Mitä on valettu alumiini? Monipuolinen metalli, jota käytetään nykyaikaisessa valmistuksessa

Alumiinivalukappaleet ovat yksi nykyaikaisen valmistuksen mukautuvimmista ja yleisimmistä materiaaleista. Sitä käytetään sulatettaessa ja kaadettaessa sulaa alumiinia muotteihin haluttujen muotojen hyväksymiseksi, ja tässä prosessissa voidaan rakentaa monimutkaisia ja monimutkaisia osia, jotka muutoin olisi vaikea saada aikaan käyttämällä vaihtoehtoisia tekniikoita, ja näin ollen prosessi voi tuottaa paljon tällaisia osia suhteellisen alhaisin kustannuksin. . valetut alumiinituotteet ovat löytäneet arvonsa eri tarkoituksiin, jotka ulottuvat auton moottorinosiin, ilmailu- ja avaruusalalle, kahvipannuihin, keittoastioihin ja jopa kotitalouksiin. Uskomaton painottomuus sekä samanaikainen lujuus ja korroosionkestävyys ja hyvä lämmönjohtavuus tekevät siitä parhaan toimittajan lukuisille teollisuudenaloille. Valualumiini tarjoaa valmistajalle myös paljon suunnittelun joustavuutta, mikä mahdollistaa monimutkaisten geometrioiden luomisen, joilla voidaan optimoida suorituskyky ilman, että käytetään paljon materiaalia. 

Valuprosessi on myös erittäin tehokas ja taloudellisesti kannattava erityisesti silloin, kun kyseessä on osien massatuotanto. Lisäksi alumiini on yksi helposti kierrätettävistä metalleista, mikä tarkoittaa, että se voi vähentää tuotannon ekologisia kustannuksia. Vaikka valualumiinilla on monia etuja, sillä on myös joitakin puutteita, kuten sen hauraus verrattuna muokatun alumiinin ominaisuuksiin ja se, että sitä on vaikea hitsata. Nämä tekijät on otettava huomioon, kun valualumiinia valetaan tiettyihin sovelluksiin.

Tämä artikkeli antaa laajan katsauksen valualumiinin, yhden nykymaailmassa yleisimmin käytetyn aineen, ominaisuuksiin, etuihin ja sovelluksiin.

Mitä on alumiinivalu?

Valettu alumiini koostuu alumiinista, joka on melko nestemäisen näköistä ja joka on muotoiltu uudelleen muotoon, joka muodostaa tuotteen. Tämä prosessi eli valu on hyvin vanha valmistusprosessi, joka on mukautettu nykypäivän käytäntöihin. Toisin kuin muokatusta alumiinista, joka valetaan valssaamalla tai suulakepuristamalla, alumiini kaadetaan muottiin sulana metallina, minkä jälkeen sen annetaan kovettua.

Valamalla saadaan aikaan monimutkaisempia, onttoja ja jopa kolmiulotteisia muotoja, joita ei olisi helppo tai kustannuksiltaan kohtuullinen muotoilla koneistamalla tai takomalla, koska se alkaa nestemäisenä. Juuri tämä monipuolisuus tekee valetuista alumiinituotteista niin laajalti käytettyjä kaikkialla tuotevalikoimassamme, eli moottorin osissa, elektroniikkalaitteissa ja keittoastioissa, muutamia mainitakseni.

Yksinkertainen valettu alumiini koostumus

Alumiini ei useimmiten ole puhdasta alumiinia. Sen sijaan se on seos, eli alumiinin ja muiden materiaalien seos lujuuden tai juoksevuuden tai molempien parantamiseksi. Useimmiten seos on

• Piitä: saa sen virtaamaan ja antaa kutistumiselle alhaisen nopeuden. Kallio, kallio, kallio, kallio, fempare, fempare.
• Magnesium 
• Sinkki ja mangaani: Niiden avulla saavutetaan tavaran lujuus ja sitkeys.
• Nikkeli, rauta: ei tietyn kovuuden yläpuolella.

