Что такое литой алюминий? Универсальный металл, используемый в современном производстве

Алюминиевое литье - один из наиболее адаптируемых и распространенных материалов в современном производстве. Он используется для расплавления и заливки расплавленного алюминия в формы для принятия желаемых форм, и в этом процессе могут быть созданы сложные и замысловатые детали, которые в противном случае было бы трудно получить с помощью альтернативных методов, и, следовательно, этот процесс может генерировать много таких деталей по относительно низкой цене. Сайт литые алюминиевые изделия нашли свое применение в различных сферах, включая детали автомобильных двигателей, аэрокосмическую промышленность, кофейники, посуду и даже быт. Невероятная невесомость, а также одновременная прочность, устойчивость к коррозии и хорошая теплопроводность делают его лучшим поставщиком для многочисленных отраслей промышленности. Литой алюминий также предоставляет производителю большую гибкость в проектировании, позволяя создавать сложные геометрические формы, которые могут оптимизировать производительность без использования большого количества материала. 

Процесс литья также очень эффективен и экономически выгоден, особенно когда речь идет о массовом производстве деталей. Кроме того, алюминий относится к категории металлов, которые легко перерабатываются, а значит, позволяют снизить экологические издержки производства. Хотя литой алюминий обладает массой преимуществ, у него есть и недостатки, например, хрупкость по сравнению с кованым алюминием и сложность сварки. Эти факторы необходимо учитывать при выборе литого алюминия для конкретного применения.

В этой статье мы рассмотрим свойства, преимущества и области применения литого алюминия, одного из самых распространенных веществ в современном мире.

Что такое литой алюминий?

Литой алюминий представляет собой довольно жидкий на вид алюминий, который был перелит в форму, образующую изделие. Этот процесс, или литье, является очень старым производственным процессом, адаптированным к современной практике. В отличие от кованого алюминия, который отливается с помощью прокатки или экструзии, алюминий заливается в форму в виде расплавленного металла, после чего остается застывать.

Литье позволяет получать более сложные, полые и даже трехмерные формы, которые невозможно легко или дорого сформировать с помощью механической обработки или ковки, поскольку оно начинается как жидкость. Именно эта универсальность делает изделия из литого алюминия столь широко используемыми во всем спектре нашей продукции: это и детали двигателей, и электронное оборудование, и посуда, и многое другое.

Простая композиция из литого алюминия

Алюминий в большинстве случаев не является чистым алюминием. Вместо этого он представляет собой сплав, то есть смесь алюминия и других материалов для повышения прочности или текучести, или и того, и другого. Чаще всего сплав представляет собой

• Кремний: заставляет его течь и дает небольшую усадку. Рок, рок, рок, фемпаре, фемпаре.
• Магний 
• Цинк и марганец: С их помощью достигается прочность и жесткость материала.
• Никель, Железо: не выше определенной твердости.

Сочетание является специфическим, что зависит от сферы применения. Например, сплавы с высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью используются для высокотемпературного оборудования, например, автомобильных деталей, а для посуды - сплавы с высоким содержанием кремния и алюминия, обладающие высокими тепловыми характеристиками и износостойкостью.

История и развитие литого алюминия

История литья металлов насчитывает несколько тысяч лет, с тех пор как ранние общества начали отливать бронзу и чугун для производства инструментов и оружия. Алюминий начали добывать только в начале XIX века, и это было нерентабельно до тех пор, пока в конце XIX века не был создан процесс Холла-Хеульта. К началу XX века литье алюминия стало одним из процессов в авиационной промышленности и производстве посуды. 
Именно во время Второй мировой войны спрос на алюминий был самым высоким из-за его соотношения прочности и веса, что делало его наиболее подходящим для использования в самолетах. После войны алюминиевое литье нашло более широкое коммерческое применение в потребительских товарах, автомобилестроении и архитектуре.
Благодаря совершенствованию конструкции форм, металлургии и литья, литой алюминий стал частью современного производства.

Процесс литья алюминия 

Литье алюминия - это процесс, который требует ряда основных этапов для превращения расплавленного алюминия в детали, которые могут быть использованы в виде определенных форм. Работа по основному объяснению процесса происходит следующим образом:

1. Подготовка формы

Первоначальная процедура литья заключается в изготовлении формы, в которую будет заливаться расплавленный алюминий. В зависимости от метода литья форма может состоять из таких материалов, как песок, металл или керамика. Для того чтобы алюминий застыл в нужной форме, необходимо изготовить хорошую форму.

