Introdução ao alumínio e materiais de liga de alumínio
O alumínio é o elemento metálico mais amplamente distribuído e abundante na crosta terrestre, representando aproximadamente 7,3-8,3% da massa total da crosta, perdendo apenas o oxigênio e o silício; O alumínio foi descoberto no início do século 19 e começou a ter escala de produção no início do século XX; A liga de alumínio duro foi inventada no início do século XX e foi amplamente utilizada na indústria militar durante a Primeira Guerra Mundial.
Alumínio de alumínio: uma liga baseada em alumínio com uma certa quantidade de outros elementos de liga adicionados, que é um dos materiais metais leves.
Liga de alumínio vs aço
A liga de alumínio possui baixa densidade, força moderada, alta resistência específica e rigidez específica; Excelente resistência à corrosão; Alta condutividade térmica e condutividade elétrica; O alongamento médio, o processamento plástico requer controle estrito dos parâmetros do processo; A dificuldade de soldagem é um pouco mais alta.
Classificação de ligas de alumínio e alumínio por método de processamento
Liga de alumínio de fundição: uma liga de alumínio com a forma desejada e as propriedades estruturais obtidas, lançando -a em vários modelos sob determinadas condições de temperatura, velocidade e força externa, utilizando a boa fluidez e a preenchimento da liga de alumínio.
Liga de alumínio deformada: várias ligas de alumínio semi-acabadas, como pratos, tubos, bares, fios e perfis feitos de lingotes de alumínio derretidos e fundidos com ingredientes de liga como matérias-primas e processadas por vários métodos de processamento de pressão (rolando, extrusão, alongamento, forjamento , etc.).
Liga de alumínio fundido e liga de alumínio deformada
A principal diferença entre a liga de alumínio fundido e a liga de alumínio deformada é que o teor de silício de elemento de liga na liga de alumínio fundido excede isso na maioria das ligas de alumínio deformadas; A liga de alumínio deformada possui uma estrutura densa, composição e propriedades uniformes, alta resistência e boa plasticidade; A fundição de liga de alumínio tem boa processabilidade, é menos limitada pelo design da estrutura de componentes e possui alta eficiência de produção; A liga de alumínio fundindo tem um bom desempenho de fundição e pode ser usado para fazer peças de forma complexas; Não há necessidade de grandes equipamentos adicionais; Tem as vantagens de economizar metais, reduzir custos e reduzir o horário de trabalho, e é amplamente utilizado nas indústrias civis e da aviação. Também é usado para fabricar peças como cabeças de cilindro, transmissões e pistões para automóveis, carcaças para instrumentos e medidores e corpos de bombeamento para superalimentadores.
Deformable aluminum alloy plays a major role in the materials used in aviation and aerospace products, such as aircraft skins, main beams, frames, ribs, landing gear parts, conduits, rivets, etc. It is also widely used in shipbuilding, automotive, and Indústrias de construção.
Método para designação de graus de liga de alumínio fundido (GB/T 8063-2017)
Atualmente, não existe um padrão unificado para fundir ligas de alumínio internacionalmente, e cada país (empresa) tem sua própria nomeação e terminologia de liga. De acordo com os padrões chineses, os graus de metal não ferrosos do elenco consistem em "Z", o símbolo do elemento do metal base, o símbolo do elemento de liga principal e um número indicando o conteúdo nominal do elemento de liga; Quando há mais de 2 elementos de liga, o grau de liga deve listar os símbolos do elemento e seu conteúdo nominal que são suficientes para indicar as principais características da liga; Os símbolos dos elementos de liga são organizados em ordem decrescente de seu conteúdo nominal; Exceto pelo conteúdo nominal do elemento matricial, que não é indicado, o conteúdo nominal de outros elementos da liga é indicado após o símbolo desse elemento.
Fundindo código de liga de alumínio
Método para designação de ligas de alumínio e alumínio deformadas (GB/T 16474-2011)
O método de nomenclatura para os graus de liga de alumínio e alumínio deformados adota um sistema de quatro caracteres: o primeiro, o terceiro e o quarto dígitos são algarismos de árabe, e o segundo dígito é uma letra capitária inglesa; O primeiro dígito representa o grupo de ligas de alumínio e alumínio; O segundo dígito ou letra representa a modificação da liga de alumínio puro ou alumínio original; Os dois últimos dígitos indicam a pureza de diferentes ligas de alumínio ou alumínio no mesmo grupo; As notas internacionais do sistema de quatro dígitos podem ser referenciadas diretamente. Por exemplo: 7A047075.