Yhdistelmä on erityinen, joka on riippuvainen käytöstä. Esimerkkinä mainittakoon, että korkean lämmönjohtavuuden ja korroosionkestävyyden omaavia seoksia käytettäisiin korkean lämpötilan laitteissa, kuten autojen osissa, ja keittoastioissa käytettäisiin seosta, jossa on korkea pii-alumiinipitoisuus, jolla on korkea lämpöteho ja kulutuskestävyys.

Alumiinivalun historia ja kehitys

Metallien valamisella on tuhansia vuosia vanha historia, sillä jo varhaiset yhteiskunnat valoivat pronssia ja valurautaa työkalujen ja aseiden valmistamiseksi. Alumiinia louhittiin vasta 1800-luvun alussa, ja se oli epätaloudellista, kunnes Hall-Héoult-prosessi kehitettiin 1800-luvun lopulla. Alumiinin valamisesta tuli 1900-luvun alkuun mennessä yksi ilmailuteollisuuden ja keittoastioiden valmistusprosesseista. 
Toisen maailmansodan aikana alumiinin kysyntä oli suurimmillaan, koska sen lujuus-painosuhde teki siitä sopivimman lentokoneisiin. Sodan jälkeen alumiinivalulla oli enemmän kaupallisia sovelluksia kuluttajatuotteissa, autonvalmistuksessa ja arkkitehtuurissa.
Muottien, metallurgian ja valukappaleiden suunnittelun kehittymisen ansiosta valettu alumiini on osa nykyistä tuotantoa.

Prosessi valettu alumiini 

Alumiinivalu on prosessi, joka vaatii useita tärkeitä vaiheita, jotta sulatetusta alumiinista saadaan osia, joita voidaan käyttää tietyn muotoisina. Prosessin perusselvityksen työ menee seuraavasti:

1. Muotin valmistelu

Valun alkuvaiheessa tehdään muotti, johon sula alumiini valetaan. Valumenetelmästä riippuen muotti voi koostua muun muassa hiekasta, metallista tai keraamisesta materiaalista. Se suunnitellaan myös hyvällä muotilla haluttuun muotoon, jotta varmistetaan, että alumiini jähmettyy oikeaan muotoon.

2. Alumiinin sulattaminen

Kun muotti on valmis, alumiinin jäänteet tai alumiiniharkot asetetaan uuniin, jossa ne sulatetaan 660-750 °C:n lämpötilassa (1220-1382 o F). Myös sulaa alumiinia tarkkaillaan jatkuvasti, jotta saadaan oikea valulämpötila ja laatu.

3. Sulan alumiinin valaminen muottiinsa

Kun sulatettu alumiini on kaadettu muotin onteloon, sula metalli kaadetaan muotin onteloon. Valaminen tapahtuu valutyypistä riippuen eli painevaluna, hiekkavaluna tai tarkkuusvaluna. Joitakin käytettyjä tekniikoita ovat esimerkiksi painevalu, jossa sula alumiini ruiskutetaan paineen alaisena, kun taas muissa tekniikoissa sula alumiini vain kaadetaan muottiin ja annetaan jäähtyä.

4. Jäähdytys ja jähmettyminen

Rakentaminen ja valvonta: Liian paksun tai monimutkaisen osan jäähdyttäminen kestää kauan. Tässä vaiheessa sulatettu alumiini jäähtyy haluttuun muotoon ja päästää sisäisen paineen ulos.

5. Asennus ja tarkastus

Kun alumiini on jäähtynyt ja jähmettynyt, muotti vapautetaan, ja valettu osa jää jäljelle. Joissakin tapauksissa irrotus tapahtuu rikkomalla muotin pala, erityisesti hiekkavalussa, ja muissa tekniikoissa, kuten painevalussa, muotti avataan ja osa heitetään ulos.

