Trattamentu di prufilu d'aluminiu
Trattamentu di l'aluminiu, utilizendu metudi di trasfurmazioni di plastica per trasfurmà lingotti d'aluminiu in materiali, principarmenti cumpresi rolling, estrusione, allungamentu, e forgiatura. U prucessu di l'aluminiu hà cuminciatu à esse pruduciutu industrialmente in u principiu di u XXu seculu, è prima di l'anni 1930, L'attrezzatura di pruduzzione di trasfurmazioni di ramu hè stata utilizata basicamente, cù prudutti utilizati principarmenti in a fabricazione di aerei. Dopu à l'anni 1960, A produzzione d'aluminiu hà sviluppatu rapidamente, cù una crescita annuale di circa 4-8%. I prudutti sò largamente usati in industrii cum'è l'aviazione, custruzzione, trasportu, elettricu, chimicu, imballaggio, è i bisogni di ogni ghjornu. A pruduzzione hè seconda solu à l'azzaru è u sicondu in i materiali metallichi. À a mità di l'anni 1950, Cina hà custruitu una pianta di trasfurmazioni d'aluminiu relativamente grande, furmendu un sistema di pruduzzione. I prudutti sò stati serializzati, cù sette serie di lega disponibile, capaci di pruduce ottu tippi di prudutti cumpresi piatti, strisce, fogli, pipi, bars, profili, fili, e forgiatura (forgiati gratuiti, fusti forgiati).
nomu Chinese: Trattamentu di l'aluminiu
I metudi principali includenu rolling, estrusione, allungamentu, e forgiatura
Scopu: Per trasfurmà lingotti d'aluminiu in materiali cù metudi di trasfurmazioni di plastica
U pruduttu hè principarmenti utilizatu per a fabricazione di aerei
catalogu
1 Sviluppu
2 Introduzione
3 Fusione è Casting
▪ smelt
▪ casting
- Pruduzzione di materiali foil
5 Pruduzzione di filu
6 Produzzione di forgia
7 Altre pruduzzione
8 Prucessi cunnessi
sviluppà
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edità
Da a perspettiva macro di u crescita ecunomica, a perspettiva meso di l'evoluzione di l'industria, è u micru cumpurtamentu di u sviluppu di l'impresa, avemu trovu chì a tendenza attuale di l'industria di l'aluminiu chì passa da a fusione di l'aluminiu elettroliticu primariu à a trasfurmazioni prufonda diventerà una tendenza inevitabbile.. I prudutti di trasfurmazioni d'aluminiu sò generalmente prezzu in forma di “prezzu di l'aluminiu + tassa di trasfurmazioni”. Quandu ci hè un rapidu aumentu di a dumanda downstream è incrementu strutturale, cumpagnie cù vantaghji tecnologichi, vantaghji di u canali, vantaghji di costu, è vantaghji locu ùn ponu micca solu assicurà e so tassi di trasfurmazioni, ma ancu avè a pussibilità di cresce. Se cumminatu cù fattori di espansione di capacità, a crescita di u rendiment serà rapida è significativa.
In l'ultimi anni, L'industria di profili d'aluminiu di a Cina hè cresciutu rapidamente è hà sviluppatu cumplettamente in una industria ferocemente competitiva. Da a fine di 2010, c'era 824 imprese di prufilu d'aluminiu sopra a dimensione designata in Cina. Dopu u sviluppu rapidu è a cumpetizione feroce di u mercatu, u mudellu di basa hà pigliatu forma. Attualmente, Ci sò parechje imprese di produzzione di fogli d'aluminiu in Cina, cun poca concentrazione di l'industria. Nisuna impresa hà una quota significativa di u mercatu, nè alcuna impresa pò avè un impattu decisivu nantu à u sviluppu di tutta l'industria. In 2010, a pruduzzioni naziunale di fogli d'aluminiu era circa 2 millioni di tunnellate, cun più di 250 imprese impegnate in a produzzione di fogli d'aluminiu, cù una pruduzzioni media di circa 8000 tunnellate. A scala media era relativamente chjuca, è ci eranu assai picculi imprese, risultatu in una cumpetizione eccessiva in u campu di produttu à pocu valore aghjuntu.
