铝合金是如何制造的?
目前工业生产原铝的唯一方法是霍尔-埃鲁铝电解法。由美国的霍尔和法国的埃鲁于1886年发明。霍尔-埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石(Na3AlF6)为熔剂组成的电解质,在950-970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧,铝在碳阴极以液相形式析出,氧在碳阳极上以二氧化碳气体的形式逸出。每生产一吨原铝,可产生1.5吨的二氧化碳,综合耗电在15000kwh左右。工业铝电解槽大体上可以分为侧插阳极自焙槽、上插阳极自焙槽和预焙阳极槽三类。由于自焙槽技术在电解过程中电耗高、并且不利于对环境的保护,所以自焙槽技术正在被逐渐淘汰。目前全球原铝年产量约为2800万吨,我国的原铝年产量约为700万吨。必要时可以对电解得到的原铝进行精炼得到高纯铝。
电镀Ni最多的使用Ni(CN)42-电解,生成Ni,虽然污染比较大,但是电镀效果最好。具体操作程序不太清楚,因为化学系不讲操作,可以咨询化工系的同学。至于Ni的提取,可以把镀有Ni的铝合金溶解在浓NaOH中,铝变成NaAlO2,而Ni不反应,但是要注意生成的Ni准确的说应该叫Raney Ni,因为Ni表面吸附有原子态的H,是很强的加氢试剂,所以要注意其与空气接触有爆炸的危险。如果条件得好的话,可以通过熔融过滤的方法,利用Ni和Al的熔点差异调节温度,使Ni(l)和Al(s)共存,通过特殊的“滤纸”可以把固态的Al过滤出来,从而与Ni分离,但后者很难做到80%以上的纯度。
1、使用再生铝制作铝合金。具体工艺流程是:选料——清洗——成分化验——分类——熔化——精炼除气——成分化验——成分调配——成分检验——浇铸铝锭——包装入库
2、使用A00铝(纯铝)配置铝合金。具体工艺是:确定合金牌号及成分——按投入的A00铝计算需要投入的其它成分的量——按照计算好的量将A00铝及和合金的中间合金锭投入熔炉熔化——精炼除气——成分检测——成分微调——成分检测——浇铸铝锭-包装入库
精炼原理:利用其中的主要成分NaNO3,石墨不发生化学反应,而在高温下自身热能生成不熔于铝合金液的气体N2,CO2,NO等来起精炼净化作用。
废铝料的备制 首先,对废铝进行初级分类,分级堆放,如纯铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。对于废铝制品,应进行拆解,去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件,再经清洗、破碎、磁选、烘干等工序制成废铝料。废铝的液化分离是今后回收金属铝的发展方向。
它将废铝杂料的预处理与重新熔铸相结合,既缩短了工艺流程,又可以最大限度地避免空气污染,而且使得净金属的回收率大大提高。装置中有一个允许气体微粒通过的过滤器,在液化层,铝沉淀于底部,废铝中附着的油漆等有机物在450℃以上分解成气体、焦油和固体炭。
再通过分离器内部的氧化装置完全燃烧。废料通过旋转鼓搅拌,与仓中的溶解液混合,砂石等杂质分离到砂石分离区,被废料带出的溶解渡通过回收螺旋桨返回液化仓。
根据废铝料的备制及质量状况,按照再生产品的技术要求,选用搭配并计算出各类料的用量。配料应考虑金属的氧化烧损程度,硅、镁的氧化烧损较其他合金元素要大,各种合金元素的烧损率应事先通过实验确定之。废铝料的物理规格及表面洁净度将直接影响到再生成品质量及金属实收率。
除油不干净的废铝,最高将有 20 %的有效成分进入熔渣。再生变形铝合金 用废铝合金可生产的变形铝合金有3003 、3105 、3004 、3005 、5050 等,其中主要是生产3105合金。为保证合金材料的化学成分符合技术要求及压力加工的工艺需要,必要时应配加一部分原生铝锭。
再生铸造铝合金废铝料只有一小部分再生为变形铝合金,约 1/4 再生成炼钢用的脱氧剂,大部分用于再生铸造用铝合金。废铝料只有一小部分再生为变形铝合金。美、日等国广泛应用的压铸铝合金 A380 、 ADCl0 等基本上是用废铝再生的。再生铝的主要设备一般采用燃油或燃气的专用静置炉。