6. Viimeistely ja tarkastus

Kun osa on leikattu, sitä käsitellään yleensä edelleen viimeistelytoiminnoilla, kuten hionnalla, kiillotuksella, koneistuksella jne., pinnan tasoittamiseksi tai tarkempien toleranssien saavuttamiseksi. Osan kanssa tarkistetaan sitten, onko osassa huokoisuutta tai halkeilua, ja tarkistetaan myös, että se vastaa lujuudeltaan ja toiminnallisuudeltaan vaadittua standardia.

Millaista prosessia käytettäisiin alumiinivalun luomisessa?

Alumiinivalu voidaan toteuttaa valamalla sulatettua alumiinia valettuun muotoon, johon sula metalli kovettuu tiettyyn muotoon. Monimutkaiset osat voidaan valmistaa valuprosessilla, koska niitä on vaikea valmistaa muilla prosesseilla, kuten koneistamalla tai takomalla.

1. Muottiinvalu

Valuprosessin aikana nestemäinen alumiini pakotetaan työmuottiin tai muottiin suurella paineella. Tämä tekniikka on erinomainen, kun kyseessä on suurten määrien tuotanto, ja sillä luodaan tarkkoja ja sileitä osia. Teollisuuden sovellukset ovat yleisiä auto- ja elektroniikkateollisuudessa (mukaan lukien osat, kuten moottorin osat tai elektroniikkakotelot).

2. Hiekkavalu

Hiekkavalu on valumenetelmä, jossa käytetään hiekasta tehtyä muottia, johon kaadetaan sulaa alumiinia. Tämä tekniikka on myös erittäin edullinen ja vähemmän jäykkä, joten se soveltuu suurten ja monimutkaisten kappaleiden, kuten moottorilohkojen ja merikappaleiden, valmistukseen. Pintakäsittely on kuitenkin karkea, ja saattaa olla tarpeen tehdä ylimääräinen viimeistelyprosessi.

3. Sijoitusvalu (menetetty vahavalu)

Tässä prosessissa käytetään vahamuottia, jossa on keraaminen kuori, ja sulatettu vaha kaadetaan, minkä jälkeen siihen kaadetaan sulaa alumiinia. Se on täydellinen prosessi pienten ja hienojen komponenttien, kuten lääketieteellisten komponenttien, valmistukseen.

4. pysyvä muotti Valaminen

Kestomuottivalu on prosessi, jossa alumiiniosia valmistetaan uudelleenkäytettävien metallimuottien avulla. Alumiini kuumennetaan sulaan tilaan, minkä jälkeen se kaadetaan muottiin, jossa se jäähtyy. Prosessin tuloksena saadaan kestävämpiä osia, joiden pinnat ovat paremmin viimeisteltyjä, ja se on yleisimmin käytössä autoteollisuudessa.

5. Painovoimavalu

Sula alumiini kaadetaan metallimuottiin painovoiman avulla (eli painevalu yleensä painovoiman avulla) sen sijaan, että siihen käytettäisiin painetta. Tämä soveltuu silloin, kun halutaan valmistaa keskikokoisia komponentteja, kuten autojen rakenteita ja auton pyöriä.

Valetun alumiinin etu

1. Kevyt ja tehokas

Valualumiini on kevyttä ja pystyy hyvään lujuuteen, minkä vuoksi sitä käytetään autojen ja lentokoneiden rakentamisessa, koneissa ja muissa sovelluksissa.

2. Korroosionkestävä

Se pystyy muodostamaan suojaavia oksidikerroksia luonnollisesti, mikä auttaa sitä välttämään ruostumista ja sään vaikutuksia, ja näin ollen se on käyttökelpoinen ulkokalusteissa, merenkulun varusteissa ja keittiötarvikkeissa.

3. Edullinen massatuotanto

Sen erinomaisen lämmön- ja sähkönjohtavuuden ansiosta sitä voidaan käyttää keittoastioina, jäähdytyslevyinä ja elektroniikkakoteloissa.

