To lekki metal o srebrzystobiałym odcieniu Nowoczesne życie znaleźć prawie wszędzie. Fizyczne i chemiczne właściwości aluminium pozwalają na jego szerokie zastosowanie w przemyśle. Najbardziej znane złoża znajdują się w Afryce, Ameryce Południowej, na Karaibach. W Rosji kopalnie boksytu znajdują się na Uralu. Światowymi liderami w produkcji aluminium są Chiny, Rosja, Kanada i USA.

Wydobycie Al

W naturze ten srebrzysty metal ze względu na swoją wysoką aktywność chemiczną występuje jedynie w postaci związków. Najbardziej znane skały geologiczne zawierające aluminium to boksyt, tlenek glinu, korund i skalenie. Boksyt i tlenek glinu mają znaczenie przemysłowe, to właśnie złoża tych rud umożliwiają wydobycie aluminium w czysta forma.

Nieruchomości

Fizyczne właściwości aluminium ułatwiają wyciąganie półfabrykatów tego metalu w drut i zwijanie w cienkie arkusze. Ten metal nie jest trwały, aby zwiększyć ten wskaźnik podczas wytapiania, jest stopowany z różnymi dodatkami: miedzią, krzemem, magnezem, manganem, cynkiem. Do celów przemysłowych ważna jest inna właściwość fizyczna aluminium - jest to jego zdolność do szybkiego utleniania w powietrzu. Powierzchnia produktu aluminiowego żywy zwykle pokryta cienką warstwą tlenku, która skutecznie chroni metal i zapobiega jego korozji. Kiedy ta warstwa jest zniszczona, srebrzysty metal jest szybko utleniany, a jego temperatura zauważalnie wzrasta.

Struktura wewnętrzna z aluminium

Właściwości fizyczne i chemiczne aluminium w dużej mierze zależą od jego struktury wewnętrznej. Sieć krystaliczna tego elementu jest rodzajem sześcianu wyśrodkowanego na twarz.

Ten rodzaj sieci jest nieodłącznym elementem wielu metali, takich jak miedź, brom, srebro, złoto, kobalt i inne. Wysoka przewodność cieplna i zdolność przewodzenia prądu sprawiły, że metal ten jest jednym z najbardziej poszukiwanych na świecie. Odpoczynek właściwości fizyczne aluminium, którego tabela jest przedstawiona poniżej, w pełni ujawniają jego właściwości i pokazują zakres ich zastosowania.

Stapianie aluminium

Fizyczne właściwości miedzi i aluminium są takie, że po dodaniu pewnej ilości miedzi do stopu aluminium jego sieć krystaliczna jest wygięta, a wytrzymałość samego stopu wzrasta. Stopowanie stopów lekkich opiera się na tej właściwości Al w celu zwiększenia ich wytrzymałości i odporności na agresywne środowisko.

Wyjaśnienie procesu utwardzania leży w zachowaniu atomów miedzi w sieci krystalicznej aluminium. Cząsteczki Cu mają tendencję do wypadania z sieci krystalicznej Al i gromadzą się w jej specjalnych obszarach.

Tam, gdzie atomy miedzi tworzą klastry, tworzy się mieszana sieć krystaliczna CuAl 2, w której cząstki metalicznego srebra są jednocześnie częścią zarówno ogólnej sieci krystalicznej aluminium, jak i składu sieci krystalicznej typu mieszanego CuAl 2. Siły wiązań wewnętrznych w zniekształconej sieci są znacznie większe niż w normalnym. Oznacza to, że siła nowo utworzonej substancji jest znacznie większa.

Właściwości chemiczne

Znane jest oddziaływanie aluminium z rozcieńczonym kwasem siarkowym i solnym. Po podgrzaniu metal ten łatwo się w nich rozpuszcza. Zimny ​​stężony lub mocno rozcieńczony kwas azotowy nie rozpuszcza tego pierwiastka. Wodne roztwory alkaliów aktywnie wpływają na substancję, podczas reakcji tworząc gliniany - sole, które zawierają jony glinu. Na przykład:

Al2O3 + 3H2O + 2NaOH \u003d 2Na

Otrzymany związek nazywa się tetrahydroksoglinianem sodu.

Cienka warstwa na powierzchni produktów aluminiowych chroni ten metal nie tylko przed powietrzem, ale także przed wodą. Jeśli ta cienka bariera zostanie usunięta, pierwiastek będzie gwałtownie oddziaływać z wodą, uwalniając z niej wodór.

2AL + 6H 2 O \u003d 2 AL (OH) 3 + 3H 2

Powstała substancja nazywana jest wodorotlenkiem glinu.

AL (OH) 3 reaguje z alkaliami, tworząc kryształy hydroksyglinianu:

Al(OH)2+NaOH=2Na

Jeśli to równanie chemiczne zostanie dodane do poprzedniego, otrzymamy wzór na rozpuszczenie pierwiastka w roztworze alkalicznym.

Al (OH) 3 + 2NaOH + 6H 2O \u003d 2Na + 3H 2

Płonące aluminium

Fizyczne właściwości aluminium pozwalają na reagowanie z tlenem. Jeśli proszek tego metalu lub folii aluminiowej zostanie podgrzany, rozbłyska i pali się oślepiającym białym płomieniem. Pod koniec reakcji powstaje tlenek glinu Al 2 O 3.

Glinka

Powstały tlenek glinu ma nazwę geologiczną tlenek glinu. W warunkach naturalnych występuje w postaci korundu - stałych przezroczystych kryształów. Korund charakteryzuje się dużą twardością, jego wskaźnik w skali suchej wynosi 9. Sam korund jest bezbarwny, ale różne zanieczyszczenia mogą zabarwić go na czerwono i Kolor niebieski, tak się okazuje klejnoty, które w jubilerstwie nazywane są rubinami i szafirami.

Fizyczne właściwości tlenku glinu umożliwiają hodowlę tych kamieni szlachetnych w sztucznych warunkach. Kamienie techniczne są wykorzystywane nie tylko w jubilerstwie, są wykorzystywane w precyzyjnym oprzyrządowaniu, do produkcji zegarków i innych rzeczy. Sztuczne kryształy rubinu są również szeroko stosowane w urządzeniach laserowych.

Drobnoziarnista odmiana korundu z dużą ilością zanieczyszczeń, osadzona na specjalnej powierzchni, jest znana wszystkim jako szmergiel. Fizyczne właściwości tlenku glinu wyjaśniają wysokie właściwości ścierne korundu, a także jego twardość i odporność na tarcie.

wodorotlenek glinu

Al 2 (OH) 3 jest typowym wodorotlenkiem amfoterycznym. W połączeniu z kwasem substancja ta tworzy sól zawierającą dodatnio naładowane jony glinu, w alkaliach tworzy gliniany. Amfoteryczność substancji przejawia się w tym, że może ona zachowywać się zarówno jak kwas, jak i zasada. Związek ten może występować zarówno w postaci galaretki, jak i stałej.

Praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie, ale reaguje z większością aktywnych kwasów i zasad. Fizyczne właściwości wodorotlenku glinu są wykorzystywane w medycynie, są popularne i bezpieczny środek zmniejsza kwasowość w organizmie, stosuje się go przy zapaleniu błony śluzowej żołądka, dwunastnicy, wrzodach. W przemyśle Al 2 (OH) 3 stosowany jest jako adsorbent, doskonale oczyszcza wodę i wytrąca rozpuszczone w niej szkodliwe pierwiastki.

Użytek przemysłowy

Aluminium odkryto w 1825 r. Początkowo ten metal był ceniony wyżej niż złoto i srebro. Wynikało to z trudności wydobycia go z rudy. Fizyczne właściwości aluminium i jego zdolność do szybkiego tworzenia filmu ochronnego na jego powierzchni utrudniały badanie tego pierwiastka. Dopiero pod koniec XIX wieku odkryto wygodną metodę topienia czystego pierwiastka nadającą się do stosowania na skalę przemysłową.

