
| 2024 (AL-4.4 Cu-1.5 mg) | ~ 502 ° C. (935.6 ° F.) | ~ 642 ° C. (1 187.6 ° F.) | Firxa wiesgħa tal-iffriżar (~ 140 ° C. / ≈ 252 ° F.) Minħabba l-kontenut ta 'Cu. |
| 2014 (AL-4.4 Cu-1.5 mg) | ~ 490 ° C. (914 ° F.) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | Simili għal 2024, b'eutettika kemmxejn aktar baxxa (~ 490 ° C. / 914 ° F.). |
| 3003 (Al-1.2 mn) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | ~ 645 ° C. (1 193 ° F.) | Firxa dejqa; MN għandu ftit effett fuq it-tidwib. |
| 3004 (Al-1.2 mn-0.6 Mg) | ~ 580 ° C. (1 076 ° F.) | ~ 655 ° C. (1 211 ° F.) | Mg iwessa 'ftit il-firxa; eutettiku viċin 580 ° C. (1 076 ° F.). |
| 4043 (Al-5 Iva) | ~ 573 ° C. (1 063 ° F.) | ~ 610 ° C. (1 130 ° F.) | Wajer tal-mili komuni; Eutettiku al-si fi ~ 577 ° C. (1 071 ° F.). |
A413.0 (AL-10 IVA) |
~ 577 ° C. (1 071 ° F.) | ~ 615 ° C. (1 139 ° F.) | Ikkastjar għoli ta 'silikon; intervall ta 'ffriżar dejjaq ħafna (~ 38 ° C. / 68.4 ° F.). |
| 5052 (Al-2.5 mg) | ~ 580 ° C. (1 076 ° F.) | ~ 650 ° C. (1 202 ° F.) | Mg iwessa 'ftit il-firxa tat-tidwib; eutettiku viċin 580 ° C. (1 076 ° F.). |
| 5083 (AL-4.5 mg) | ~ 550 ° C. (1 022 ° F.) | ~ 645 ° C. (1 193 ° F.) | Mg ogħla qatra solidus għal ~ 550 ° C. (1 022 ° F.). |
| 5059 (AL-5.8 mg) | ~ 545 ° C. (1 013 ° F.) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | Serje MG għolja: solidus viċin 545 ° C. (1 013 ° F.), likwidu ~ 640 ° C. (1 184 ° F.). |
| 6061 (AL-1 mg-0.6 U) | ~ 582 ° C. (1 080 ° F.) | ~ 650 ° C. (1 202 ° F.) | Estrużjoni Komuni / Grad ta 'Forġa; Solidus ~ 582 ° C. (1 079.6 ° F.), likwidu ~ 650 ° C. (1 202 ° F.). |
| 6063 (AL-1 mg-0.6 U) | ~ 580 ° C. (1 076 ° F.) | ~ 645 ° C. (1 193 ° F.) | Simili għal 6061 iżda ottimizzat għall-estrużjoni; Firxa kemmxejn aktar baxxa. |
6082 (AL-1 MG-1 SI) |
~ 575 ° C. (1 067 ° F.) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | Misjuba fl-Ewropa; eutettiku viċin 577 ° C. (1 071 ° F.). |
| 6101 (Al-0.8 U-0.8 Cu) | ~ 515 ° C. (959 ° F.) | ~ 630 ° C. (1 166 ° F.) | Iddisinjat għal kondutturi elettriċi; Eutectic ~ 515 ° C. (959 ° F.). |
| 7050 (AL-6.2 Zn-2.3 mg) | ~ 470 ° C. (878 ° F.) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | Liga tal-ajruspazju b'qawwa għolja; Firxa wiesgħa tal-iffriżar (~ 170 ° C. / 306 ° F.). |
| 7075 (AL-5.6 Zn-2.5 mg) | ~ 475 ° C. (887 ° F.) | ~ 635 ° C. (1 175 ° F.) | Simili għal 7050; eutettiku viċin 475 ° C. (887 ° F.), likwidu ~ 635 ° C. (1 175 ° F.). |
| 7020 (AL-4.5 Zn-1.2 mg) | ~ 500 ° C. (932 ° F.) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | Zn - Mg bilanċjat; eutettiku viċin 500 ° C. (932 ° F.). |
| 5086 (AL-4.5 mg) | ~ 555 ° C. (1 031 ° F.) | ~ 650 ° C. (1 202 ° F.) | Liga tal-baħar; Solidus ~ 555 ° C. (1 031 ° F.), likwidu ~ 650 ° C. (1 202 ° F.). |