4. Monimutkaisten muotojen kyky

Tämä johtuu siitä, että valamalla alumiinista voidaan saada melko yksityiskohtaisia ja monimutkaisia muotoja, jotka ovat muuten kalliita ja hankalia saada muilla alumiinin käsittelytavoilla.

5. Taloudellinen laajamittaisessa valmistuksessa

Kun muotit on valmistettu, voidaan valaa suuria määriä samankaltaisia tuotteita suhteellisen nopeasti ja erittäin edullisesti, erityisesti painevalussa.

6. Kierrätettävä ja ympäristöystävällinen

Alumiini voidaan myös kierrättää sataprosenttisesti, mikä säästää energiaa ja mahdollistaa kestävän valmistusprosessin.

Valetun alumiinin haitat

1. Huokoisuuskysymykset

Valun aikana jännittyneisiin osiin voi jäädä ilmaa, samoin kuin painekantaviin osiin, joissa voi esiintyä heikkouksia tai vuotoa.

2. Vähemmän vetolujuutta

Valettu alumiini on myös haurasta, aivan kuten takorakenteinen alumiini, ja se voi murtua, kun sitä rasitetaan tai siihen lyödään.

3. Vaikea hitsata

Myös hitsaus on vaikeaa pinnan oksidien ja sisäisten tyhjätilojen vuoksi, joten tarvitaan erityisiä menetelmiä ja huolellisuutta.

4. Alumiinivalu VS Taottu alumiini

Muut valumuodot, kuten hiekkavalu, tuottavat tekstuurin tai karhean pinnan, jonka myöhempi viimeistely on väistämätöntä.

5. Ei sovellu rasittavaan käyttöön

Alumiinivaluja on vaikea taivuttaa ja ne ovat myös alttiimpia halkeilulle, ja näin ollen sitä ei voida soveltaa suhteellisessa suunnittelussa, jossa olisi keskityttävä jatkuvasti rasitusvirheisiin tai värähtelyihin.

6. Kutistuminen jäähdytyksen jälkeen

Alumiini kutistuu jähmettyessään, mikä vaikuttaa lopullisiin mittoihin ja saattaa vaatia joitakin muutoksia suunnittelussa.

Valetun alumiinin sovellukset

Monilla teollisuudenaloilla käytetään valualumiinia, ja tähän on monia syitä. Joitakin tärkeimpiä käyttökohteita ovat seuraavat:

1. Autoteollisuus

Alumiinia käytetään valettuna moottorilohkoissa, vaihteistokoteloissa, pyörissä ja jousituksessa. Se on kevyttä, mikä parantaa polttoainetaloutta, ja se on myös vahvaa ja kestävää.

2. Ilmailu- ja avaruusteollisuus

Alumiinivalua käytetään lentokoneiden moottorin osissa, kiinnikkeissä ja polttoainesäiliöissä sen paino-lujuus-suhteen ja korroosionestokäyttäytymisen vuoksi.

3. Ruokailuvälineet

Sitä käytetään yleensä paistinpannuissa, kattiloissa ja paistinpannuissa, koska sillä on erittäin hyvä lämmönjohtavuus ja tasainen lämmönjakautuminen.

4. Elektroniikka

Alumiinivalua käytetään jäähdytyslevyissä, elektroniikkakoteloissa ja LED-kehyksissä, joissa lämpöä voidaan johtaa pois tietokoneista ja LED-valoista.

5. Teollisuuslaitteet

Se on ollut suosittua pumpuissa, hammaspyöräkoteloissa ja koneiden kansissa, koska se on erittäin lujaa ja kestää kovia ympäristöjä.

6. Runkoryhmän tyyppi, joka on valettu (alumiini vs. takorakenteinen alumiini).

Alumiiniseosta käytetään ulkokalusteiden, valaisinpylväiden ja porttien valmistuksessa, koska se on huoltovapaa ja kestää ruostetta.

Valettu alumiini vs. takorakennettu alumiini

Miten tunnistaa valettu alumiini

On olemassa selviä merkkejä, joiden perusteella voit määrittää alumiinivalun.