Lekkość i odporność na korozję to unikalne właściwości fizyczne aluminium. Stopy tego srebrzystego metalu są wykorzystywane w technice rakietowej, w produkcji samochodów, statków, samolotów i przyrządów, w produkcji sztućców i przyborów kuchennych.

Al jako czysty metal jest używany do produkcji części aparatury chemicznej, przewodów elektrycznych i kondensatorów. Właściwości fizyczne aluminium są takie, że jego przewodność elektryczna nie jest tak wysoka jak miedzi, ale ta wada jest kompensowana przez lekkość danego metalu, co umożliwia grubsze druty aluminiowe. Tak więc przy tej samej przewodności elektrycznej drut aluminiowy waży o połowę mniej niż drut miedziany.

Równie ważne jest zastosowanie Al w procesie aluminizowania. Tak nazywa się reakcja nasycania powierzchni żeliwa lub stali aluminium w celu ochrony metalu nieszlachetnego przed korozją po podgrzaniu.

Obecnie zbadane zasoby rud aluminium są dość porównywalne z potrzebami ludzi w tym srebrzystym metalu. Fizyczne właściwości aluminium mogą zaskoczyć badaczy o wiele więcej, a zakres tego metalu jest znacznie szerszy, niż można by sobie wyobrazić.

WŁAŚCIWOŚCI ALUMINIUM

Treść:

Gatunki aluminium

Właściwości fizyczne

Właściwości korozyjne

Właściwości mechaniczne

Właściwości technologiczne

Aplikacja

stopnie aluminium.

Aluminium charakteryzuje się wysoką przewodnością elektryczną i cieplną, odpornością na korozję, ciągliwością i mrozoodpornością. Najważniejszą właściwością aluminium jest jego niska gęstość (około 2,70 g/cm3).Temperatura topnienia aluminium wynosi około 660 C.

Właściwości fizykochemiczne, mechaniczne i technologiczne aluminium są bardzo zależne od rodzaju i ilości zanieczyszczeń, pogarszając większość właściwości czystego metalu.Głównymi naturalnymi zanieczyszczeniami aluminium są żelazo i krzem. Na przykład żelazo występuje jako niezależna faza Fe-Al, zmniejsza przewodnictwo elektryczne i odporność na korozję, pogarsza plastyczność, ale nieznacznie zwiększa wytrzymałość aluminium.

W zależności od stopnia oczyszczenia aluminium pierwotne dzieli się na aluminium o wysokiej i technicznej czystości (GOST 11069-2001). Aluminium techniczne obejmuje również klasy oznaczone AD, AD1, AD0, AD00 (GOST 4784-97). Aluminium techniczne wszystkich gatunków otrzymuje się przez elektrolizę stopów kriolit-tlenek glinu. Aluminium o wysokiej czystości uzyskuje się poprzez dodatkowe oczyszczanie aluminium technicznego. Cechy właściwości aluminium o wysokiej i wysokiej czystości omówiono w książkach

Poniższa tabela zawiera podsumowanie większości gatunków aluminium. Wskazano również zawartość jego głównych zanieczyszczeń naturalnych - krzemu i żelaza.

Główna praktyczna różnica między aluminium komercyjnym a wysoce oczyszczonym jest związana z różnicami w odporności na korozję niektórych mediów. Oczywiście im wyższy stopień oczyszczenia aluminium, tym jest ono droższe.

Aluminium o wysokiej czystości jest używane do celów specjalnych. Do produkcji stopów aluminium, wyrobów z kabli i drutu oraz wyrobów walcowanych stosuje się aluminium techniczne. Następnie porozmawiamy o technicznym aluminium.

Przewodnictwo elektryczne.

Najważniejszą właściwością aluminium jest jego wysoka przewodność elektryczna, w której ustępuje jedynie srebru, miedzi i złotu. Połączenie wysokiej przewodności elektrycznej z niską gęstością pozwala aluminium konkurować z miedzią w dziedzinie kabli i wyrobów z drutu.

Na przewodnictwo elektryczne aluminium, oprócz żelaza i krzemu, duży wpływ mają chrom, mangan i tytan. Dlatego w aluminium przeznaczonym do produkcji przewodów prądowych regulowana jest zawartość kilku innych zanieczyszczeń. Tak więc w aluminium klasy A5E o dopuszczalnej zawartości żelaza 0,35% i krzemu 0,12% suma zanieczyszczeń Cr + V + Ti + Mn nie powinna przekraczać tylko 0,01%.

Przewodność elektryczna zależy od stanu materiału. Długotrwałe wyżarzanie w temperaturze 350 C poprawia przewodność, podczas gdy hartowanie na zimno pogarsza przewodność.

Wartość oporu elektrycznego w temperaturze 20 C wynosiOhm*mm 2 /m lub µOhm*m :

0,0277 - drut aluminiowy wyżarzany A7E

0,0280 - drut aluminiowy wyżarzany A5E

0,0290 - po sprasowaniu, bez obróbki cieplnej z aluminium AD0

Zatem właściwy opór elektryczny przewodów aluminiowych jest około 1,5 razy większy niż opór elektryczny przewodów miedzianych. W związku z tym przewodność elektryczna (odwrotność rezystywności) aluminium wynosi 60-65% przewodności elektrycznej miedzi. Przewodność elektryczna aluminium wzrasta wraz ze spadkiem ilości zanieczyszczeń.

Współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego aluminium (0,004) jest w przybliżeniu taki sam jak miedzi.

Przewodność cieplna aluminium w temperaturze 20 C wynosi około 0,50 cal/cm*s*C i wzrasta wraz ze wzrostem czystości metalu. Pod względem przewodności cieplnej aluminium ustępuje jedynie srebru i miedzi (około 0,90), trzykrotnie przewyższa przewodność cieplną stali miękkiej. Ta właściwość decyduje o zastosowaniu aluminium w chłodnicach i wymiennikach ciepła.

Inne właściwości fizyczne.

Aluminium ma bardzo wysoką ciepło właściwe(około 0,22 kcal/g*C). Jest to znacznie więcej niż w przypadku większości metali (0,09 dla miedzi). Ciepło właściwe topnienia jest również bardzo wysoki (około 93 kcal/g). Dla porównania dla miedzi i żelaza wartość ta wynosi około 41-49 cal/g.

Odbicie aluminium w dużym stopniu zależy od jego czystości. Dla folia aluminiowa Przy czystości 99,2% współczynnik odbicia światła białego wynosi 75%, a dla folii o zawartości aluminium 99,5% współczynnik odbicia wynosi już 84%.

Samo aluminium jest bardzo reaktywnym metalem. Wiąże się to z jego zastosowaniem w aluminotermii oraz do produkcji materiałów wybuchowych. Jednak w powietrzu aluminium jest pokryte cienką (około mikronową) warstwą tlenku glinu. Dzięki wysokiej wytrzymałości i obojętności chemicznej chroni aluminium przed dalszym utlenianiem i decyduje o jego wysokich właściwościach antykorozyjnych w wielu środowiskach.

W aluminium o wysokiej czystości warstwa tlenku jest ciągła i nieporowata oraz ma bardzo silną przyczepność do aluminium. Dlatego aluminium o wysokiej i szczególnej czystości jest bardzo odporne na działanie kwasów nieorganicznych, zasad, wody morskiej i powietrza. Przyczepność warstwy tlenku do aluminium w miejscach występowania zanieczyszczeń ulega znacznemu pogorszeniu i miejsca te stają się podatne na korozję. Dlatego aluminium o czystości technicznej ma niższą rezystancję. Na przykład w stosunku do słabego kwasu solnego odporność rafinowanego i technicznego aluminium różni się 10-krotnie.

Aluminium (i jego stopy) zwykle wykazuje korozję wżerową. Dlatego o stabilności aluminium i jego stopów w wielu mediach decyduje nie zmiana masy próbek i nie szybkość penetracji korozji, ale zmiana właściwości mechanicznych.