Cù u rapidu sviluppu di e porte è e finestri metallichi di China, custruì muri cortina, industria di trasportu, industria chimica, industria di l'equipaggiu di putenza, difesa naziunale è industria militare, a dumanda di profili d'aluminiu continuarà à cresce. In listessu tempu, novi prudutti, novi prucessi, è i novi usi di profili d'aluminiu cuntinueghjanu à emerge, prumove u prugressu tecnologicu è u sviluppu sanu sustinutu di l'industria. Da 2011 à 2015, l'industria di prufilu d'aluminiu mostrarà sempre una bona tendenza di sviluppu.
Cù a rapida crescita di l'industria di profili d'aluminiu di China, i rivenuti di vendita di l'industria di profili d'aluminiu cresce ancu annu per annu. Sicondu dati statistichi, da 2005 à 2010, u tassu di crescita annuali cumposti di i rivenuti di vendita in l'industria di profili d'aluminiu di China era 35.20%. Basatu nantu à a situazione ecunomica attuale domestica è internaziunale, cumminatu cù dati di rivenuti di vendita di l'industria di profili d'aluminiu di China da 2005 à 2010 e dati di crescita economica di a China, hè apprussimatamente stimatu chì u tassu di crescita annuale cumpostu di i rivenuti di vendita di l'industria di profili d'aluminiu di China da 2011 à 2015 hè 20%. In 2015, i rivenuti di vendita di l'industria di profili d'aluminiu di China ghjunghjeranu 1.0498 trilione di yuan. Cù u rapidu sviluppu di l'industria downstream di fogli d'aluminiu, a so dumanda di foglia d'aluminiu hà da cuntinuà à aumentà. By 2012, u cunsumu di carta d'aluminiu ghjunghjerà 1.8 millioni di tunnellate, è da 2013 ghjunghjerà 2.1 millioni di tunnellate, cù un tassu di crescita annuale cumpostu di 17% da 2011 à 2013.
breve introduzione
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U trasfurmazioni di plastica di l'aluminiu è l'aliaghji d'aluminiu duverebbe assicurà chì u pruduttu ghjunghje stabile, precisione dimensionale coerente necessaria, proprietà meccaniche, è una bona qualità di a superficia. Attenzione ancu deve esse pagatu per prevene i danni meccanichi è a corrosione, cuntrullà a dimensione di granu è a microstruttura. Queste esigenze di qualità sò principalmente assicurate da i prucessi di produzzione è l'equipaggiu. L'aluminiu è i so alleati sò generalmente boni plasticità è sò faciuli à u prucessu di plastica. A cumpusizioni di fasi di l'aluminiu duru hè cumplessa, cù strutture fragili cum'è a fase di fusione bassa è composti intermetallici. U so prucessu di plastica hà qualchi caratteristiche, cum'è u trattamentu di omogeneizazione per eliminà u stress internu è a segregazione intragranulare generata durante u rinfrescante di lingotti; A superficia di u lingotto deve esse fresata per sguassà a segregazione di a superficia causata da fasi di fusione bassa. Certi ligami d'aluminiu anu ancu esse rivestiti cù aluminiu per migliurà a so resistenza à a corrosione è a processabilità. A lega d'aluminiu hà una sensibilità à u surriscaldamentu è a temperatura di riscaldamentu deve esse strettamente cuntrullata.