• Paino: Vähemmän painoa kuin terästanko, mutta silti vankka.
• Saumalinjat: Lisäksi sinulla on jakolinjoja, jotka ovat osa muotin muotoa.
• Kenttätesti: Tapping-ääni on tylsempi kuin taotun alumiinin antama ääni.
• Pinta: Hiekkavalumateriaalien pinta on karkea.

Väärennetyn koostumuksen todentamisessa ammattilainen käyttää XRF-spektrometrejä tai -analysaattoreita. Jotkin valmistajat merkitsevät seoskoodit/symbolit niiden tunnistamiseksi. Näiden ominaisuuksien perusteella teknikot ovat oppineet erottamaan hiekkavaletun, painevaletun ja jopa taotun alumiinin toisistaan.

Nämä ovat pieniä ehdotuksia:

Alumiinivalutuotteilla on erittäin pitkä, useita vuosikymmeniä kestävä käyttöikä, jos niitä huolletaan asianmukaisesti. Kierrätyksen suuri takaisinmaksu:

• Puhdistus: Puhdistuksessa ei missään tapauksessa saa käyttää teräsvillaa, hankaavia aineita tai pesuaineita. Käytä puhdistamiseen erittäin mietoa pesuainetta ja pehmeää liinaa.
• Varastointi: Veden vaikutuksesta voi tapahtua eräänlaista hapettumista ajan myötä.
• Pinnoite: Maalaa tai jopa sinetöi ulkokalusteet noin parin vuoden välein ja suojaa ne UV-säteilyltä ja sään vaikutuksilta.
• Tarkastus: Rakenteelliset kohteet on tarkastettava säännöllisesti ruosteen, halkeamien tai löystyneiden pulttien havaitsemiseksi.

Säännöllinen hoito pidentää alumiinivalun käyttöikää ja mahdollistaa sen, että valettu alumiini näyttää tuoreelta ja toimii edelleen turvallisesti.

Ympäristö ja kierrätys sekä sen vaikutukset

Alumiinivalun vaikuttavimpiin etuihin kuuluu sen kierrätysmahdollisuus. Yli kolme neljäsosaa kaikesta valmistetusta alumiinista on edelleen käytössä.

• Vähentää miinojen tuhoamista.
• Säästää 95 prosenttia neitseellisen alumiinin valmistamiseen tarvittavasta energiasta.
• Vähentää hiilidioksidipäästöjä
• Tulevaisuus pyrkii - valettu alumiini
• Silmukoiden tuotannon helpottaminen Silmukoiden tuotannon helpottaminen

Teollisuudessa on nyt siirrytty kiertosuunnittelun käsitteeseen, jossa tehtaassa kerätyt alumiinijätteet sulatetaan ja palautetaan sitten tuotantokiertoon, mikä on suuri etu kestävyyden kannalta.

 Alumiinivalun tulevaisuus

Innovatiivisuus ja ympäristöstä huolehtiminen ovat joitakin sopimuksia, jotka ovat lähellä alumiinivalua:

• 3D-tulostetut muotit: Ja taas on vähemmän hävikkiä ja erittäin räätälöityjä osia.
• Älykkäät valujärjestelmät: Tekoälyprosessi, jossa viat tunnistetaan reaaliaikaisesti.
• Uudet ekologiset seokset: Myrkyllisten aineiden määrää vähennettäisiin ja kierrätystä tehostettaisiin.
• Sähköajoneuvot (EV): Sähköajoneuvoilla on enemmän vaatimuksia, ja ne johtavat siihen, että valettua alumiinia käytetään enemmän akkukoteloissa ja alustoissa.

Muiden teollisuudenalojen muuttuessa ympäristöystävällisiksi valualumiinilla on entistä suurempi vaikutus ympäristöystävällisten tuotteiden suunnittelussa.