Zawartość żelaza ma główny wpływ na właściwości korozyjne aluminium technicznego. Zatem szybkość korozji w 5% roztworze HCl dla różnych klas wynosi (w):

Obecność żelaza zmniejsza również odporność aluminium na alkalia, ale nie wpływa na odporność na kwasy siarkowy i azotowy. Generalnie odporność korozyjna aluminium technicznego w zależności od czystości pogarsza się w następującej kolejności: A8 i AD000, A7 i AD00, A6, A5 i AD0, AD1, A0 i AD.

W temperaturach powyżej 100C aluminium wchodzi w interakcje z chlorem. Aluminium nie wchodzi w interakcje z wodorem, ale dobrze go rozpuszcza, dlatego jest głównym składnikiem gazów obecnych w aluminium. Para wodna, która dysocjuje w temperaturze 500 C, ma szkodliwy wpływ na aluminium, w niższych temperaturach wpływ pary jest znikomy.

Aluminium jest stabilne w następujących środowiskach:

industrialna atmosfera

Naturalna świeża woda do temperatury 180 C. Szybkość korozji wzrasta wraz z napowietrzaniem,

zanieczyszczenia sodą kaustyczną, kwasem solnym i sodą.

Woda morska

Skoncentrowany kwas azotowy

Kwaśne sole sodu, magnezu, amonu, podsiarczynu.

Słabe (do 10%) roztwory kwasu siarkowego,

100% kwas siarkowy

Słabe roztwory fosforu (do 1%), chromu (do 10%)

Kwas borowy w dowolnym stężeniu

Ocet, cytryna, wino. kwas jabłkowy, kwaśne soki owocowe, wino

Roztwór amoniaku

Aluminium jest niestabilne w takich środowiskach:

Rozcieńczyć kwas azotowy

Kwas chlorowodorowy

Rozcieńczyć kwas siarkowy

Kwas fluorowodorowy i bromowodorowy

Kwas szczawiowy, mrówkowy

Roztwory zasad żrących

Woda zawierająca sole rtęci, miedzi, jony chlorkowe, które niszczą film tlenkowy.

W kontakcie z większością technicznych metali i stopów aluminium służy jako anoda, a jego korozja będzie się nasilać.

Moduł sprężystości mi \u003d 7000-7100 kgf / mm2 dla aluminium technicznego w temperaturze 20 C. Wraz ze wzrostem czystości aluminium jego wartość spada (6700 dla A99).

Moduł ścinania G \u003d 2700 kgf / mm 2.

Główne parametry właściwości mechanicznych aluminium technicznego podano poniżej:

Podane liczby są bardzo orientacyjne:

1) Dla aluminium wyżarzonego i odlewanego wartości te zależą od technicznego gatunku aluminium. Im więcej zanieczyszczeń, tym większa wytrzymałość i twardość, a mniejsza plastyczność. Przykładowo twardość odlewanego aluminium wynosi: dla A0 - 25HB, dla A5 - 20HB, a dla aluminium wysokiej czystości A995 - 15HB. Wytrzymałość na rozciąganie w tych przypadkach wynosi: 8,5; 7,5 i 5 kgf / mm2 i wydłużenie 20; odpowiednio 30 i 45%.

2) W przypadku aluminium odkształconego właściwości mechaniczne zależą od stopnia odkształcenia, rodzaju walcowanego wyrobu oraz jego wymiarów. Na przykład wytrzymałość na rozciąganie wynosi co najmniej 15-16 kgf / mm2 dla drutu i 8 - 11 kgf / mm2 dla rur.

Jednak w każdym przypadku aluminium techniczne jest miękkim i delikatnym metalem. Niska granica plastyczności (nawet dla stali trudnoobrabianej nie przekracza 12 kgf/mm 2 ) ogranicza zastosowanie aluminium pod względem dopuszczalnych obciążeń.

Aluminium ma niską granicę pełzania: w 20 C - 5 kgf/mm 2 , aw 200 C - 0,7 kgf/mm 2 . Dla porównania: dla miedzi liczby te wynoszą odpowiednio 7 i 5 kgf / mm2.

Niska temperatura topnienia oraz temperatura początku rekrystalizacji (dla aluminium technicznego wynosi około 150 C), niska granica pełzania ogranicza zakres temperatur pracy aluminium od strony wysokich temperatur.

Plastyczność aluminium nie pogarsza się w niskich temperaturach, aż do helu. Gdy temperatura spada z +20 C do -269 C, wytrzymałość na rozciąganie wzrasta 4-krotnie dla aluminium technicznego i 7-krotnie dla aluminium o wysokiej czystości. Granica sprężystości w tym przypadku wzrasta o współczynnik 1,5.

Mrozoodporność aluminium umożliwia zastosowanie go w urządzeniach i konstrukcjach kriogenicznych.

Właściwości technologiczne.

Wysoka plastyczność aluminium umożliwia wytwarzanie folii (do 0,004 mm grubości), wyrobów głębokotłocznych oraz stosowanie go na nity.

Czystość techniczna aluminium wykazuje kruchość w wysokich temperaturach.

Skrawalność jest bardzo niska.

Temperatura wyżarzania rekrystalizującego wynosi 350-400 C, temperatura odpuszczania 150 C.

Spawalność.

Trudności w spawaniu aluminium wynikają z 1) obecności silnej obojętnej warstwy tlenku, 2) wysokiej przewodności cieplnej.

Niemniej jednak aluminium jest uważane za metal wysoce spawalny. Spoina ma wytrzymałość metalu nieszlachetnego (wyżarzony) i takie same właściwości korozyjne. Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat spawania aluminium, patrz np.www. miejsce spawania.kom.ua.

Aplikacja.

Ze względu na małą wytrzymałość aluminium stosuje się tylko na nieobciążone elementy konstrukcyjne, gdy ważna jest wysoka przewodność elektryczna lub cieplna, odporność na korozję, ciągliwość czy spawalność. Części są łączone za pomocą spawania lub nitów. Aluminium techniczne wykorzystywane jest zarówno do odlewania, jak i do produkcji wyrobów walcowanych.

W magazynie przedsiębiorstwa zawsze znajdują się blachy, druty i opony z technicznego aluminium.

(patrz odpowiednie strony serwisu). W ramach zamówienia dostarczane są świnie A5-A7.

Charakterystyka aluminium

przemysł jakości aluminium metal

Aluminium jest najpowszechniejszym metalem w skorupie ziemskiej. Jego zawartość szacuje się na 7,45% (więcej niż żelazo, które wynosi tylko 4,2%). Aluminium jako pierwiastek odkryto niedawno, bo w 1825 roku, kiedy to uzyskano pierwsze drobne bryłki tego metalu. Początek jej rozwoju przemysłowego datuje się na koniec ubiegłego wieku. Impulsem do tego było opracowanie w 1886 roku metody jego wytwarzania poprzez elektrolizę tlenku glinu rozpuszczonego w kriolicie. Zasada metody leży u podstaw nowoczesnej przemysłowej ekstrakcji aluminium z tlenku glinu we wszystkich krajach świata.

Z wyglądu aluminium jest błyszczącym, srebrzystobiałym metalem. W powietrzu szybko utlenia się, pokrywając się cienką białą matową warstwą AlO . Folia ta posiada wysokie właściwości ochronne, dzięki czemu aluminium pokryte taką folią jest odporne na korozję.

Aluminium jest łatwo niszczone przez roztwory żrących zasad, kwasów solnych i siarkowych. W stężonym kwasie azotowym i kwasach organicznych wykazuje wysoką odporność.

Najbardziej charakterystycznymi właściwościami fizycznymi aluminium są jego niska gęstość względna wynosząca 2,7 oraz stosunkowo wysoka przewodność cieplna i elektryczna. W temperaturze 0C przewodność elektryczna aluminium, tj. przewodność elektryczna drutu aluminiowego o przekroju 1 mm i długości 1 m wynosi 37 1 om.