| A356 (Al -7 si -0.3 mg) | ~ 577 ° C. (1 071 ° F.) | ~ 615 ° C. (1 139 ° F.) | Liga tal-ikkastjar użata ħafna; ewtettiku fi 577 ° C. (1 071 ° F.), likwidu ~ 615 ° C. (1 139 ° F.). |
| A357 (Al -7 Si - 0.6 mg) | ~ 577 ° C. (1 071 ° F.) | ~ 630 ° C. (1 166 ° F.) | Simili għal A356 iżda b'MG ogħla; Liquidus kemmxejn ogħla (~ 630 ° C. / 1 166 ° F.). |
| A319 (Al -5.6 bi -1.5 u) | ~ 515 ° C. (959 ° F.) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | Użat f'partijiet idrawliċi; eutettiku viċin 515 ° C. (959 ° F.), likwidu ~ 640 ° C. (1 184 ° F.). |
| A380 (Al -8 si -3 ma) | ~ 546 ° C. (1 015 ° F.) | ~ 595 ° C. (1 103 ° F.) | Liga fonduta die; ewtettiku fi ~ 546 ° C. (1 015 ° F.), likwidu ~ 595 ° C. (1 103 ° F.). Firxa wiesgħa ta 'iffriżar ta' ~ 49 ° C. (≈ 88 ° F.). |
ADC12 (Al -12 si -1 ma) |
~ 577 ° C. (1 071 ° F.) | ~ 615 ° C. (1 139 ° F.) | Liga Ġappuniża Cast Cast (simili għal A380); Eutectic ~ 577 ° C. (1 071 ° F.), likwidu ~ 615 ° C. (1 139 ° F.). |
| A206 (Al -4.5 ma ') | ~ 515 ° C. (959 ° F.) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | Liga tal-ikkastjar tal-inġinerija; eutettiku viċin 515 ° C. (959 ° F.). |
| 226 (Al -2 bi -0.6 u) | ~ 515 ° C. (959 ° F.) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | Liga tal-ikkastjar li tista 'titqajjem; eutettiku viċin 515 ° C. (959 ° F.). |
| Al -li (E.g., 1441) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | ~ 665 ° C. (1 229 ° F.) | Żidiet tal-litju densità aktar baxxa; eutettiku viċin 640 ° C. (1 184 ° F.). |
| Skandju-aluminju (Scal) | ~ 640 ° C. (1 184 ° F.) | ~ 660 ° C. (1 220 ° F.) | Skandju (0.1–0.5 %) Irfina l-qamħ; Medda ta 'tidwib dejqa ħdejn al pur. |
| Al - be (Albemet) | ~ 620 ° C. (1 148 ° F.) | ~ 660 ° C. (1 220 ° F.) | Żidiet tal-berillju jiffurmaw il-fażi omega; idub ħdejn firxa pura. |
| Varjanti tan-nano-liga | Varjat (~ 650 ° C. / 1 202 ° F.) | Varjat (~ 660 ° C. / 1 220 ° F.) | Ligi tar-riċerka b'nano-preċipitati jistgħu jbiddlu t-tidwib b '± 5 ° C. (± 9 ° F.). |
Noti u osservazzjonijiet:
- Aluminju pur (1100) idub eżattament fuq 660.3 ° C. (1 220.5 ° F.); kummerċjali 1100 jista 'juri ± żgħir 1 ° C. (± 1.8 ° F.) varjazzjoni minħabba traċċi ta 'impuritajiet.
- Ligi tal-ikkastjar Al-Si (A356, A380, ADC12, A413) karatteristika valuri solidus minn 546 ° C. (1 015 ° F.) biex ~ 577 ° C. (1 071 ° F.), b'liquidus qrib 595-615 ° C (1 103–1 139 ° F.).
L-intervalli ta 'ffriżar relattivament dojoq f'xi wħud (E.g., A356) Rendi mikrostrutturi fini u proprjetajiet mekkaniċi tajbin. - Ligi maħduma li għandhom MG (5052, 5083, 6061, 6082, 6063) juru Temperaturi ta 'solidus bejn 545 ° C. (1 013 ° F.) u 582 ° C. (1 080 ° F.),
Filwaqt li Liquidus jinsab bejn 640 ° C. (1 184 ° F.) u 655 ° C. (1 211 ° F.).
