Nhôm: sản xuất và ứng dụng

Nhôm và thép là những vật liệu kim loại phổ biến nhất. Tuy nhiên, chỉ vào cuối thế kỷ 19, nhôm mới có thể cạnh tranh kinh tế với thép trong kỹ thuật của các dự án công nghiệp. Điều gì làm cho nhôm trở thành một vật liệu phổ biến như vậy?

Các thuộc tính quan trọng nhất

Nhôm cung cấp một loạt các tính chất, dễ dàng tìm thấy cách sử dụng nó trong nhiều dự án kỹ thuật cụ thể. Nó cung cấp nhiều loại hợp kim, trạng thái và công nghệ sản xuất của chúng. Các tính chất của nhôm và hợp kim của nó, giúp chúng được sử dụng rộng rãi bao gồm:

• Nhôm và các hợp kim của nó nhẹ, tỷ trọng của chúng chỉ bằng 1/3 tỷ trọng của thép.
• Nhôm và hợp kim nhôm có sẵn trong một loạt các giá trị điện trở – từ nhựa và nhôm nguyên chất thương mại mềm đến hợp kim cường độ cao với độ bền kéo lên tới 690 MPa.
• Hợp kim nhôm có cường độ riêng cao, nghĩa là cường độ trên một đơn vị trọng lượng.
• Nhôm vẫn giữ được độ bền ở nhiệt độ thấp và thường được sử dụng trong điều kiện đông lạnh.
• Nhôm có khả năng chống ăn mòn cao trong hầu hết các điều kiện hoạt động. Trong đó, không giống như thép, nó không tạo thành các sản phẩm ăn mòn, làm hỏng vẻ ngoài của sản phẩm và thiết kế
• Nhôm là chất dẫn nhiệt và điện tốt.
• Nhôm có hệ số phản xạ cao.
• Nhôm không có từ tính. Tài sản này là quan trọng trong các ngành công nghiệp điện và điện tử.
• Nhôm không nổ. Điều này rất quan trọng khi làm việc với các vật liệu dễ cháy nổ.
• Nhôm không độc hại. Với số lượng lớn, nó được sử dụng làm hộp đựng thực phẩm và đồ uống.
• Nhôm có vẻ ngoài hấp dẫn ở dạng tự nhiên. Bề mặt tự nhiên của nó có thể được thổi mờ, sáng bóng hoặc gương. Nó có thể dễ dàng ứng dụng các lớp phủ bảo vệ và trang trí, chẳng hạn như sơn anot hóa hoặc sơn tĩnh điện.
• Nhôm được tái chế dễ dàng và lặp đi lặp lại, nghĩa là nấu chảy và sản xuất các sản phẩm hoàn chỉnh mới. Điều này mang lại lợi ích lớn về kinh tế và môi trường.
• Nhôm dễ gia công. Nhôm có thể được đúc và xử lý bằng tất cả các phương pháp xử lý kim loại đã biết, cũng như các cách kết nối của chúng.

Sức mạnh của nhôm

Sức căng

Nhôm nguyên chất công nghiệp có độ bền kéo khoảng 90 MPa. Do đó, việc sử dụng nhôm nguyên chất làm vật liệu xây dựng phần lớn bị hạn chế. Sau khi gia công kim loại, chẳng hạn như cán nguội, độ bền của nó có thể tăng lên 1,5-2 lần (hình 1.2).

Có thể đạt được sự gia tăng sức mạnh lớn hơn nhiều bằng cách pha tạp với nhôm một lượng không lớn một và một số nguyên tố khác, chẳng hạn như mangan, silic, đồng, magiê hoặc kẽm. Giống như hợp kim nhôm nguyên chất cũng có thể được làm cứng bằng nhựa lạnh. Các hợp kim khác đạt được độ bền cao bằng cách làm cứng bằng nhiệt (Hình 1.2).