Odporność na korozję, a zwłaszcza przewodność elektryczna aluminium jest tym wyższa, im jest ono czystsze, im mniej zawiera zanieczyszczeń.

Temperatura topnienia aluminium jest niska, wynosi około 660C. Jednak jego utajone ciepło topnienia jest bardzo duże - około 100 cal g, dlatego do stopienia aluminium potrzebna jest większa ilość ciepła niż do stopienia tej samej ilości, na przykład miedzi ogniotrwałej, która ma temperaturę topnienia 1083 C, utajone ciepło topnienia 43 cal g.

Właściwości mechaniczne aluminium charakteryzują się dużą ciągliwością i niską wytrzymałością. Walcowane i odprężone aluminium ma = 10 kg mm, a twardość HB25 = 80% i = 35%.

Sieć krystaliczna aluminium jest sześcianem wyśrodkowanym na ścianie o parametrze (rozmiar boku) równym 4,04 w temperaturze 20°C. Aluminium nie ma przemian alotropowych.

W naturze aluminium występuje w postaci rud aluminium: boksytów, nefelinów, alunitów i kaolinów. Najważniejszą rudą, na której opiera się większość światowego przemysłu aluminiowego, jest boksyt.

Pozyskiwanie aluminium z rud składa się z dwóch następujących po sobie etapów – najpierw wytwarza się tlenek glinu (AlO), a następnie uzyskuje się z niego aluminium.

Obecnie znane metody wytwarzania tlenku glinu można podzielić na trzy grupy: zasadowe, kwaśne i elektrotermiczne. Najszerzej stosowane są metody alkaliczne.

W niektórych odmianach metod alkalicznych boksyt odwodniony w temperaturze 1000 C jest mielony w młynach kulowych, mieszany w określonych proporcjach z kredą i sodą i spiekany w celu uzyskania rozpuszczalnego w wodzie stałego glinianu sodu w reakcji

AlO + NaCO = AlO NaO + CO

Spiekana masa jest kruszona i ługowana wodą, podczas gdy glinian sodu przechodzi do roztworu.

W innych odmianach metody alkalicznej tlenek glinu zawarty w boksycie jest wiązany w glinian sodu przez bezpośrednie traktowanie rudy alkaliami. W takim przypadku natychmiast otrzymuje się roztwór glinianu w wodzie.

W obu przypadkach powstanie wodnego roztworu glinianu sodu prowadzi do jego oddzielenia od nierozpuszczalnych składników rudy, którymi są głównie tlenki i wodorotlenki krzemu, żelaza i tytanu. Oddzielenie roztworu od nierozpuszczalnego osadu, zwanego czerwonym szlamem, odbywa się w osadnikach.

Do otrzymanego roztworu dodaje się wapno w temperaturze 125 C i pod ciśnieniem 5 rano, co prowadzi do odsilikonizacji - wytrąca się CaSiO, tworząc biały szlam. Roztwór oczyszczony z krzemu, po oddzieleniu go od białego szlamu, traktuje się dwutlenkiem węgla w temperaturze 60-80 C, w wyniku czego wytrąca się krystaliczny hydrat tlenku glinu:

AlONaO + 3H2O + CO = 2Al(OH) + NaCO.

Jest myte, suszone i kalcynowane. Kalcynacja prowadzi do powstania tlenku glinu:

2Al(OH) = AlO + 3H2O.

Opisana metoda zapewnia dość całkowitą ekstrakcję tlenku glinu z boksytu - około 80%.

Otrzymywanie metalicznego aluminium z tlenku glinu polega na jego elektrolitycznym rozkładzie na części składowe - na aluminium i tlen. Elektrolitem w tym procesie jest roztwór tlenku glinu w kriolicie (AlF3NaF). Kriolit, mając zdolność rozpuszczania tlenku glinu, jednocześnie obniża jego temperaturę topnienia. Tlenek glinu topi się w temperaturze około 2000 C, a temperatura topnienia roztworu składającego się na przykład z 85% kriolitu i 15% tlenku glinu wynosi 935 C.

Schemat elektrolizy tlenku glinu jest dość prosty, ale technologicznie proces ten jest złożony i wymaga dużych ilości energii elektrycznej.

W dnie wanny z dobrą izolacją termiczną 1 i wypełnieniem węglowym 2 umieszczone są opony katodowe 3, podłączone do bieguna ujemnego źródła prądu elektrycznego. Elektrody 5 są przymocowane do szyny anodowej 4. Przed rozpoczęciem elektrolizy cienką warstwę koksu wylewa się na dno wanny, elektrody są opuszczane, aż zetkną się z nią, i włącza się prąd. Gdy wypełnienie węglowe jest podgrzewane, stopniowo wprowadzany jest kriolit. Gdy grubość warstwy stopionego kriolitu wynosi 200-300 mm, tlenek glinu jest ładowany w ilości 15% do ilości kriolitu. Proces odbywa się w temperaturze 950-1000 C.

Pod działaniem prądu elektrycznego tlenek glinu rozkłada aluminium i tlen. Ciekłe aluminium 6 gromadzi się na dnie węgla (dno kąpieli węglowej), którym jest katoda, a tlen łączy się z węglem anod, stopniowo je spalając. Kriolit jest zużywany w niewielkim stopniu. Okresowo dodawany jest tlenek glinu, elektrody są stopniowo opuszczane w celu skompensowania spalonej części, a zgromadzone ciekłe aluminium jest uwalniane do kadzi 8 w określonych odstępach czasu.

Podczas elektrolizy na 1 tonę aluminium zużywa się około 2 ton tlenku glinu, 0,6 tony elektrod węglowych służących jako anody, 0,1 tony kriolitu i od 17 000 do 18 000 kWh energii elektrycznej.

Surowe aluminium otrzymane przez elektrolizę tlenku glinu zawiera zanieczyszczenia metaliczne (żelazo, krzem, tytan i sód), rozpuszczone gazy, z których głównym jest wodór, oraz wtrącenia niemetaliczne, którymi są cząstki tlenku glinu, węgla i kriolitu. W tym stanie nie nadaje się do użytku, ponieważ ma niskie właściwości, dlatego wymaga uszlachetnienia. Zanieczyszczenia niemetaliczne i gazowe są usuwane przez przetapianie i przepłukiwanie metalu chlorem. Zanieczyszczenia metaliczne można usunąć jedynie skomplikowanymi metodami elektrolitycznymi.

Po rafinacji uzyskuje się handlowe gatunki aluminium.

Czystość aluminium jest decydującym wskaźnikiem, który wpływa na wszystkie jego właściwości, dlatego skład chemiczny jest podstawą klasyfikacji aluminium.

Żelazo i krzem to nieuniknione zanieczyszczenia przy produkcji aluminium. Oba są szkodliwe w aluminium. Żelazo nie rozpuszcza się w aluminium, ale tworzy z nim kruche związki chemiczne FeAl i Fe2Al. Aluminium tworzy eutektyczną mieszaninę mechaniczną z krzemem o zawartości 11,7% Si. Ponieważ rozpuszczalność krzemu przy temperatura pokojowa jest bardzo mały (0,05%), to już przy niewielkiej jego ilości tworzy eutektykę Fe+Si oraz wtrącenia bardzo twardych (HB 800) kruchych kryształów krzemu, które zmniejszają plastyczność aluminium. Przy wspólnej obecności krzemu i żelaza powstaje trójskładnikowy związek chemiczny i trójskładnikowy eutektyk, które również zmniejszają plastyczność.

Kontrolowane zanieczyszczenia w aluminium to żelazo, krzem, miedź i tytan.