2. Плавление алюминия

Когда форма готова, несколько обрезков алюминия или алюминиевых слитков помещают в печь, где они расплавляются при температуре от 660 до 750 °C (от 1220 до 1382 o F). За расплавленным алюминием также ведется постоянное наблюдение с целью получения нужной температуры и качества заливки.

3. Заливка расплавленного алюминия в форму

После того как расплавленный алюминий залит в полость формы, расплавленный металл заливается в полость формы. Заливка производится в зависимости от вида литья, то есть литья под давлением, литья в песчаные формы или литья по выплавляемым моделям. Некоторые из используемых методов включают литье под давлением, при котором расплавленный алюминий впрыскивается в форму, в то время как в других методах расплавленный алюминий просто заливается в форму и оставляется остывать.

4. Охлаждение и затвердевание

Создание и контроль: Слишком толстая или сложная деталь требует много времени для охлаждения. На этом этапе расплавленный алюминий остывает, приобретая нужную форму, и выбрасывает внутреннее давление.

5. Установка и проверка

После охлаждения и застывания алюминия форма освобождается, а отлитая деталь остается. В некоторых случаях отделение происходит путем разрушения формы, особенно при литье в песок, а при других методах, таких как литье под давлением, форма открывается и деталь выбрасывается.

6. Отделка и контроль

После вырезания детали она обычно подвергается дальнейшей обработке с помощью таких операций, как шлифовка, полировка, механическая обработка и т. д., чтобы сгладить поверхность или добиться более точных допусков. После этого деталь проверяется на наличие пористости или трещин, а также на соответствие стандартам прочности и функциональности.

Какой процесс используется при создании алюминиевого слепка?

Алюминий в виде литого алюминия можно получить путем заливки расплавленного алюминия в форму, в которой расплавленный металл застывает в заданном виде. Сложные детали могут быть изготовлены методом литья, поскольку их трудно изготовить с помощью других процессов, таких как механическая обработка или ковка.

1. Литье под давлением

В процессе литья под давлением жидкий алюминий подается в рабочую форму или штамп под большим давлением. Эта технология отлично подходит для крупносерийного производства и позволяет создавать точные и гладкие детали. Эта технология широко применяется в автомобильной и электронной промышленности (в том числе для изготовления деталей двигателя или корпуса электронного блока).

2. Литье в песок

Литье в песок это метод изготовления отливки с помощью формы из песка, в которую заливается расплавленный алюминий. Эта технология также очень доступна по цене и менее жесткая, поэтому подходит для изготовления больших сложных деталей, таких как блоки двигателей и морские детали. Однако поверхность получается грубой, и может потребоваться дополнительная обработка.

3. Литье по выплавляемым моделям (литье по выплавляемым моделям)

В этом процессе используется восковая форма с керамической оболочкой, в которую заливается расплавленный воск, а затем расплавленный алюминий. Это идеальный процесс для изготовления мелких и тонких деталей, например, медицинских.

4. литье в постоянные формы

Литье в постоянные формы - это процесс изготовления алюминиевых деталей с помощью многоразовых металлических форм. Алюминий нагревается до расплавленного состояния, после чего заливается в форму, где остывает. В результате этого процесса получаются более прочные детали с улучшенной отделкой поверхностей, и он наиболее распространен в автомобильной промышленности.

5. Гравитационное литье

Расплавленный алюминий заливается в металлическую форму под действием силы тяжести (то есть литье под давлением, как правило, происходит под действием силы тяжести), а не под давлением. Этот способ подходит для производства деталей среднего размера, например, автомобильных конструкций и колес.

Преимущество литого алюминия

1. Легкий и мощный

Литой алюминий обладает небольшим весом и хорошей прочностью, поэтому его используют в автомобиле- и самолетостроении, машиностроении и других сферах.

2. Коррозионная стойкость

Он может образовывать защитные оксидные слои естественным образом, что помогает ему избежать ржавчины и атмосферных воздействий, поэтому его используют для изготовления уличной мебели, морской арматуры и кухонной утвари.

3. Недорогое массовое производство

Его превосходная тепло- и электропроводность позволяет использовать его в качестве посуды, теплоотвода и в корпусах электроники.

4. Возможность создания сложных форм

Это связано с тем, что литье позволяет получать из алюминия довольно детализированные и сложные формы, которые при других способах обработки алюминия являются дорогостоящими и громоздкими.

5. Экономичность при крупномасштабном производстве

А после изготовления форм можно отливать большое количество одинаковых изделий относительно быстро и по очень доступной цене, особенно при литье под давлением.