Nhôm kim loại công nghiệp

Công nghệ mang tính cách mạng để khử oxit nhôm (Al 2 O 3 ) bằng điện phân, hòa tan trong cryolite nóng chảy, được phát hiện độc lập vào năm 1886 bởi Charles Hall người Mỹ và Paul Heroult người Pháp. Sự kiện này diễn ra đồng thời với ba bước đột phá mang tính cách mạng không kém trong công nghệ:

• Ngay tại thời điểm này, chiếc máy đầu tiên chế tạo động cơ đốt trong đã xuất hiện và giá trị của nhôm, với tư cách là vật liệu kết cấu, đã tăng lên đáng kể.
• Thứ hai, Điện khí hóa đã yêu cầu một lượng lớn vật liệu dẫn điện nhẹ để truyền tải điện năng đi xa và xây dựng các giá đỡ để đỡ dây cáp điện.
• Thứ ba, anh em nhà Wright đồng thời tạo động lực cho sự phát triển của một ngành công nghiệp mới – chế tạo máy bay, nơi mà nhôm không chỉ đơn giản là thay thế. Bởi vì nhôm sản xuất khung máy bay, động cơ và các bộ phận và đơn vị khác. Theo sau máy bay xuất hiện tên lửa, và sau đó là tàu vũ trụ, trong đó nhôm là vật liệu kết cấu nhẹ chủ yếu.

Nhôm nguyên sinh

Quá trình

Quy trình sản xuất nhôm thỏi nguyên sinh hiện đại được thể hiện trong Hình 3.1. Phương pháp Bayer được sử dụng để chuyển bauxite thành alumina, mà trong ngành công nghiệp nhôm được gọi là alumina (phần trên của hình 1). Sau đó, alumin được khử thành nhôm kim loại bằng phương pháp Hall-Heroult (phần dưới của hình 1).

• Từ quặng ban đầu – bauxite – lấy nguyên liệu nâng cấp – alumina.
• Alumina được hòa tan trong bể muối cryolite và florua của các chất phụ gia khác nhau, để kiểm soát nhiệt độ của bể, mật độ, điện trở và độ hòa tan của alumina.
• Sau đó đi qua một bể dòng điện, để phân chia bằng điện phân nhôm oxit – alumin – oxy và nhôm.
• Oxy thu được sẽ phản ứng với cực dương than chì và nhôm nóng chảy thu được ở đáy thiết bị điện phân, đóng vai trò là cực âm trong quá trình này (hình 4.1 và 4.2).
• Nhôm lỏng được bơm định kỳ qua cụm siphon hoặc lò chân không đặc biệt để tích lũy và truyền các thỏi đúc tiếp theo.

tạp chất không thể tránh khỏi

Các tạp chất chính được nấu chảy của nhôm sơ cấp là sắt và silic, tuy nhiên, kẽm, gali, titan và vanadi thường luôn có mặt ở một số lượng khác nhau. Độ tinh khiết của nhôm được ước tính lượng tạp chất tối đa cho phép. ví dụ, nhôm 99,70 % Nó chứa không quá 0,30 % tạp chất.

luyện nhôm

Để có được độ tinh khiết cao hơn của nhôm sử dụng công nghệ đặc biệt. độ tinh khiết 99,99 % đạt được bằng cách nung chảy hoặc xử lý nhôm lỏng theo vùng bằng phương pháp Hoopes.

Phương pháp làm sạch Hoopes

phương pháp Hupsa – Quá trình điện phân ba lớp này, trong đó muối nóng chảy được sử dụng có mật độ cao hơn nhôm lỏng (hình 5). Sự kết hợp của hai phương pháp tinh chế này có thể đạt được độ tinh khiết alumina 99,999 %.

Lớp dưới đóng vai trò là cực dương,. Nó bao gồm một hợp kim nhôm tinh chế (tinh khiết) với đồng. Đồng được đưa vào theo thứ tự để tăng mật độ của lớp dưới. Lớp giữa – Chất điện phân nóng chảy này. Mật độ của nó thấp hơn mật độ của cực dương và hợp kim ở trên, so với mật độ của nhôm đã được tinh chế, mà chất điện phân “nổi” trên cùng.

Tinh chế nhôm là do sự hòa tan các tạp chất trên cực dương là kết quả của các phản ứng điện hóa.