Päätelmä

Valettu alumiini on nykypäivän tuotannon tärkein ainesosa sen monipuolisten etujen ja käyttötarkoitusten vuoksi. Materiaalin keveys, korroosionkestävyys ja lämmönjohtavuus tekevät siitä halutun materiaalin useimmilla teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuudessa, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, elektroniikassa, keittoastioissa ja monilla muilla aloilla. Valettu alumiini on erittäin jäsennelty sekä suorituskykyisesti että taloudellisesti, kun sitä käytetään joidenkin monimutkaisten autoteollisuuden tuotteiden valmistukseen, joidenkin kevyisiin ilmailutuotteisiin tai kun sitä käytetään kestävinä ulkokalusteina. Monipuolisuudestaan huolimatta valualumiiniin liittyy haasteita. Huokoisuuden, haurastumisen ja sulamishaasteiden kaltaisia ongelmia on tarkasteltava, kun tätä materiaalia valitaan tiukoissa ja sitten vaikeissa kohteissa. Tällaisista esteistä huolimatta alumiinin kierrätys ja sen ympäristöystävälliset ominaisuudet ovat toinen tekijä, joka motivoi sen käyttöä ja kysyntää. Muuttuvan ja kestävämmän valmistustavan myötä alumiinin valamisen odotetaan jatkossakin auttavan varmistamaan, että tuotannossa käytetään vähemmän jätemateriaalia ja energiaa. Tulevaisuudessa käytettävät teknologiat ja seokset saattavat olla vielä innovatiivisempia, koska valutekniikat ovat kehittyneempiä ja ympäristöystävällisempiä, jotta materiaalin suorituskykyä voidaan parantaa entisestään ja sen ympäristövaikutuksia vähentää. Valettu alumiini voidaan kierrättää ja sitä voidaan jatkuvasti kehittää valumateriaaliksi, mikä on myös yksi syy siihen, että sillä on tärkeä rooli tuotantomaailmassa tulevina vuosina.

UKK

1. Mitä hyviä puolia valualumiinissa on?

Valualumiini on sulatettua ja valettua alumiinia, joka muokataan muottiin valamalla. Valuprosessin ansiosta voidaan valmistaa monimutkaisiakin osia, joita ei olisi helppo toteuttaa muilla menetelmillä, kuten koneistamalla tai takomalla.

2. Mitä kielteisiä seikkoja alumiinin valamiseen liittyy?

Valualumiinin merkittävimmät ominaisuudet ovat kevyt materiaali, korroosionkestävyys, hyvä lämmönjohtavuus ja kyky valmistaa monimutkaisia muotoja, ja sen avulla voidaan valmistaa suuria määriä edullisesti.

3. Miten alumiinin valmistusprosessi tapahtuu?

Tämäntyyppinen alumiini valmistetaan sulattamalla alumiinia ja kaatamalla se valukappaleisiin, jotka voivat olla valmistettu esimerkiksi hiekasta, metallista tai jopa keraamisista materiaaleista. Jäähtyminen lämpötilan alle saattaa alumiinin kiinteään tilaan, joka antaa sille halutun muodon. Se voidaan tehdä monella tavalla, kuten painevaluna, hiekkavaluna ja tarkkuusvaluna.

4. Mitkä ovat alumiinivalun huonot puolet?

Valualumiini on suhteellisen joustava, mutta sillä on myös joitakin heikkouksia. Näitä ovat huokoisuus (pienet kaasutaskut), alhaisempi vetolujuus verrattuna takorakenteiseen alumiiniin, hitsauksen vaikeus, karkea pintakäsittely ja kutistuminen jäähdytyksen aikana.

5. Onko valettu alumiini kierrätettävissä?

Valettua alumiinia voidaan tietenkin kierrättää erittäin suurella kapasiteetilla. Sitä voidaan käyttää uudelleen ilman, että sen ominaisuudet menevät hukkaan, sillä se voidaan sulattaa ja käyttää uudelleen. Alumiinin kierrättäminen on erittäin energiatehokasta kaivoksen ensivalmistukseen verrattuna, ja se alentaa myös tuotekustannuksia.