Grupos de ligas de alumínio e alumínio deformadas
Código de Estado para ligas de alumínio e alumínio deformadas (GB/T16475-2008)
Códigos de estado básicos para ligas de alumínio e alumínio deformadas: F (estado de trabalho livre), O (Estado recozido), H (estado endurecido pelo trabalho), W (estado de tratamento térmico da solução), t (estado de tratamento térmico).
O desempenho e o estado dos materiais de liga de alumínio estão diretamente relacionados
Notas de alumínio e alumínio deformadas
Classes de liga de alumínio usadas na China: LG1 、 LD10 ； Classificado por propriedades e aplicações de liga: alumínio puro industrial (L), alumínio industrial de alta pureza (LG), alumínio revestido (LB), alumínio à prova de ferrugem (LF), alumínio duro (alumínio dura ( Ly), alumínio ultra duro (LC), alumínio forjado (LD), alumínio especial (LT), etc; Geralmente, pode corresponder a quatro graus do sistema de caracteres, que podem ser encontrados no GB/T 3190-2008.
Status de desenvolvimento de materiais de liga de alumínio na China
A China é uma grande produtora e consumidor de materiais de liga de alumínio; Os materiais de liga de alumínio têm uma ampla gama de aplicações em transporte, marinho, aeroespacial e outros campos, especialmente em alguns componentes leves leves de automóveis, aviões, aeroespacial, navios e outros campos. Os materiais de liga de alumínio são insubstituíveis; A China é um país com uma grande produção de materiais de alumínio e uma grande escala de equipamentos de produção no mundo; Atualmente, a grande maioria dos materiais de liga de alumínio na China pertence a produtos de médio a baixa, e alguns produtos ainda precisam ser adquiridos a preços altos do exterior, com níveis desatualizados de processamento e baixa estabilidade do produto.
Objetivos de desenvolvimento de materiais de liga de alumínio na China
Relatório de pesquisa de 2019 sobre a estratégia de desenvolvimento de materiais básicos (metais não ferrosos) pela Academia Chinesa de Engenharia. Com base na situação real na China e nos gargalos encontrados no campo de liga de alumínio, a Associação de Metais Não Ferrosos da China propõe os seguintes metas de desenvolvimento de médio prazo: até 2030, os materiais de liga de alumínio de alto desempenho alcançarão padrões internacionais, com alguns bons atingindo o bem internacional Os níveis e as propriedades mecânicas e de processo abrangentes dos materiais atenderão aos requisitos dos indicadores modernos da indústria de manufatura; Até 2035, os materiais de liga de alumínio atingirão um bom nível internacional, alcançando a auto-suficiência e a exportação da grande maioria dos materiais de liga de alumínio e realizando o desenvolvimento da indústria global de ligas de alumínio.
Novo progresso em materiais de liga de alumínio na China
Há uma demanda urgente por materiais de liga de alumínio de grande e alto desempenho em campos de aplicação a jusante; Refinamento da microestrutura; Adicionando elementos de lítio ou terras raras, etc; Através da tecnologia de pós-processamento: rolamento de precisão múltipla, grande deformação, etc; Materiais compostos à base de alumínio; Liga de alumínio metalurgia em pó; Formação de spray, formação de coagulação e formação tixotrópica.
9 Série Liga de alumínio de metalurgia em pó de alto desempenho
As realizações de pesquisa e desenvolvimento do Instituto Changchun de Química Aplicada, Academia Chinesa de Ciências, que levaram mais de 20 anos; Projeto de incubação do Instituto de Pesquisa de Tecnologia Química Aplicada de Qingdao Zhongke; Os projetos de liga de alumínio em pó industrializados do mundo; Usando a liga mecânica+tecnologia de produção de metalurgia de formação/metalurgia semi-sólida, uma série de ligas especiais de alumínio com alta resistência (9s), alta resistência à corrosão (9c), resistência ao serviço de alta temperatura (9H), baixa expansão e alta resistência ao desgaste (9E ) são preparados; Ele preenche a lacuna em ligas de alumínio na China e pode substituir as ligas de alumínio 7075, 5083, CZ42 e 4032 importadas.
Propriedade
Os materiais especiais de liga de alumínio preparados pelo método de metalurgia em pó têm alta resistência, desempenho estável e indicadores significativamente melhores do que as ligas de alumínio tradicionais produzidas na industrialização; Os indicadores de desempenho mecânico dos materiais na direção tridimensional são basicamente os mesmos.