Hekk kif il-kontenut Mg jitla ', Is-solidus jonqos aktar baxx, Twessa 'l-firxa tat-tidwib. - Saħħa għolja 7000 Serje (7050, 7075) esebizzjoni ħafna Firxiet tal-iffriżar wiesa ',
ewtettiċi qrib 470-475 ° C (878–887 ° F.) u liquidus madwar 635-640 ° C (1 175–1 184 ° F.).
Kontroll bir-reqqa tal-proċess (ikkastjar bil-vakwu, HPDC) huwa essenzjali biex tevita cracking sħun. - Ligi tal-aluminju b'ħafna ram (2024, 2014) ikollok Valuri ta 'solidus qrib 490-502 ° C (914–935 ° F.)
u Qrib qrib 640-642 ° 100 (1 184–1 188 ° F.)—Dandat kbir ħafna ta '~ 140 ° C (≈ 252 ° F.), titlob ġestjoni preċiża tat-temperatura biex tevita difetti. - Ligi emerġenti (Al -li, Scal, Albemet, Nano-ligi) Tweak imġieba ta 'tidwib bi ftit gradi biss iżda toffri vantaġġi mekkaniċi jew ta' proċessar uniċi.
5. Metodi ta 'kejl u determinazzjoni
L-indikazzjoni preċiża tal-punt tat-tidwib tal-aluminju teħtieġ metodi tal-laboratorju kkontrollati. Inġiniera u riċerkaturi jiddependu fuq:
Kalorimetrija tal-iskannjar differenzjali (DSC)
DSC ikejjel il-fluss tas-sħana f'kampjun żgħir tal-aluminju (5–10 mg) Hekk kif ir-rampi tat-temperatura b'rata magħrufa (E.g., 10 ° C / min).
Il quċċata endotermika fi 660.3 ° C jikkorrispondi għas-sħana moħbija tal-fużjoni (bejn wieħed u ieħor 10.71 KJ / mol, jew 394 J / g).
Strumenti ta 'preċiżjoni għolja DSC jiksbu preċiżjoni ta' ± 0.5 ° C billi jikkalibraw b'referenzi primarji bħal Indium (punt ta 'tidwib 156.6 ° C.) u żingu (419.5 ° C.).
Analiżi termali differenzjali (DTA)
Fid-DTA, referenza (materjal inert) u l-kampjun tal-aluminju jaqsmu l-istess programm ta 'tisħin. Id-differenza fit-temperatura bejniethom tiżvela bidu tat-tidwib.
Għalkemm inqas preċiż minn DSC, DTA tipprovdi riżoluzzjoni ta '± 1 ° C, Jagħmilha utli għall-karatterizzazzjoni ta 'firxiet tal-liga meta mqabbla ma' kurvi tat-tkessiħ.
Testijiet tal-forn ibbażati fuq termokoppja
Il-funderiji industrijali spiss jiddependu fuq Tip k (NICR - NIAL) jew Tip n (Nicrsi-xi wħud) Thermocouples imdaħħla fl-aluminju mdewweb.
Hekk kif jilħaq il-kampjun 660 ° C., L-operaturi jinnutaw temporanju plateau (Stil tal-forn tal-punt tas-silġ) li tindika assorbiment tas-sħana moħbija.
Madankollu, sħana żejda tista 'timbotta t-temperatura apparenti għal 680–700 ° C. Qabel ma tinżel lejn il-likwidu veru.
Kalibrazzjoni ripetuta kontra metalli ta 'referenza tgħin tikkoreġi għal żbalji sistematiċi iżda ma tistax telimina kompletament il-preġudizzji relatati mal-ossidazzjoni.
Sfidi fil-preċiżjoni (Ossidazzjoni, Sħana żejda)
L-aluminju mdewweb malajr jifforma Alumina (Al₂o₃) Film fuq wiċċha, Qari ta 'temperatura ta' likwidu ta 'ġewwa u skewing iżolanti.
Fl-istess ħin, Aluminju bl-ingrossa spiss sħana superhezza sa 20-30 ° C 'il fuq mill-likwidu tiegħu minħabba li l-ostakli tan-nukleazzjoni jdewmu l-bidu tat-tidwib.