Colata di fusione
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odore
Fornisce lingotti per a trasfurmazioni di plastica. I forni di fusione spessu usanu forni riflettori di gas o oliu, cù una capacità generale di 20-40 tunnellate o più; I forni riflessi di riscaldamentu di resistenza sò ancu usati, cù una capacità di generalmente intornu 10 tunnellate. Per accurtà u tempu di carica di u furnace, migliurà l'efficienza di fusione, riduce l'assorbimentu di gasu è l'intrappolamentu di film d'ossidu, tilting top loading furnaces circulari sò stati aduttati in industria. Hè megliu aduprà strumenti di analisi rapida per analizà a cumpusizioni di l'alia durante a fusione è aghjustà in una manera puntuale.. Per assicurà a purità di u fondu, impediscenu a contaminazione di gas dannosa, è cuntrullà a cumpusizioni chimica, in più di accurtà u tempu di fusione quantu pussibule, hè cunsigliatu di copre cù un flussu in polvere cumpostu principarmenti di clorur di potassiu è di sodium chloride., cù una dosa generale di 0.4-2% di u pesu di a carica di u furnace. A temperatura di fusione hè generalmente cuntrullata trà 700-750 ℃.
Dopu à u funnu, u metallu deve esse raffinatu è filtratu per caccià i gasi dannosi cum'è l'idrogenu è l'inclusioni non metalliche, per migliurà a purità di u metallu. A raffinazione generalmente usa agenti di raffinazione solida o agenti di raffinazione di gas. L'agenti di raffinamentu solidu sò generalmente duminati da i cloruri, è l'agenti di raffinazione chì utilizanu hexachloroethane invece di cloruri sò ancu usati. In i primi ghjorni, U gasu di cloru cù una forte attività hè stata utilizata com'è agente di raffinazione di gas. Ancu l'effettu di purificazione era bonu, hà causatu una seria contaminazione ambientale. Dunque, gasu mistu di cloru di nitrogenu, gas inerte, è trè gas (N2, Cl2, CO) agenti di raffinazione sò stati sviluppati cù boni risultati. Per assicurà l'effettu di raffinamentu, u cuntenutu di l'ossigenu è l'umidità in u gasu di raffinazione deve generalmente esse menu di menu 0.03% per volume è 0.3 grammi per metru cubu, rispettivamente. U metudu di degassing di vacuum dinamica hà ancu un bonu effetti di degassing è di rimozione di sodiu.
A filtrazione hè u prucessu di passà u metallu fusu attraversu un filtru fattu di materiali neutri o attivi per caccià impurità sospese da a fusione.. Rete di filu di vetru, tubi è piastre in ceramica microporosa, e particeddi d'alumina sò cumunimenti usati cum'è letti di filtru per a filtrazione. A raffinazione di u flussu elettricu è a filtrazione di strati di flussu ponu ancu esse aduprate.
casting
Casting generalmente adopta un metudu di casting semi-continuu verticale o horizontale raffreddata à acqua. Per migliurà a microstruttura è a qualità di a superficia di lingotti di casting verticale, groove di cristallizazione elettromagnetica, groove di cristallizazione bassa, è u metudu di casting top hot sò ancu sviluppati (vede a solidificazione di metalli). U metudu di colata semi-continuu rinfriscatu à l'acqua hè di intruduce u metallu liquidu in un cristallizzatore raffreddatu à acqua attraversu un canale di flussu., permettendu à u metallu liquidu di rinfriscà è formate una cunchiglia solidificata. U lingotto hè allora tiratu fora di u cristallizzatore da a basa di a macchina di colata o uniformamente calatu da u so propiu pesu per furmà una billetta.. I paràmetri di u prucessu varianu assai per via di e differenze in a cumpusizioni di a lega è a dimensione di lingotti. In generale, a vitezza di casting è di rinfrescamentu deve esse aumentata quant'è pussibule, è l'altezza di u tank di cristallizazione deve esse ridutta. A temperatura di casting hè di solitu 50-110 ℃ più altu ch'è a linea di liquidus di a lega. In più, U prucessu di casting continuu è di laminazione di striscia d'aluminiu hè statu ancu sviluppatu.