Aluminium wszystkich klas zawiera ponad 99% Al. Ilościowe przekroczenie tej wartości w setnych lub dziesiątych procentach jest wskazane w nazwie marki po pierwszej literze A. Tak więc marka A85 zawiera 99,85% Al. Wyjątkiem od tej zasady oznaczania są klasy A AE, w których zawartość aluminium jest taka sama jak w klasach A0 i A5, ale inny stosunek zawartych w składzie zanieczyszczeń żelaza i krzemu.

Litera E w marce AE oznacza, że ​​aluminium tej marki przeznaczone jest do produkcji przewodów elektrycznych. Dodatkowym wymaganiem dotyczącym właściwości aluminium jest niski opór elektryczny, który dla wykonanego z niego drutu nie powinien przekraczać 0,0280 oma mm m w temperaturze 20 C.

Aluminium jest wykorzystywane do produkcji wyrobów i stopów na jego bazie, których właściwości wymagają wysokiego stopnia czystości.

W zależności od przeznaczenia aluminium może być produkowane w różnych formach. Aluminium wszystkich klas (czystości wysokiej i technicznej), przeznaczone do przetapiania, odlewane jest w postaci wlewków o masie 5; 15 i 1000 kg. Ich wartości graniczne są następujące: wysokość od 60 do 600 mm, szerokość od 93 do 800 mm i długość od 415 do 1000 mm.

Jeśli aluminium jest przeznaczone do walcowania blach i taśm, wówczas płaskie wlewki o siedemnastu rozmiarach są odlewane metodą ciągłą lub półciągłą. Ich grubość waha się od 140 do 400 mm, szerokość od 560 do 2025 mm, a waga 1 m długości wlewka od 210 do 2190 kg. Długość wlewka ustalana jest z klientem.

Głównym rodzajem kontroli aluminium, zarówno we wlewkach, jak i we wlewkach płaskich, jest weryfikacja składu chemicznego i jego zgodności z markowym. Wlewki i wlewki przeznaczone do obróbki ciśnieniowej podlegają dodatkowym wymaganiom, takim jak brak skorup, pęcherzyków gazu, pęknięć, żużla i innych obcych wtrąceń.

Do odtleniania stali podczas jej wytapiania, a także do produkcji żelazostopów i do aluminotermii można stosować tańsze aluminium o niższej czystości niż wskazano w tabeli „Czystość aluminium różnych klas”. W tym celu przemysł produkuje sześć gatunków aluminium we wlewkach o masie od 3 do 16,5 kg, zawierających od 98,0 do 87,0% Al. W nich zawartość żelaza sięga 2,5%, a krzemu i miedzi do 5%.

Zastosowanie aluminium wynika ze specyfiki jego właściwości. Połączenie lekkości z odpowiednio wysokim przewodnictwem elektrycznym umożliwia wykorzystanie aluminium jako przewodnika prądu elektrycznego, zastępując je droższą miedzią. Różnica w przewodności elektrycznej miedzi (631 omów) i aluminium (371 omów) jest kompensowana przez zwiększenie przekroju drutu aluminiowego. Niewielka masa drutów aluminiowych umożliwia prowadzenie ich podwieszania przy znacznie większej odległości między podporami niż w przypadku drutów miedzianych, bez obawy o zerwanie drutu pod wpływem własnego ciężaru. Wykonuje się z niego również kable, opony, kondensatory, prostowniki. Wysoka odporność korozyjna aluminium sprawia, że ​​w niektórych przypadkach jest ono niezbędnym materiałem w inżynierii chemicznej, np. do produkcji urządzeń służących do produkcji, magazynowania i transportu kwasu azotowego i jego pochodnych.

Jest również szeroko stosowany w przemyśle spożywczym - wykonuje się z niego różnorodne przybory kuchenne. W tym przypadku wykorzystywana jest nie tylko jego odporność na kwasy organiczne, ale również wysoka przewodność cieplna.

Wysoka plastyczność pozwala na zwijanie aluminium w folię, która obecnie całkowicie zastąpiła stosowaną wcześniej droższą folię aluminiową. Folia służy jako opakowanie dla szerokiej gamy produktów spożywczych: herbaty, czekolady, tytoniu, serów itp.

Aluminium stosuje się w taki sam sposób, jak powłokę antykorozyjną innych metali i stopów. Może być nakładany metodą platerowania, powlekania dyfuzyjnego i innymi metodami, w tym malowania aluminium farbami i lakierami. Szczególnie rozpowszechnione są okładziny aluminiowe wyrobów walcowanych płaskich wykonanych ze stopów aluminium mniej odpornych na korozję.

Aktywność chemiczna aluminium względem tlenu wykorzystywana jest do odtleniania w produkcji stali półcichej i spokojnej oraz do produkcji metali trudno odzyskiwalnych poprzez wypieranie aluminium ze związków tlenowych.

Aluminium jest stosowane jako pierwiastek stopowy w różnych stalach i stopach. Nadaje im określone właściwości. Na przykład zwiększa odporność cieplną stopów na bazie żelaza, miedzi, tytanu i niektórych innych metali.

Można wymienić inne obszary zastosowania aluminium o różnym stopniu czystości, jednak najwięcej go przeznacza się na otrzymywanie na jego bazie różnych lekkich stopów. Szczegóły dotyczące głównych podano poniżej.

Generalnie wykorzystanie aluminium w różnych sektorach gospodarki, na przykładzie rozwiniętych krajów kapitalistycznych, szacuje się na następujące liczby: inżynieria transportu 20-23% (w tym motoryzacja 15%), budownictwo 17-18%, elektrotechnika 10-12%, produkcja materiałów opakowaniowych 9-10%, produkcja dóbr konsumpcyjnych trwałego użytku 9-10%, budownictwo ogólne 8-10%.

Aluminium zyskuje coraz więcej nowych obszarów zastosowań, pomimo konkurencji ze strony innych materiałów, a zwłaszcza tworzyw sztucznych.

Głównymi rudami przemysłowymi zawierającymi aluminium są boksyt, nefelin, alunit i kaolin.

Jakość tych rud ocenia się na podstawie zawartości w nich tlenku glinu Al O, który zawiera 53% Al. Spośród pozostałych wskaźników jakości rud glinu najważniejszy jest skład zanieczyszczeń, których szkodliwość i przydatność determinuje wykorzystanie rudy.

Boksyt jest najlepszym i głównym na świecie surowcem do produkcji aluminium. Jest również używany do produkcji sztucznego korundu, produktów wysoce ogniotrwałych i do innych celów. Według składu chemicznego ta skała osadowa jest mieszaniną hydratów tlenku glinu AlO nH2O z tlenkami żelaza, krzemu, tytanu i innych pierwiastków. Najbardziej powszechnymi hydratami tlenku glinu tworzącymi boksyty są minerały diaspor, boehmit i hydrargellit. Zawartość tlenku glinu w boksycie, nawet w jednym złożu, zmienia się w bardzo szerokim zakresie, od 35 do 70%.

Minerały wchodzące w skład boksytu tworzą bardzo rzadką mieszaninę, co utrudnia wzbogacanie. W przemyśle wykorzystuje się głównie surową rudę. Proces wydobywania aluminium z rudy jest złożony, bardzo energochłonny i składa się z dwóch etapów: najpierw wydobywa się tlenek glinu, a następnie uzyskuje się z niego aluminium.

Przedmiotem handlu światowego jest zarówno sam boksyt, jak i wydobywany z niego tlenek glinu lub inne rudy.

Na terytorium WNP złoża boksytu są nierównomiernie rozmieszczone, a boksyty z różnych złóż są nierównej jakości. Na Uralu znajdują się złoża najwyższej jakości boksytów. Duże rezerwy boksytu występują również w europejskiej części WNP oraz w zachodnim Kazachstanie.

Spośród krajów uprzemysłowionych tylko Francja jest obecnie praktycznie wyposażona, gdzie rozpoczął się jej rozwój. Jej wiarygodne i prawdopodobne zasoby w tej grupie państw szacowano w 1975 roku na 4,8 mld ton (w tym 4,6 mld ton w Australii), natomiast w krajach rozwijających się na 12,5 mld ton, głównie w Afryce i Ameryka Łacińska(najbogatsze to Gwinea, Kamerun, Brazylia, Jamajka).