Biex tegħleb dawn il-kwistjonijiet, Laboratorji ħawwad kampjuni taħt gass inert (Argon) jew applika flussi biex ikissru films ta 'ossidu qabel ma tieħu kejl.
Huma wkoll immuntati ċelloli tal-punt fiss biex jikkalibraw it-termokoppji kontra standards ċertifikati.
6. Prattiki ta 'tidwib u ikkastjar industrijali
F'ambjenti industrijali, L-aluminju rarament idub fl-iżolament; L-operaturi jinqatgħu permezz ta 'sekwenza ta' prattiki speċjalizzati biex jipproduċu ikkastjar ta 'kwalità:
Tipi ta 'forn tipiċi
- Fran ta 'induzzjoni: Kojls elettromanjetiċi malajr isaħħnu ruttam jew ingotti.
Minħabba li l-induzzjoni tikkonċentra s-sħana fil-metall, Dawn il-fran idubu l-aluminju b'mod effiċjenti fi 700–750 ° C.. - Fran ta 'reverberatorji: Il-fuklari li jinqabdu bil-gass jippermettu lottijiet kbar (sa diversi tunnellati) biex idub fuq 700–720 ° C.. L-operaturi jegħleb lil Dross waqt li jżommu t-temperatura minima żejda.
- Fran li jdur: Drums inklinati jduru biex tgħaqqad it-tisħin u t-taħwid, iż-żamma ta 'temperatura uniformi madwar 700–750 ° C. u toffri taħlit tajjeb għall-omoġenjità tal-liga.
- Fran tal-griġjol: Unitajiet ta 'kapaċità iżgħar (50–200 kg) Saħħan l-aluminju permezz ta 'elementi elettriċi jew propan, iżomm il-metall viċin 680–700 ° C. sakemm tferra.
Fluxing u Degassing
L-aluminju mdewweb faċilment nases l-idroġenu (Solubilità sa 0.7 cm³ h₂ / 100 g al fi 700 ° C.).
Biex timminimizza jinxtorob il-porożità, Funderies Bubble Gassijiet Inerti (Argon, Nitroġenu) Permezz tad-dewweb, l-inkoraġġiment tal-idroġenu biex jaħrab.
Jintroduċu wkoll Flussi- Tipikament taħlita ta 'kloruri jew fluworidi - li jinħallu u jżommu f'wiċċ l-alumina, tagħmilha aktar faċli biex xkumat.
Fluxing effettiv inaqqas l-inklużjoni ta 'ossidu b'aktar minn 80 %, Titjib direttament l-integrità finali tal-ikkastjar.
Konsiderazzjonijiet ta 'konsum ta' enerġija u effiċjenza
It-tidwib tal-aluminju primarju jikkonsma madwar 13–15 kWh kull kilogramma tal-metall prodott.
B'kuntrast, sekondarja (riċiklat) aluminju teħtieġ biss 1.8–2.2 kWh kull kilogramma- A bejn wieħed u ieħor 85 % iffrankar ta 'enerġija.
Fran moderni lieva Linings tal-fibra taċ-ċeramika, berners riġenerattivi, u Irkupru tas-sħana tal-iskart Biex tnaqqas l-użu tal-enerġija minn addizzjonali 15–20 %.
Track Track spiża ta 'enerġija għal kull tunnellata ta 'tidwib mill-qrib, Hekk kif it-tisħin jammonta sa sa 60 % Tal-ispiża totali tal-ikkastjar.
Dewweb trattament u kontroll tat-temperatura għall-kwalità
Biex tiżgura kompożizzjoni konsistenti tal-liga u timminimizza l-makro-segregazzjoni, L-operaturi ħawwad l-aluminju mdewweb bl-użu ta 'impellers mekkaniċi jew taħwid elettromanjetiku.
Huma jżommu dewweb 700–720 ° C. Għal Xarrab Brief (5–10 minuti) qabel it-trasferiment għal fran.
Kontrolluri tat-temperatura - ħafna drabi marbuta ma Pirometri infra-aħmar—Maintain ± 5 ° C stabbiltà, Il-prevenzjoni ta 'sħana żejda eċċessiva filwaqt li tiżgura l-fluwidità għal ikkastjar ta' sezzjoni rqiqa.