A produzzione di piastra è striscia adopta un roll rolling flat, cù prucessi basi cumpresi laminazione calda, rolling à friddu, trattamentu termale, è finiscinu. Per leghe d'aluminiu duru cum'è LY12 è LC4 cù cumpunimenti chimichi cumplessi, Trattamentu di homogenization deve esse realizatu prima di rolling caldu. A temperatura di trasfurmazioni hè generalmente 10-15 ℃ più bassu di a temperatura eutectica di a fase di u puntu di fusione bassu in a lega, è u tempu d'insulazione hè 12-24 ore. U rivestimentu d'aluminiu di una lega d'aluminiu duru hè ottenutu mettendu platti rivestiti d'aluminiu nantu à i dui lati di un lingotto fresatu è utilizendu saldatura à laminazione calda.. U grossu di a capa di revestimentu d'aluminiu hè in generale 4% di u spessore di a lamina. Laminazione à caldu hè generalmente realizata sopra a temperatura di recristallizazione. Laminazione à caldu pò esse realizatu nantu à una laminazione reversibile unicu stand o nantu à più stand per laminazione cuntinuu. Per migliurà u rendiment è l'efficienza di a pruduzzione di grande laminazione di lingotti, lingotti chì pesanu 10-15 tunnellate o più deve esse sviluppatu. Fabbriche cù una pruduzzione annuale di menu di 100000 tunnillati generalmente usanu quattru rollu di laminazione à caldu reversibile è adopranu a tecnulugia di laminazione calda, cun un spessore di striscia laminata a caldo di circa 6-8 millimetri. Fabbriche cù una capacità di produzzione di più 100000 tunnillati spessu adoptenu un stand unicu, dui stand, tre stand, o cinque stand cuntinuu rolling dopu à u mulinu di laminazione calda reversibile di quattru rotuli hè apertu, ed eseguite la laminazione di finitura a caldo. U grossu di a striscia pò ghjunghje 2.5-3.5 millimetri. A striscia laminata à caldu hè usata cum'è billetta laminata à friddu dopu à esse avvolta. Per assicurà a plasticità ottima di u metale, laminazione calda deve esse realizatu in un statu di microstruttura monofase. A temperatura di laminazione calda per LY11, LY12 è altre leghe hè 400-455 ℃. U ritmu di deformazione di i primi passi hè generalmente in l'internu 10%, è cresce gradualmente dopu. U tassu di deformazione di l'aluminiu puru è l'aliaghji d'aluminiu morbidi ponu ghjunghje 50%, mentre chì quella di leghe d'aluminiu duru hè intornu 40%. U tassu di deformazione tutale di laminazione calda pò ghjunghje sopra 90%.
U rolling à friddu hè spessu realizatu à a temperatura di l'ambienti, è fogli sottili è strisce cù dimensioni precise, superfici lisce è piatte ponu esse ottenute da u rollu à friddu, oltri travagghiari lami e strisce induriti cù pruprietà miccanicu specifichi. Laminazione a freddo adopra principalmente u prucessu di produzzione di u metudu di striscia, aduprendu laminazione reversibile à quattru rulli o laminazione à quattru rulli irreversibile per laminazione a freddo. Attualmente, I laminatori irreversibili sò sviluppati per a laminazione à friddu. U laminatore hè dotatu di pressa idraulica, rulli di piegatura idraulica, sistema di cuntrollu di spessore automaticu o sistema di cuntrollu di spessore automaticu per a misurazione di u spaziu di u rollu, è strumentu di cuntrollu di forma di piastra. Hè cuntrullatu, arregistratu, è almacenatu da un microcomputer per ottene piastra è striscia cù dimensioni precise è forma di piastra piatta. Per esempiu, a tolleranza di striscia 0.18mm pò ghjunghje ± 5 microni. I picculi fabbriche utilizanu ancu u metudu di bloccu per pruduce lamiere. U tassu di deformazione friddu di l'aluminiu dopu l'annealing pò ghjunghje sopra 90%. A lega d'aluminiu duru multifase hà un indurimentu evidenti à u travagliu à u friddu è richiede un ricottura intermediata. U tassu di deformazione friddu dopu l'annealing intermedia hè 60-70%. Laminazione calda usa lubricazione di lozione, è u rolling à friddu hà sviluppatu da a lozione à a lubricazione piena d'oliu. Aduttà un sistema di rinfrescamentu multi-stadi cù ugelli cuntrullati individualmente per riduce l'attrito trà i platti d'aluminiu è i rulli, rulli freschi, profili di rulli di cuntrollu, lavà a polvera d'aluminiu è altre impurità per ottene una bona qualità di a superficia è a forma di piastra.