Tinh chế bằng nhôm nóng chảy vùng

Nguyên tắc nóng chảy vùng được lặp đi lặp lại dọc theo vùng nóng chảy của thỏi nhôm. các tạp chất làm giảm nhiệt độ nóng chảy của nhôm, Chúng tích tụ trong vùng nóng chảy và dần dần di chuyển về phía cuối thỏi. Những chất gây ô nhiễm này bao gồm, ví dụ, chì, berili, canxi, sắt, coban, niken, magie, đồng, silicon, kẽm. tạp chất làm tăng nhiệt độ nóng chảy tập trung ở đầu thỏi. Những chất gây ô nhiễm này bao gồm, ví dụ, crom, titan, Molypden, vanadi. Mangan không thay đổi điểm nóng chảy và do đó không di chuyển dưới ảnh hưởng của vùng nóng chảy. Vùng nóng chảy đạt độ tinh khiết alumina 99,9999 % [2].

Nhôm thứ cấp

Nguồn cung cấp nhôm thứ cấp là nhôm phế liệu và nhôm phế thải ở mọi dạng và loại sản phẩm, cũng như xỉ và phế thải nhôm đúc khác. Sản xuất nhôm sơ cấp và thứ cấp được liên kết chặt chẽ. Nhiều hợp kim nhôm, hợp kim rèn và đúc, cho thấy sự hiện diện của các tạp chất khác nhau, có thể có trong phế liệu nhôm và quá trình xử lý chất thải nhôm. Trong thập kỷ qua, việc sử dụng chất thải nhôm đang gia tăng đều đặn trong sản xuất các sản phẩm nhôm khác nhau. Một ví dụ về điều này là việc sản xuất tấm nhôm để sản xuất lon để đóng gói bia và nước giải khát.

hợp kim nhôm

Nhôm pha tạp

Nhôm nguyên chất có độ bền rất thấp và việc sử dụng nó làm vật liệu kết cấu rất hạn chế.

Khi nhôm được thêm vào các nguyên tố khác – nguyên tố hợp kim – nó sẽ tăng cường độ do các cơ chế làm cứng khác nhau.

Về cơ bản, nhôm có thể được pha tạp với phần lớn các nguyên tố kim loại. Tuy nhiên, chỉ một số trong số chúng có đủ độ hòa tan ở trạng thái rắn, là nguyên tố hợp kim chính.

Các nguyên tố hợp kim quan trọng nhất của nhôm là:

• đồng;
• mangan;
• magie;
• silicon và
• kẽm.

Đồng thời, một số lượng đáng kể các nguyên tố khác có tác dụng rõ rệt trong việc cải thiện tính chất của hợp kim nhôm. Chúng được thêm vào với số lượng nhỏ. Những nguyên tố này bao gồm crom, cùng một loại mangan và zirconium, được sử dụng chủ yếu để kiểm soát cấu trúc hạt.

Độ hòa tan tối đa của các nguyên tố hợp kim trong nhôm thường, nhưng không phải luôn luôn, Nó đạt được ở nhiệt độ eutectic. Độ hòa tan của các nguyên tố hợp kim trong nhôm rắn giảm khi nhiệt độ giảm. Sự thay đổi độ hòa tan trong nhôm rắn này là cơ sở để tăng cường hợp kim nhôm do cơ chế lão hóa.

Trường hợp sắt trong nhôm

Tất cả các hợp kim công nghiệp chứa khoảng 0,1 đến 0,4% sắt (tính theo trọng lượng). Thông thường, sắt trong hợp kim nhôm được coi là tạp chất. Hàm lượng của nó phụ thuộc vào quặng ban đầu và công nghệ điện phân khi nấu luyện. Đôi khi sắt được thêm vào một cách có chủ ý để tạo ra các tính chất đặc biệt của vật liệu, ví dụ, 1 % trong hợp kim để sản xuất lá nhôm.

Đối với những gì phụ gia trong nhôm

Khi kết hợp với một hoặc nhiều nguyên tố hợp kim cơ bản, các nguyên tố bổ sung thường được sử dụng:

• bitmut,
• nâu,
• crom,
• chỉ huy,
• titan và
• zircon.

Các yếu tố này thường được sử dụng với số lượng nhỏ, thường là 0,1 %. Tuy nhiên, trong một số hợp kim nhôm , hàm lượng boron, chì và crom có ​​thể đạt tới 0,5%. Với các hợp kim này đã tạo ra các hiệu chỉnh nhỏ các tính chất cần thiết cho các điều kiện cụ thể, chẳng hạn như tính lưu động tốt khi đúc, chất lượng gia công cao, độ bền nhiệt, chống ăn mòn, độ bền cao .