6. Перерабатываемые и экологически чистые

Алюминий также может быть переработан в ста процентах случаев, что позволяет экономить энергию и обеспечивать экологичность производства.

Недостатки литого алюминия

1. Вопросы пористости

В процессе литья в напряженных участках, а также в тех, которые находятся под давлением, могут образовываться воздушные пробки, слабые места или просачиваться воздух.

2. Меньшая прочность на разрыв

Литой алюминий также хрупок, как и кованый, и может треснуть при нагрузке или ударе.

3. Сложно сваривать

Сварка также затруднена из-за наличия поверхностных окислов и внутренних пустот, поэтому необходимы специальные методы и осторожность.

4. Алюминиевое литье VS кованый алюминий

Другие виды литья, например, литье в песок, дают фактурную или шероховатую поверхность, которая неизбежно требует последующей отделки.

5. Не подходит для использования в стрессовых ситуациях

Алюминиевые отливки трудно гнутся, а также более склонны к растрескиванию, и, следовательно, они становятся неприменимыми в пропорциональном проектировании, которое должно быть постоянно ориентировано на дефекты напряжения или вибрации.

6. Усадка после охлаждения

При застывании алюминий дает усадку, что влияет на конечные размеры и может потребовать внесения некоторых изменений в конструкцию.

Области применения литого алюминия

Во многих отраслях промышленности используется литой алюминий, и на это есть множество причин. Ниже перечислены некоторые из основных областей применения:

1. Автомобильная промышленность

Алюминий используется в литом виде для изготовления блоков двигателей, корпусов трансмиссий, колес и подвески. Он имеет небольшой вес, что повышает экономию топлива, а также отличается прочностью и износостойкостью.

2. Аэрокосмическая промышленность

Авиакосмический литой алюминий находит применение в деталях двигателей самолетов, кронштейнах и топливных баках благодаря соотношению веса и прочности, а также отсутствию коррозии.

3. Посуда

Его обычно наносят на сковороды, кастрюли и грили, поскольку он обладает очень хорошей теплопроводностью и равномерно распределяет тепло.

4. Электроника

Литой алюминий используется в радиаторах, корпусах электроники и светодиодных рамках для отвода тепла в компьютерах и светодиодных лампах.

5. Промышленное оборудование

Благодаря высокой прочности и устойчивости к агрессивным средам он получил широкое распространение при изготовлении насосов, корпусов редукторов и крышек механизмов.

6. Тип литого корпуса (алюминий и кованый алюминий)

Алюминиевый сплав применяется в производстве уличной мебели, фонарных столбов и ворот благодаря своей неприхотливости в обслуживании и устойчивости к ржавчине.

Литой алюминий против кованого алюминия

Как определить литой алюминий

Существуют определенные признаки, по которым вы можете определить литой алюминий.

• Вес: Вес меньше, чем у стального стержня, но все равно прочный.
• Линии швов: Кроме того, у вас есть разделительные линии, которые являются частью формы.
• Испытание питча: Звук постукивания более тусклый, чем звук, издаваемый кованым алюминием.
• Поверхность: Материалы, отлитые из песка, имеют шероховатую поверхность.

В области проверки состава подделок профессионалы применяют XRF-спектрометры или анализаторы. Некоторые производители наносят на сплавы коды/символы для их распознавания. Именно по этим свойствам техники научились различать литой, штампованный и даже кованый алюминий.

Это небольшие предложения:

Литые алюминиевые изделия имеют чрезвычайно долгий срок службы - несколько десятилетий, при условии, что за ними надлежащим образом ухаживают. Большая отдача от вторичной переработки:

• Уборка: При чистке не следует использовать стальную вату, абразивный скраб или моющие средства. Для очистки используйте очень мягкое моющее средство и мягкую ткань.
• Хранение: С течением времени под воздействием воды может произойти окисление.
• Покрытие: Перекрашивайте или даже герметизируйте уличную мебель каждые пару лет, чтобы защитить ее от ультрафиолета и атмосферных воздействий.
• Осмотр: Регулярно проводите осмотр конструктивных объектов, чтобы выявить наличие ржавчины, трещин или ослабленных болтов.

Регулярный уход продлевает срок службы, позволяет литому алюминию выглядеть свежо и продолжать надежно работать.

Окружающая среда, переработка отходов и ее последствия

К наиболее впечатляющим преимуществам литого алюминия относится возможность его вторичной переработки. Более трех четвертей всего произведенного алюминия используется и сегодня.