W okresie powojennym krąg krajów, w których wydobywa się boksyt i produkuje aluminium pierwotne, znacznie się rozszerzył. W 1950 r. boksyt wydobywano tylko w 11 krajach, nie licząc ZSRR, w tym w trzech na ponad 1 mln ton (Surinam, Gujana, USA) i czterech na ponad 0,1 mln ton (Francja, Indonezja, Włochy, Ghana). Do 1977 roku wielkość produkcji wzrosła 12-krotnie, a jej geografia zmieniła się diametralnie (ponad połowa produkcji świata kapitalistycznego pochodziła z krajów rozwijających się).

W przeciwieństwie do krajów rozwijających się, bogata w paliwa Australia przetwarza większość wydobywanego boksytu (głównie na Półwyspie York, największym złożu boksytu na świecie) na tlenek glinu, odgrywając decydującą rolę w światowym eksporcie. To nie jest dla niej przykład, kraje Karaibów i Afryki Zachodniej eksportują głównie boksyt. Wpływa to zarówno na względy polityczne (światowe monopole aluminium preferują produkcję tlenku glinu poza krajami zależnymi produkującymi boksyty), jak i czysto ekonomiczne: boksyty w przeciwieństwie do rud metali nieżelaznych są transportowalne (zawierają 35-65% dwutlenku glinu ), a produkcja tlenku glinu wymaga znacznych kosztów jednostkowych, których zdecydowana większość krajów produkujących boksyt nie ponosi.

Aby oprzeć się nakazom światowych monopoli aluminiowych, kraje eksportujące boksyt w 1973 r. utworzyły organizację „International Association of Bouxite Mining Countries” (IABS). Obejmował Australię, Gwineę, Gujanę, Jamajkę i Jugosławię; później dołączyły Dominikana, Haiti, Ghana, Sierra Leone, Surinam, a Grecja i Indie stały się krajami obserwatorami. W roku powstania na te państwa przypadało około 85% wydobycia boksytu w państwach niesocjalistycznych.

Przemysł aluminiowy charakteryzuje się dystansem terytorialnym zarówno między wydobyciem boksytu a produkcją tlenku glinu, jak i między tą ostatnią a wytopem aluminium pierwotnego. Największa produkcja tlenku glinu (do 1-1,3 mln ton rocznie) zlokalizowana jest zarówno w hutach aluminium (np. w portach eksportujących boksyt (np. Paranam w Surinamie), a także na trasach boksytu od drugiego do pierwszego – np. w USA na wybrzeżu Zatoki Meksykańskiej (Corpus Christi, Point Comfort).

W naszym kraju wszystkie wydobywane boksyty są podzielone na dziesięć klas. Główną różnicą między różnymi gatunkami boksytu jest to, że zawierają inna kwota głównym składnikiem możliwym do odzyskania jest tlenek glinu i mają inny rozmiar moduł silikonowy, tj. różna zawartość tlenku glinu do zawartości zanieczyszczeń krzemionkowych szkodliwych w boksytach (AlO SiO). Moduł krzemu jest bardzo ważnym wskaźnikiem jakości boksytów, od którego w dużej mierze zależy ich zastosowanie i technologia przetwarzania.

Zawartość wilgoci w boksytach dowolnego gatunku ustala się w zależności od ich złoża: najniższą wilgotność (nie więcej niż 7%) ustalono dla boksytów ze złóż Południowego Uralu oraz odpowiednio dla złóż Północnego Uralu, Kamensk-Ural i Tichwin , nie więcej niż 12, 16 i 22%. Wskaźnik wilgotności nie jest znakiem odrzucenia i służy wyłącznie do rozliczeń z konsumentem.

Boksyt dostarczany jest w kawałkach nie większych niż 500 mm. Jest transportowany luzem na platformach lub w gondolach.

Aluminium w czystej postaci został po raz pierwszy wyizolowany przez Friedricha Wöhlera. Niemiecki chemik ogrzał bezwodny chlorek pierwiastka z metalicznym potasem. Stało się to w drugiej połowie XIX wieku. Przed XX wiekiem kg aluminium Kosztować więcej.

Tylko bogaci i państwo mogli sobie pozwolić na nowy metal. Powodem wysokich kosztów jest trudność w oddzieleniu aluminium od innych substancji. Metodę wydobywania pierwiastka na skalę przemysłową zaproponował Charles Hall.

W 1886 roku rozpuścił tlenek w stopie kriolitu. Niemiec zamknął mieszaninę w granitowym naczyniu i podłączył do niej prąd elektryczny. Płytki z czystego metalu osiadły na dnie pojemnika.

Właściwości chemiczne i fizyczne aluminium

Jakie aluminium? Srebrzystobiały, błyszczący. Dlatego Friedrich Wöhler porównywał otrzymane granulki metalu. Ale było zastrzeżenie - aluminium jest znacznie lżejsze.

Plastyczność jest bliska wartości i. aluminium jest substancją, bez problemów z rozciąganiem na cienki drut i arkusze. Wystarczy przypomnieć folię. Wykonany jest na podstawie 13. elementu.

Aluminium jest lekkie ze względu na małą gęstość. To trzy razy mniej niż żelazo. Jednocześnie 13. element prawie nie ma gorszej siły.

To połączenie sprawiło, że srebro metaliczne stało się niezastąpione w przemyśle, na przykład przy produkcji części do samochodów. Mówimy o produkcji rękodzielniczej, bo spawanie aluminium możliwe nawet w domu.

formuła aluminium pozwala aktywnie odbijać światło, ale także promienie cieplne. Przewodność elektryczna elementu jest również wysoka. Najważniejsze, żeby go nie przegrzać. Topi się w temperaturze 660 stopni. Podnieś temperaturę nieco wyżej - będzie się palić.

Metal zniknie, tylko tlenek glinu. Powstaje również w standardowych warunkach, ale tylko w postaci filmu powierzchniowego. Chroni metal. Dlatego dobrze znosi korozję, ponieważ dostęp tlenu jest zablokowany.

Warstwa tlenku chroni również metal przed wodą. Jeśli płytka nazębna zostanie usunięta z powierzchni aluminium, rozpocznie się reakcja z H 2 O. Wodór będzie uwalniany nawet w temperaturze pokojowej. Więc, łódź aluminiowa nie zamienia się w dym tylko dzięki warstwie tlenków i farbie ochronnej nałożonej na kadłub statku.

Najbardziej aktywny interakcja aluminium z niemetalami. Reakcje z bromem i chlorem zachodzą nawet w normalnych warunkach. W rezultacie tworzą się sole aluminium. Sole wodorowe uzyskuje się przez połączenie 13. pierwiastka z roztworami kwasów. Reakcja zajdzie również z alkaliami, ale dopiero po usunięciu warstwy tlenku. Czysty wodór zostanie uwolniony.

Zastosowanie aluminium

Metal jest natryskiwany na lustra. Dobre odbicie światła. Proces odbywa się w warunkach próżni. Wykonują nie tylko standardowe lustra, ale także przedmioty z lustrzanymi powierzchniami. Stają się one: płytki ceramiczne, Urządzenia, Lampy.

Duet aluminium-miedź- podstawa z duraluminium. Nazywa się po prostu Dural. Jak dodano. Skład jest 7 razy mocniejszy niż czyste aluminium, dlatego nadaje się do inżynierii mechanicznej i projektowania samolotów.

Miedź daje trzynastemu elementowi siłę, ale nie ciężkość. Dural pozostaje 3 razy lżejszy od żelaza. mały masa aluminium- zastaw lekkości samochodów, samolotów, statków. Upraszcza to transport, obsługę, obniża cenę produktów.

Kup aluminium producenci samochodów również starają się, ponieważ na jego stopy łatwo nakłada się związki ochronne i dekoracyjne. Farba układa się szybciej i bardziej równomiernie niż na stali, plastiku.