Dopu à u friddu è u trattamentu termale, a striscia hè spessu raffinata nant'à un roll straightening machine o in un trenu machine straightening cuntinuu. A piastra piatta spenta deve esse processata in u periodu di incubazione di l'anzianu, di solitu compie in 30-40 minuti dopu a cala. A deformazione tutale di a piastra spenta durante a calandratura piatta ùn deve esse più 2%.
U successu cuntinuu di colata è laminazione di piastre è strisce d'aluminiu in 1955 pò pruduce piatti sottili è spazii di fogli d'aluminiu. Cina hà cuminciatu à aduprà stu metudu per pruduce platti sottili in u principiu di l'anni 1970.
Pruduzzione di materiali foil
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A foglia d'aluminiu pò esse divisa in foglia d'aluminiu industriale è foglia d'aluminiu di imballaggio. U fogliu d'aluminiu industriale hà una cumpusizioni chimica relativamente pura è un grossu di 0.005-0.2 millimetri. Hè principarmenti usatu comu un capacitor, materiale d'insulazione, materiale resistente à l'umidità, ecc. in l'industria elettrica è elettronica. U grossu di u fogliu d'aluminiu di imballaggio hè generalmente 0.007-0.1 millimetri, è ci sò parechji prudutti cum'è fogliu flat, foglia stampata, foglia stampata culurata, è foglia d'aluminiu laminata. Hè principalmente usatu cum'è materiale di imballaggio per l'alimentariu, tè, sigarette di carta, ecc. U spessore minimu di carta d'aluminiu pruduciutu da u metudu di produzzione di striscia pò ghjunghje 0.0025 millimetri, è a larghezza pò ghjunghje 1800 millimetri. Laminazione di carta d'aluminiu hè un rollu senza saldatura, è i rulli sò sempre in un statu elàsticu flattened. Durante u rolling, u gruixu di u materiale di foil hè cuntrullatu da aghjustà a forza di rolling, vitezza di rolling, è cuntrullà a tensione. Durante u rolling ruvida, a forza di rolling hè aduprata per cuntrullà u gruixu di u materiale di foil; Durante u rolling di precisione, u gruixu di u materiale di foil diminuisce cù l'aumentu di a velocità di rotazione; A più grande a tensione, u più chjucu u grossu; Per prevene a rottura, a tensione hè di solitu sceltu cum'è 0.2-0.4 de la limite d'élasticité conditionnelle σ 0.2 di u materiale foil. Durante u rolling à bassa velocità, “oliu grossu” o “oliu magre” hè spessu aghjuntu à l'oliu lubrificante per aghjustà u gruixu di rotulamentu di u fogliu d'aluminiu. I lubrificanti è e cundizioni di i laminati anu un impattu significativu nantu à a qualità di i materiali di foil. U blank fogliu d'aluminiu vene da bobine d'aluminiu laminate à friddu, chì sò generalmente pre annealed at 340-480 ℃ cù un spessore di 0.4-0.7 millimetri. A rata di deformazione durante u rolling hè di circa 50%, è a tarifa di deformazione tutale pò ghjunghje sopra 95%. Foil materiali cù un grossu finitu di menu di 0.01-0.02 millimetri deve esse rotulatu inseme è doppia strati.
pruduzzione di verge
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Principalmente pruduciutu cù a tecnulugia di stretching. I prudutti includenu fili di rivet, barre di saldatura, e fili. U billet hè pruduttu da estrusione, rotulà, o metudi cuntinui di casting è rolling. U metudu di spremitura produce billette cù una alta flessibilità è un bonu rendimentu di u produttu. U metudu di rolling è u metudu di casting continuu è di rolling sò adattati per a produzzione di billette di una sola varietà di lega, cun alta efficienza di pruduzzione.