Danh mục hợp kim nhôm

Thật thuận tiện để chia hợp kim nhôm thành hai loại chính:

• đúc hợp kim và
• hợp kim rèn.

Trong mỗi loại này, sự phân chia tiếp theo dựa trên cơ chế chính chịu trách nhiệm hình thành các đặc tính của chúng – hợp kim làm cứng nhiệt và hợp kim của neuprochnyaemye nhiệt. Các hợp kim của nhóm thứ hai nhận được các đặc tính cuối cùng của chúng do quá trình xử lý biến dạng – peening. Do đó, đôi khi được gọi là biến dạng tích cực của cốt thép hoặc thậm chí là “nagartovyvaemye”.

Tại hợp kim 6060, 6063, AD31

“COX” trong việc sản xuất các cấu hình nhôm hợp kim dòng 6xxx trên thế giới – hợp kim nhôm pha tạp với magiê và silicon – mỗi loại khoảng một phần trăm. Tiêu chuẩn Châu Âu EN 573-3 Nó bao gồm khoảng 30 chiếc. Trong số ba mươi hợp kim này, hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi nhất:

• 6060 và
• 6063 và
• 6005A,
• 6061 và
• 6082.

Trong số 5 hợp kim này trên thế giới có hơn 90% là nhôm định hình ép .

Phúc Lộc Tài địa chỉ thu mua phế liệu nhôm giá cao, uy tín

Phúc Lộc Tài là công ty chuyên thu mua phế liệu nhôm và các loại phế liệu nói chung. Cơ sở này được hầu hết các hộ gia đình và xí nghiệp, công ty nghĩ đến đầu tiên khi có nhu cầu thanh lý phế liệu. Để có được uy tín đó, Phúc Lộc Tài phải trải qua sự nỗ lực không ngừng trong việc đáp ứng đầy đủ các tiêu chí khách hàng đặt ra.

Đầu tiên, có thể khẳng định đây là địa chỉ thu mua nhôm phế liệu giá cao hàng đầu tp Hồ Chí Minh. Không chỉ vậy, nhiều khách hàng ở các tỉnh thành khác cũng liên hệ với công ty khi muốn bán nhôm phế liệu tối đa lợi nhuận. Phúc Lộc Tài cam đoan nói không với vấn đề ép giá, báo giá gian lận. Bởi hiện nay có một số nơi thu gom cung cấp mức giá “ma” khiến người dân lầm tưởng.

Các đơn hàng lớn thường được hưởng giá ưu đãi. Đặc biệt, chúng tôi có hoa hồng cho những cá nhân hay đơn vị giới thiệu khách hàng cho công ty.

Tiếp đến là công tác thu gom nhanh, chuyên nghiệp được thực hiện bởi đội ngũ nhân viên chu đáo. Các loại nhôm phế liệu sẽ được phân loại, định giá rõ ràng để khách hàng tiện theo dõi. Sau khi mua bán xong, kho phế liệu của bạn được nhân viên công ty dọn dẹp tươm tất.

Việc thanh toán được thực hiện ngay lập tức bằng tiền mặt. Một số khách hàng bán nhôm phế liệu có nhu cầu nhận chi phí qua chuyển khoản ngân hàng thì cũng được đáp ứng. Công ty luôn đặt quyền lợi của bạn lên hàng đầu. Vì thế khách hàng hợp tác với chúng tôi đều thoải mái và yên tâm nhất có thể.

Phúc Lộc Tài với hơn 18 năm làm nghề thu mua phế liệu mỗi năm hợp tác với hàng ngàn đối tác chúng tôi hiểu được khách hàng muốn gì ở chúng tôi.

CÔNG TY THU MUA PHẾ LIỆU PHÚC LỘC TÀI

Địa chỉ 1: Số 30, Đường số 18, phường Bình Hưng Hòa, quận Bình Tân, tp. HCM

Số Điện Thoại: 0973311514

Web: https://phelieuphucloctai.com/

Email: phelieuphucloc79@gmail.com