7. Implikazzjonijiet industrijali u prattiċi
Metallurġija: Proċessi ta 'tidwib u ikkastjar
Il-funderiji jikkalibraw fran sa 20-40 ° C 'il fuq mill-likwidu tal-liga biex jiżguraw mili komplet ta' forom.
Temperatura baxxa wisq (E.g., inqas minn 50 ° C. likwidu) jikkawża għeluq u misruns kesħin,
Filwaqt li s-sħana eċċessiva (E.g., > 150 ° C. likwidu) taċċellera l-ossidazzjoni u l-formazzjoni tad-dross.
Il-kwalità tat-tidwib tinfluwenza direttament il-proprjetajiet mekkaniċi: Ir-rendiment ta 'tidwib ikkontrollat tajjeb tawwalija
hawn fuq 12 % fil-ikkastjar A356, Filwaqt li kontroll fqir jista 'jnaqqas id-duttilità għal taħt 5 %.
Aerospazjali, Automotive, u użi tal-kostruzzjoni
- Aerospazjali: Investiment ta 'preċiżjoni tal-ikkastjar ta' ligi al-li (likwidu ~ 640 ° C., Solidus ~ 510 ° C.) Jitlob indafa li jdub biex tevita l-porożità fil-komponenti tal-magna tal-ġett kritiku.
- Automotive: Casting ta 'A380 bi pressjoni għolja ta' A380 (likwidu ~ 595 ° C.) Għal każijiet ta 'trasmissjoni teħtieġ tisħin tal-moffa lejn 240–260 ° C. Biex tevita l-bard.
- Kostruzzjoni: Estrużjoni ta ' 6061 għall-gwarniċi tat-twieqi jiġri fi 500–520 ° C., sew taħt il-likwidu, Ibbilanċja l-formabilità bi stabbiltà dimensjonali.
Konsiderazzjonijiet ta 'wweldjar u manifattura ta' addittivi
- Iwweldjar tal-fużjoni: Iwweldjar bl-ark tat-tungstenu tal-gass (Gtaw) ta '6061-T6 jimxi fuq Elettrodu DC Negattiv b'input tas-sħana mfassal biex iżomm il-ġabra tal-weldjatura fi 650–700 ° C..
Madankollu, Iż-żona affettwata mis-sħana (Haz) jista 'jinżel hawn taħt 500 ° C., li tikkawża trattib jekk mhux imdaħħal mill-ġdid. - Manifattura addittiva (SLM / EBM): Trab tal-aluminju fin (Daqs tal-partikula 15-45 µm) fi
Il-fużjoni tas-sodda tat-trab teħtieġ lejżers jew travi tal-elettroni li jiġġeneraw temperaturi lokali ta ' 1,000 ° C + Biex tikkumpensa għal riflettività u konduttività għolja.
Il-parametri tal-proċess għandhom jimminimizzaw il-keyholing u l-ispatter, Minkejja l-punt ta 'tidwib aktar baxx tal-aluminju mill-azzar.
Disinjar ta 'trattament tas-sħana & Xogħol sħun
L-iskedi tal-forġa jew tal-estrużjoni jibqgħu sew taħt Solidus - tipikament 350–550 ° C. (662–1 022 ° F.)- Biex tevita t-tidwib inċipjenti.
Wara li tifforma, Il-ligi spiss jgħaddu minn soluzzjoni qrib 515–535 ° C. (959–995 ° F.) u t-tkessiħ biex tistabbilixxi T6 jew tempers oħra.
Effiċjenza tar-riċiklaġġ
L-irfid sekondarju tal-aluminju jdub ħafna ligi fuq 700–720 ° C. (1 292–1 328 ° F.),
kisba 90–95 % irkupru f '~ 0.5–0.8 kWh / kg - FAR Enerġija aktar baxxa milli terġa' tidwib l-azzar (1,400–1,600 ° C. / 2-4 kWh / kg).