Método de moldagem
Excelente processo de sinterização pode obter um bom desempenho sem tratamento com envelhecimento, e o processo é simples.
Desempenho de soldagem
O mecanismo de micro reforço do material da liga de alumínio de 9 séries não mostra uma diminuição significativa na força na junta de soldagem por atrito.
Exploração da aplicação de liga de alumínio no campo dos eletrodomésticos
Discussão sobre a aplicação da liga de alumínio no campo de eletrodomésticos - chapa de chapas de metal
A placa de alumínio tem melhor resistência à corrosão que a placa de aço; A anodização comum pode melhorar a estética; A anodização dura/oxidação do micro arco pode melhorar a resistência e a segurança do desgaste; Pode ser usado para painéis, quadros estruturais, gavetas, etc; Resistente a manchas, resistente ao sol e não facilmente arranhado.
Possível dificuldade técnica: uniformidade do tratamento de superfície para placas de tamanho grande.
Discussão sobre a aplicação da liga de alumínio no campo dos eletrodomésticos - perfis e tubos
Os perfis de liga de alumínio podem substituir o aço e ser usados como materiais de suporte estrutural para eletrodomésticos; Os tubos de parede finos podem ser usados como tubos de troca de calor para ar condicionado/geladeira, substituindo os tubos de cobre; 9C1 * Liga de alumínio da série, com composição de mais de 99% de alumínio; A resistência à tração atinge mais de 300MPa e a condutividade térmica é de 210w/m • k ±; Resistência à corrosão e boa fluidez de refrigerante.
Discussão sobre a aplicação da liga de alumínio no campo dos eletrodomésticos - peças de reposição
Substitua o cobre da liga para produzir conectores de geladeira/ar condicionado, conectores diretos, etc; ρ (9S) = 2,80 ， ρ (9C) = 2,70 ， ρ (H62) = 8,93 ， ρ (T2 、 T3) = 7,83 ； Substitua a aço produzindo parafusos e porcas; Impedir a corrosão eletroquímica da concha; Melhore o desempenho abrangente de aparelhos elétricos.
Discussão sobre a aplicação da liga de alumínio no campo dos eletrodomésticos - tanque interno do aquecedor de água
Atualmente, são utilizados processos de flexão de placas de aço, soldagem e esmaltação, resultando em soldas desiguais propensas a corrosão e vazamento, afetando sua vida útil.
Sugestão: substitua por um revestimento interno da liga de alumínio.
Opção 1: Tubo de extrusão+soldagem de fricção+oxidação de micro arco, opção 2: flexão da placa de alumínio+soldagem por atrito+oxidação do micro arco.
A soldagem de agitação de fricção tem uma costura de solda suave e boa confiabilidade; Após a oxidação do micro arco, a superfície do revestimento interno é revestida com camada de cerâmica de alumina, que é segura e não tóxica.
Discussão sobre a aplicação da liga de alumínio no campo de eletrodomésticos - disco de vórtice
Novos ar condicionados de ar condicionado de veículos energéticos usam amplamente os compressores de rolagem, que são pequenos em tamanho e têm alta eficiência de trabalho; Os discos de vórtice de liga de alumínio são leves, têm baixa vibração e baixo ruído; Uma certa marca estrangeira de ar condicionado doméstico usa um compressor de vórtice com um disco dinâmico de liga de alumínio, alcançando uma taxa de eficiência energética de 3,6.
Método tradicional
Fundição de baixa pressão; Forjamento líquido; Forjamento quente; Moldagem por pressão nas costas; 4032 liga de alumínio; Resistência à tração à temperatura ambiente 360MPa, dureza 110HB.
Novos materiais e novos processos
Forjamento de precisão em pó Tecnologia de formação; As dimensões de produtos forjados são semelhantes aos das peças acabadas; Pode alcançar o mínimo ou nenhum corte; O forjamento tem boa resistência e alta resistência à temperatura. Liga de alumínio da série 9E: resistência à tração à temperatura ambiente 450MPa, dureza 135HB; Resistência à tração a 350 ℃ 180MPa; A maior temperatura resistente ao calor pode atingir 450 ℃.
Exploração da aplicação de liga de alumínio no campo de eletrodomésticos - balde interno da máquina de lavar tambor
Atualmente, o balde interno das máquinas de lavar tambor é feito principalmente de material de aço inoxidável; Substitua o aço inoxidável por liga de alumínio resistente a alta resistência e corrosão; Pode reduzir o peso em mais de 50%; Teoricamente, pode melhorar a eficiência e reduzir o ruído.
Máquina de lavar energia sem carga