Produzzione di forgia
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Adupratu principalmente in a fabricazione di aerei è di macchine. I pezzi forgiati sò divisi in pezzi forgiati gratuiti è pezzi forgiati, è i so spazii sò fusti è estrusi. A più grande pressa idraulica di forgiatura hè 70000 tunnellate, è l'area prughjettata di a dimensione massima di forgiatura hè 4.5 metri quatratu. U tassu di deformazione critica di a lega d'aluminiu hè di circa 5-15%. Per evitari a furmazione di grani grossi, a tarifa di deformazione di forgiatura deve esse generalmente più grande 15%. Per riduce a deformazione irregolare, multi-direzzione free forging hè spessu usatu.
Altra pruduzzione
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02:15
Incredibile prucessu di estrusione di metalli, u fogliu d'aluminiu di dimensione di una munita hè stata allungata in a 20 bottiglia d'aluminiu di centimetru altu
The usual production process for pipes, bars, and profiles is to first use hot extrusion to make billets, and then roll (or stretch), finish, and heat treat them to make finished products. It can also be directly produced into finished products by hot extrusion method, which has now developed from short ingot to long ingot extrusion. According to the extrusion pressure of the extruder, a uniform diameter ingot is used, and various profiles and pipes are extruded by the splitter combination die and tongue die. The length of the product can reach more than 60 metri, and after stretching and straightening, it is cut into the required length. The maximum extruder used for aluminum production is 20000 tunnellate. Can be extruded into ribbed tubes with a diameter of 800 millimetri. Architectural profiles are extruded products developed in the 1960s, accounting for over 35% of the total extruded products, of which 80% are used for door and window frames. Almost all building profiles are made of aluminum magnesium silicon alloys (LD30 and LD31). This product undergoes anodizing and coloring treatment, forming various colored oxide films on the surface, with good corrosion resistance, making doors and windows beautiful, durable, and well sealed. In addition to hot extrusion, methods such as cold extrusion, isothermal extrusion, residue free extrusion, and static liquid extrusion have also been developed (see aluminum oxidation coloring).
Aluminum and aluminum alloys are extruded using forward and reverse extrusion methods. The appropriate extrusion speed should be selected based on different alloys. In order to obtain aluminum alloy extruded products with good organization and performance, the extrusion coefficient (λ) of profiles and bars is greater than 8-12 during a single extrusion process, and the λ of billets used for forging is greater than 5. The extrusion die has a significant impact on the quality of extruded products. Flat molds are commonly used for extruding bars and profiles, while conical molds are commonly used for pipes. Hollow profiles and pipes with complex shapes are widely extruded using splitter combination molds and tongue shaped molds. Some use liquid nitrogen cooling extrusion molds to extend mold life and ensure product accuracy. One mold can extrude 30 tons of aluminum material. Some extruded products of aluminum alloys are prone to “coarse grain rings”, which means that after heat treatment, a layer of coarse grain area appears around the product. High temperature extrusion can alleviate this phenomenon. After solid solution aging treatment, some aluminum alloy extruded products that can be strengthened by heat treatment have increased strength but decreased plasticity.
The pipe stretching adopts multiple rapid and drum stretching methods. The diameter of the moving core head coil stretching machine drum can reach 630-2900 millimetri, and the diameter of the stretched pipe blank can reach 40-50 millimetri. The stretching force of the pipe is 16-18 tunnellate, the stretching speed is 24 meters per minute, and the processing rate is generally 25-40%. This process can produce pipe lengths of up to 6000 metri.
relational process
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The heat treatment that ensures the final performance of the product is called finished product heat treatment, including finished product annealing, solution treatment, quenching, natural aging, and artificial aging treatment; In più, graded aging and deformation heat treatment processes have been developed. Time treatment not only improves the mechanical properties of the product, but also enhances its stress corrosion resistance and fracture toughness. The transfer time from solution heating to quenching should generally be controlled within 30 seconds. The cooling rate of quenching should ensure the acquisition of supersaturated solid solution while not causing excessive quenching stress and bending deformation in the product. Rolling and sheet metal are carried out in box type furnaces, well type furnaces, vertical sheet metal continuous annealing furnaces, or air cushion continuous annealing furnaces with strong circulation ventilation
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