Jednocześnie stopy są plastyczne, łatwe w obróbce. Jest to cenne, biorąc pod uwagę masę zakrętów i konstruktywnych przejść nowoczesne modele samochody.

Trzynasty pierwiastek jest nie tylko łatwy do barwienia, ale może również sam pełnić rolę barwnika. Kupiony w branży tekstylnej siarczan glinu. Przydaje się również w druku, gdzie wymagane są nierozpuszczalne pigmenty.

To ciekawe rozwiązanie siarczan aluminium również do oczyszczania wody. W obecności „środka” szkodliwe zanieczyszczenia wytrącają się i są neutralizowane.

Neutralizuje 13. element i kwasy. Jest szczególnie dobry w tej roli. wodorotlenek glinu. Jest ceniony w farmakologii, medycynie, jako dodatek do leków na zgagę.

Wodorotlenek jest również przepisywany na wrzody, procesy zapalne przewodu pokarmowego. Więc jest też lek apteczny aluminium. Kwas w żołądku - powód, aby dowiedzieć się więcej o takich lekach.

W ZSRR wybijano również brązy z 11% dodatkiem aluminium. Wartość znaków to 1, 2 i 5 kopiejek. Zaczęli produkować w 1926 roku, zakończyli w 1957 roku. Ale produkcja puszek aluminiowych na konserwy nie została zatrzymana.

Duszone mięso, saury i inne śniadania turystów są nadal pakowane w pojemniki oparte na 13 elemencie. Takie puszki nie wchodzą w reakcje z żywnością, a przy tym są lekkie i tanie.

Proszek aluminiowy wchodzi w skład wielu mieszanek wybuchowych, w tym pirotechnicznych. W przemyśle stosuje się mechanizmy wywrotowe oparte na trinitrotoluenie i kruszonym pierwiastku 13. Potężny materiał wybuchowy uzyskuje się również przez dodanie azotanu amonu do aluminium.

Przemysł naftowy potrzebuje chlorek glinu. Pełni rolę katalizatora w rozkładzie materii organicznej na frakcje. Ropa ma zdolność uwalniania gazowych, lekkich węglowodorów typu benzyny, wchodzących w interakcje z chlorkiem 13. metalu. Odczynnik musi być bezwodny. Po dodaniu chlorku mieszaninę ogrzewa się do 280 stopni Celsjusza.

W budownictwie często mieszam sód I aluminium. Okazuje się, że jest dodatkiem do betonu. Glinian sodu przyspiesza jego twardnienie poprzez przyspieszenie nawilżenia.

Wzrasta szybkość mikrokrystalizacji, co oznacza, że ​​wzrasta wytrzymałość i twardość betonu. Ponadto glinian sodu chroni okucia ułożone w roztworze przed korozją.

Wydobycie aluminium

Metal zamyka pierwszą trójkę najpowszechniejszych na ziemi. To wyjaśnia jego dostępność i szerokie zastosowanie. Jednak natura nie daje człowiekowi pierwiastka w czystej postaci. Aluminium musi być izolowane z różnych związków. Większość trzynastego pierwiastka znajduje się w boksytach. Są to skały glinopodobne, skoncentrowane głównie w strefie tropikalnej.

Boksyt jest kruszony, następnie suszony, ponownie kruszony i mielony w obecności niewielkiej ilości wody. Okazuje się, że jest to gęsta masa. Jest podgrzewany parą. Jednocześnie odparowuje większość boksytów, które nie są ubogie. Pozostaje tlenek 13. metalu.

Umieszcza się go w łaźniach przemysłowych. Zawierają już stopiony kriolit. Temperatura jest utrzymywana na poziomie około 950 stopni Celsjusza. Potrzebujemy również prądu elektrycznego o mocy co najmniej 400 kA. Oznacza to, że stosuje się elektrolizę, tak jak 200 lat temu, kiedy pierwiastek został wyizolowany przez Charlesa Halla.

Przechodząc przez gorący roztwór, prąd przerywa wiązania między metalem a tlenem. Dzięki temu dno wanny pozostaje czyste aluminium. Reakcje skończone. Proces kończy się odlewaniem z osadów i wysyłaniem ich do konsumenta lub alternatywnie wykorzystaniem ich do formowania różnych stopów.

Główna produkcja aluminium zlokalizowana jest w tym samym miejscu co złoża boksytów. Na czele jest Gwinea. Prawie 8 000 000 ton 13. pierwiastka jest ukrytych w jego wnętrznościach. Australia jest na 2. miejscu ze wskaźnikiem 6 000 000. W Brazylii aluminium jest już 2 razy mniej. Globalne rezerwy szacuje się na 29 000 000 ton.

cena aluminium

Za tonę aluminium żądają prawie 1500 dolarów. Są to dane z giełd metali nieżelaznych na dzień 20 stycznia 2016 r. Koszt jest ustalany głównie przez przemysłowców. Mówiąc dokładniej, na cenę aluminium wpływa ich zapotrzebowanie na surowce. Wpływa to na żądania dostawców i koszt energii elektrycznej, ponieważ produkcja 13. elementu jest energochłonna.

Inne ceny ustalane są dla aluminium. Idzie do rozlewiska. Koszt jest podawany za kilogram, a charakter dostarczonego materiału ma znaczenie.

Tak więc za metal elektryczny dają około 70 rubli. W przypadku aluminium spożywczego można uzyskać o 5-10 rubli mniej. To samo płaci się za metal silnikowy. Jeśli wynajmowana jest odmiana mieszana, jej cena wynosi 50-55 rubli za kilogram.

Najtańszym rodzajem złomu są wióry aluminiowe. Bo udaje mu się zdobyć tylko 15-20 rubli. Nieco więcej zostanie podane za 13. element. Dotyczy to pojemników na napoje, konserwy.

Grzejniki aluminiowe są również niedoceniane. Cena za kilogram złomu wynosi około 30 rubli. To są średnie liczby. W różne regiony, w różnych punktach aluminium jest akceptowane drożej lub taniej. Często koszt materiałów zależy od dostarczonych ilości.

Sekcja 1. Nazwa i historia odkrycia aluminium.

Sekcja 2 ogólna charakterystyka aluminium, fizyczne i chemiczne właściwości.

Oddział 3. Otrzymywanie odlewów ze stopów aluminium.

Sekcja 4 Zastosowanie aluminium.

Aluminium- jest to element głównej podgrupy trzeciej grupy, trzeciego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 13. Jest oznaczony symbolem Al. Należy do grupy metali lekkich. Najpopularniejszy metal i trzeci najczęściej spotykany pierwiastek chemiczny w skorupie ziemskiej (po tlenie i krzemie).

Prosta substancja aluminium (numer CAS: 7429-90-5) - lekka, paramagnetyczna metal kolor srebrno-biały, łatwy do formowania, odlewania, obróbki skrawaniem. Aluminium ma wysoką przewodność cieplną i elektryczną, odporność na korozję dzięki szybkiemu tworzeniu się silnych warstw tlenków, które chronią powierzchnię przed dalszym oddziaływaniem.

Osiągnięcia przemysłu w każdym rozwiniętym społeczeństwie są nieodmiennie związane z osiągnięciami technologii materiałów konstrukcyjnych i stopów. Jakość przetwórstwa i produktywność wytwarzania przedmiotów handlu są najważniejszymi wskaźnikami poziomu rozwoju państwa.

Materiały stosowane w nowoczesnych konstrukcjach, oprócz wysokich właściwości wytrzymałościowych, muszą posiadać zestaw takich właściwości, jak zwiększona odporność na korozję, żaroodporność, przewodność cieplna i elektryczna, ogniotrwałość, a także zdolność do zachowania tych właściwości podczas długotrwałej pracy pod obciążeniem.