8. Paraguni ma 'metalli oħra
| Materjal | Solidus | Likwidu | Noti |
|---|---|---|---|
| Aluminju pur (1100) | 660.3 ° C. (1 220.5 ° F.) | 660.3 ° C. (1 220.5 ° F.) | Punt ta 'tidwib wieħed; L-ebda firxa ta 'ffriżar. |
| Ram (C11000) | 1 084 ° C. (1 983.2 ° F.) | 1 084 ° C. (1 983.2 ° F.) | Użat ħafna għall-wajers elettriċi u l-plaming. |
| Azzar tal-Karbonju (A36) | ~ 1 425 ° C. (2 597 ° F.) | ~ 1 540 ° C. (2 804 ° F.) | Il-firxa eżatta tvarja ftit mal-kontenut tal-karbonju. |
| Stainless Steel (304) | ~ 1 385 ° C. (2 525 ° F.) | ~ 1 450 ° C. (2 642 ° F.) | Liga tal-kromju-nikil b'reżistenza tajba għall-korrużjoni. |
| Ram (C360) | ~ 907 ° C. (1 664.6 ° F.) | ~ 940 ° C. (1 724 ° F.) | Liga tar-ram-żingu użata ħafna għal partijiet mekkaniċi. |
| Bronż (C93200) | ~ 920 ° C. (1 688 ° F.) | ~ 1 000 ° C. (1 832 ° F.) | Liga tal-landa tar-ram użata għall-bearings u gerijiet. |
| Żingu (99.99%) | 419.5 ° C. (787.1 ° F.) | 419.5 ° C. (787.1 ° F.) | Plating komuni u ikkastjar tal-metall. |
| Manjesju (AZ91D) | ~ 595 ° C. (1 103 ° F.) | ~ 650 ° C. (1 202 ° F.) | Metall ħafif, ħafna drabi ligata bl-aluminju. |
| Titanju (Gr 2) | 1 665 ° C. (3 029 ° F.) | 1 665 ° C. (3 029 ° F.) | Saħħa għolja, ħfief, u reżistenti għall-korrużjoni. |
Liga tal-aluminju 6061 |
~ 582 ° C. (1 079.6 ° F.) | ~ 650 ° C. (1 202 ° F.) | Estrużjoni Komuni / Liga tal-Forġa; Firxa tal-iffriżar ~ 68 ° C (122 ° F.). |
| Liga tal-aluminju A356 | ~ 577 ° C. (1 071 ° F.) | ~ 615 ° C. (1 139 ° F.) | Liga mitfugħa (Al -7 si -0.3 mg); Firxa ta 'ffriżar dejqa (~ 38 ° C. / 68 ° F.). |
| Liga tal-aluminju 7075 | ~ 475 ° C. (887 ° F.) | ~ 635 ° C. (1 175 ° F.) | Liga tal-ajruspazju b'qawwa għolja; Firxa wiesgħa tal-iffriżar (~ 160 ° C. / 288 ° F.). |
| Nickel (99.5%) | 1 455 ° C. (2 651 ° F.) | 1 455 ° C. (2 651 ° F.) | Reżistenti għall-korrużjoni, Applikazzjonijiet ta 'temperatura għolja. |
| Kromju (99.5%) | 1 907 ° C. (3 465.4 ° F.) | 1 908 ° C. (3 466.4 ° F.) | Iebsa estremament u reżistenti għall-ilbies. |
| Landa (99.8%) | 231.9 ° C. (449.4 ° F.) | 231.9 ° C. (449.4 ° F.) | Użat fil-solders u l-plating. |
9. Konklużjoni
Il-punt tat-tidwib tal-aluminju, 660.32 ° C., ankri għadd ta 'operazzjonijiet industrijali, Minn tidwib primarju għal manifattura ta 'addittivi avvanzati.
Il-limitu ta 'tidwib relattivament baxx tiegħu jnaqqas il-konsum tal-enerġija, taċċellera r-riċiklaġġ,
u jissimplifika l-ikkastjar meta mqabbel ma 'metalli li jinħallu ogħla bħar-ram u l-azzar.
Hekk kif l-industriji jkomplu jimbuttaw għal eħfef, aktar b'saħħithom, u komponenti tal-aluminju aktar kumplessi,
Il-fehim u l-immaniġġjar tal-imġieba tat-tidwib tal-aluminju jibqgħu kruċjali.
Aktar riċerka dwar nano-liga, Tdub tal-pressjoni estrema, u metodi ta 'tisħin effiċjenti fl-enerġija wegħdiet
Biex napprofondixxu l-għarfien tagħna ta 'din it-tranżizzjoni fundamentali - solida għal likwidu - li tiddefinixxi r-rwol tal-aluminju fil-metallurġija moderna.