扩展资料铝和铝合金的塑性加工,应保证产品达到稳定,一致的所需尺寸精度,力学性能和良好的表面质量。还要注意防止机械损伤和腐蚀,控制晶粒度和组织结构,这些质量要求主要靠生产工艺及设备来保证。铝及其合金一般具有较好的塑性,易于塑性加工。硬铝的相组分较复杂。
存在低熔相和金属间化合物等脆性组织,它的塑性加工具有一些特点:如进行均匀化处理消除坯锭冷却时产生的内应力和晶内偏析;坯锭表面要进行铣削加工,去掉低熔相产生的表面偏析物。某些铝合金为提高耐蚀性和加工性还要进行包铝。铝合金有过热敏感性,必须严格控制加热温度。
熔炼炉多用燃气反射炉或燃油反射炉,一般容量为20~40吨或更大;也采用电阻加热反射炉,容量一般为10吨左右。为缩短装炉时间,提高熔化效率,减少吸收气体和卷入氧化膜,工业上已采用倾转式顶装料圆型炉。熔炼时最好应用快速分析仪器分析合金成分,并及时调整。
参考资料来源:百度百科-铝加工
铝合金 概述
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展,同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域,因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
纯铝的密度小(ρ=2.7g/m3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mM2,故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。这样使得其“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导
1.等离子切割
等离子切割是一种以高温高速等离子弧为热源,将切割金属局部熔化,同时利用高速气流将熔化的金属吹走形成狭窄切口的一个过程。氢气作为切割气体,氩气作为引弧气体,氮气是涡流气体,冷却割矩的各个部件并吹掉已融化的金属。
等离子切割的优点有:加工速度快,对中厚板材及大型板材加工能力强。但等离子切割产品需要二次加工,切割产生的弧光大,气体烟尘有毒,对环境污染较大。
2.高压水射流切割
高压水射流切割是利用高压缸将普通的自来水加压到250~400MPa,然后再通过内孔直径0.15~0.35mm的宝石喷嘴喷射形成速度为800~1000m/s的高速射流,并在水箭中加入适量的砂子用来切割所有的软硬材料。水切割的优点是:切割时几乎不会产生热量,产品无热变形,可以保证产品尺寸精度;切缝窄且切割表面光滑,不需二次加工,提高了生产效率;水切割能很好地解决一些熔点高、合金、复合材料等特殊材料的切割加工。但由于水刀水箭滞后及切口斜边现象所造成的公差误差,对于超过一定厚度(40mm以上)或者精度要求很高的零件,使用水刀加工并不能达到最佳的效果。
3.激光切割
激光切割是一种新型的加工技术,目前已经广泛应用于金属切割、玻璃切割、雕刻等各种行业。激光是一种光,是由原子(分子或离子等)跃迁产生的,但它与普通光不同的是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射,此后的过程完全由激光辐射决定,因此激光具有高相干性、高强度性、高方向性,激光切割机通过激光器产生激光后,由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上,使加工物品(表面)受到强大的热能而温度急剧增加,使该点因高温而迅速地融化或汽化,配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。
激光切割机优点是:加工对工件没有机械压力,所以切割出来产品精度很高,不需二次加工;切割速度快,操作简便,自动化程度高;可切割任意复杂形状的产品,它往往比冲切、模型压成工艺更被优先选用,虽然加工速率慢于冲切,但它节约了模具费用,经济成本低。但对于厚度超过6mm的铝合金板材,使用激光加工,切割效果不好,而且设备对使用环境要求较高,在设备出现故障后维修时间较长。
4.结语
三种不同的下料方法各有优缺点,通过几年时间的应用,目前它们已经被稳定地用于城轨车辆铝合金配件的批量生产中,并取得了较好的效果。