• Уменьшает уничтожение мин.
• Экономия 95 процентов энергии, необходимой для производства первичного алюминия
• Снижает уровень выбросов углекислого газа
• Будущее стремится - литой алюминий
• Облегчение производства петель Облегчение производства петель

В настоящее время промышленность перешла на концепцию кругового дизайна, когда алюминиевые отходы, собранные на заводе, переплавляются, а затем снова включаются в производственный цикл, что является большим преимуществом для устойчивого развития.

 Будущее литого алюминия

Инновации и забота об окружающей среде - вот те понятия, которые близки литому алюминию:

• 3D-печатные формы: И опять же, меньше отходов и больше деталей, изготовленных по индивидуальному заказу.
• Интеллектуальные литейные системы: Процесс выявления дефектов с помощью искусственного интеллекта в режиме реального времени.
• Новые сплавы Eco: Уровень токсичных веществ будет снижен, а переработка отходов - улучшена.
• Электромобили (EV): К EV предъявляются более высокие требования, что приводит к более широкому использованию литого алюминия в крышках батарей, а также в шасси.

По мере того, как остальные отрасли промышленности будут становиться все более экологичными, литой алюминий будет оказывать еще большее влияние на дизайн экологически чистых продуктов.

Заключение

Литой алюминий является основным ингредиентом производства в наши дни благодаря своим разнообразным преимуществам и применению. Легкость, коррозионная стойкость и теплопроводность материала делают его востребованным в большинстве отраслей промышленности, таких как автомобильная, аэрокосмическая, электронная, производство посуды и многих других. Литой алюминий обладает высокой структурой, как с точки зрения производительности, так и с экономической точки зрения, когда он используется для изготовления сложных автомобильных изделий, некоторых легкие авиационные изделия или когда он используется в качестве прочной уличной мебели. Несмотря на свою универсальность, литой алюминий сопряжен с определенными трудностями. Такие проблемы, как пористость, хрупкость и трудности с плавлением, необходимо учитывать при выборе этого материала в сложных областях, а затем и в трудных. Несмотря на эти препятствия, вторичная переработка алюминия и его экологические свойства являются еще одним фактором, стимулирующим его распространение и спрос. Ожидается, что с изменением и повышением экологичности производства литьевой алюминий будет по-прежнему играть важную роль в обеспечении меньшего количества отходов и энергии, расходуемых в процессе производства. Технологии и сплавы, которые будут использоваться в будущем, могут стать еще более инновационными, поскольку технологии литья будут более совершенными и экологичными, что позволит еще больше повысить эксплуатационные характеристики материала и снизить его влияние на окружающую среду. Литой алюминий имеет возможность быть переработанным и постоянно развиваться в качестве материала выбора, что также является одной из причин, по которой он будет играть важную роль в мире производства в ближайшие годы.

Вопросы и ответы

1. Чем хорош литой алюминий?

Литьевой алюминий - это расплавленный и залитый в форму алюминий, которому придают определенный дизайн путем заливки в форму. Благодаря этому процессу литья можно изготавливать даже сложные детали, которые было бы непросто выполнить с помощью других процессов, например, механической обработки или ковки.

2. Каковы негативные аспекты литья алюминия?

Наиболее характерными особенностями литого алюминия являются легкость материала, устойчивость к коррозии, хорошая теплопроводность и возможность изготовления сложных форм при доступности больших объемов.

3. Как происходит процесс производства алюминия?

Этот вид алюминия изготавливается путем расплавления алюминия и заливки его в формы, которые могут быть сделаны из таких материалов, как песок, металл или даже керамика. Охлаждение при низкой температуре приводит алюминий в твердое состояние, которое придает ему необходимую форму. Это может быть сделано различными способами, такими как литье под давлением, литье в песок и литье по выплавляемым моделям.

4. Каковы отрицательные стороны литого алюминия?

Литой алюминий относительно гибок, но у него есть и некоторые недостатки. Это пористость (небольшие газовые карманы), пониженная прочность на разрыв по сравнению с кованым алюминием, недостаточная легкость сварки, грубая обработка поверхности и усадка при охлаждении.

5. Можно ли перерабатывать литой алюминий?

Конечно, литой алюминий можно перерабатывать с очень высокой производительностью. Его можно использовать повторно, не теряя ни одного из его качеств, так как он может быть расплавлен и повторно использован. Переработка алюминия очень энергоэффективна по сравнению с первым производством, а также снижает стоимость продукции.