Rozwój naukowy i procesy produkcyjne w zakresie odlewniczej produkcji metali nieżelaznych w naszym kraju odpowiadają zaawansowanym osiągnięciom postępu naukowo-technicznego. Ich rezultatem było w szczególności utworzenie nowoczesnych warsztatów odlewania kokilowego i odlewania ciśnieniowego w Volga Automobile Plant i wielu innych przedsiębiorstwach. W Zavolzhsky Motor Plant z powodzeniem działają duże wtryskarki o sile blokowania formy 35 MN, które produkują bloki cylindrów ze stopu aluminium do samochodu Wołga.

W Altai Motor Plant opanowano zautomatyzowaną linię do produkcji odlewów metodą wtrysku. W Związku Socjalistycznych Republik Radzieckich () po raz pierwszy na świecie opracowano i opanowano proces odlewanie ciągłe wlewków ze stopów aluminium w formie elektromagnetycznej. Metoda ta znacznie poprawia jakość wlewków oraz zmniejsza ilość odpadów w postaci wiórów podczas ich toczenia.

Nazwa i historia odkrycia aluminium

Łacińskie aluminium pochodzi od łacińskiego alumen, co oznacza ałun (siarczan glinu i potasu (K) KAl(SO4)2 · 2H2O), który od dawna jest używany do wyprawiania skór i jako środek ściągający. Al, pierwiastek chemiczny Grupa III układ okresowy, liczba atomowa 13, masa atomowa 26, 98154. Ze względu na wysoką aktywność chemiczną odkrycie i wyizolowanie czystego aluminium trwało prawie 100 lat. Wniosek, że „” (substancja ogniotrwała, we współczesnych terminach - tlenek glinu) można uzyskać z ałunu, powstał w 1754 roku. Niemiecki chemik A. Markgraf. Później okazało się, że tę samą „ziemię” można wyizolować z gliny i nazwano ją tlenkiem glinu. Dopiero w 1825 roku udało mu się uzyskać metaliczne aluminium. Duński fizyk HK Oersted. Chlorek glinu AlCl3, który można było otrzymać z tlenku glinu, potraktował amalgamatem potasu (stop potasu (K) z rtęcią (Hg)) i po oddestylowaniu rtęci (Hg) wyodrębnił szary proszek glinu.

Dopiero ćwierć wieku później metoda ta została nieco unowocześniona. Francuski chemik AE St. Clair Deville w 1854 roku zasugerował użycie metalicznego sodu (Na) do produkcji aluminium i uzyskał pierwsze wlewki nowego metalu. Koszt aluminium był wówczas bardzo wysoki i robiono z niego biżuterię.

Przemysłowa metoda produkcji aluminium przez elektrolizę stopu złożonych mieszanin, w tym tlenku, fluorku glinu i innych substancji, została niezależnie opracowana w 1886 r. przez P. Eru () i C. Hall (USA). Produkcja aluminium wiąże się z wysokimi kosztami energii elektrycznej, dlatego została zrealizowana na dużą skalę dopiero w XX wieku. W Związek Socjalistycznych Republik Radzieckich (CCCP) pierwsze aluminium przemysłowe uzyskano 14 maja 1932 r. w fabryce aluminium Wołchow, zbudowanej obok elektrowni wodnej Wołchow.

Aluminium o czystości ponad 99,99% zostało po raz pierwszy otrzymane na drodze elektrolizy w 1920 roku. W 1925 w praca Edwards opublikował pewne informacje na temat właściwości fizycznych i mechanicznych takiego aluminium. w 1938 roku Taylor, Wheeler, Smith i Edwards opublikowali artykuł, w którym podano niektóre właściwości aluminium o czystości 99,996%, również otrzymywanego we Francji przez elektrolizę. Pierwsze wydanie monografii dotyczącej właściwości aluminium ukazało się w 1967 roku.

W kolejnych latach, ze względu na względną łatwość przygotowania i atrakcyjne właściwości, wiele Pracuje na właściwości aluminium. Czyste aluminium znalazło szerokie zastosowanie głównie w elektronice - od kondensatorów elektrolitycznych po szczyt elektrotechniki - mikroprocesory; w krioelektronice, kriomagnetyce.

Nowszymi metodami otrzymywania czystego aluminium są metoda oczyszczania strefowego, krystalizacja z amalgamatów (stopów aluminium z rtęcią) oraz izolacja z roztworów alkalicznych. Stopień czystości aluminium jest kontrolowany przez wartość oporu elektrycznego w niskich temperaturach.

Ogólna charakterystyka aluminium

Naturalne aluminium składa się z jednego nuklidu 27Al. Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej to 3s2p1. W prawie wszystkich związkach stopień utlenienia aluminium wynosi +3 (wartościowość III). Promień obojętnego atomu glinu wynosi 0,143 nm, promień jonu Al3+ wynosi 0,057 nm. Kolejne energie jonizacji neutralnego atomu glinu wynoszą odpowiednio 5, 984, 18, 828, 28, 44 i 120 eV. W skali Paulinga elektroujemność aluminium wynosi 1,5.

Aluminium jest miękkie, lekkie, srebrzystobiałe, którego sieć krystaliczna jest sześcienna, o parametrze a = 0,40403 nm. Temperatura topnienia czystego metalu 660°C, temperatura wrzenia około 2450°C, gęstość 2, 6989 g/cm3. Współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej aluminium wynosi około 2,5·10-5 K-1.

Aluminium chemiczne jest dość aktywnym metalem. W powietrzu jego powierzchnia natychmiast pokrywa się gęstą warstwą tlenku Al2O3, co uniemożliwia dalszy dostęp tlenu (O) do metalu i prowadzi do przerwania reakcji, co prowadzi do wysokich właściwości antykorozyjnych aluminium. Ochronna warstwa powierzchniowa na aluminium tworzy się również po umieszczeniu go w stężonym kwasie azotowym.

Aluminium aktywnie reaguje z innymi kwasami:

6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2,

3Н2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2.

Co ciekawe, reakcja proszków glinu i jodu (I) rozpoczyna się w temperaturze pokojowej, jeśli do początkowej mieszaniny doda się kilka kropel wody, która w tym przypadku pełni rolę katalizatora:

2Al + 3I2 = 2AlI3.

Interakcja aluminium z siarką (S) po podgrzaniu prowadzi do powstania siarczku glinu:

2Al + 3S = Al2S3,

który łatwo rozkłada się pod wpływem wody:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S.

Glin nie oddziałuje bezpośrednio z wodorem (H), jednak pośrednio, na przykład za pomocą związków glinoorganicznych, można zsyntetyzować stały polimerowy wodorek glinu (AlH3)x - najsilniejszy środek redukujący.

W postaci proszku aluminium można spalić na powietrzu i powstaje biały ogniotrwały proszek tlenku glinu Al2O3.

Wysoka siła wiązania w Al2O3 determinuje wysokie ciepło jego powstawania z prostych substancji oraz zdolność aluminium do redukcji wielu metali z ich tlenków, na przykład:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe a nawet

3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са.

Ta metoda otrzymywania metali nazywana jest aluminotermią.

Będąc w naturze

Pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej aluminium zajmuje pierwsze miejsce wśród metali i trzecie wśród wszystkich pierwiastków (po tlenie (O) i krzemie (Si)), stanowi około 8,8% masy skorupy ziemskiej. Aluminium jest zawarte w ogromnej liczbie minerałów, głównie glinokrzemianów i skał. Związki glinu zawierają granity, bazalty, gliny, skalenie itp. Ale oto paradoks: z ogromną liczbą minerały i skały zawierające aluminium, złoża boksytu, głównego surowca do przemysłowej produkcji aluminium, są dość rzadkie. W Federacja Rosyjska na Syberii i Uralu występują złoża boksytu. Alunity i nefeliny mają również znaczenie przemysłowe. Jako pierwiastek śladowy aluminium występuje w tkankach roślin i zwierząt. Istnieją organizmy - koncentratory, które gromadzą aluminium w swoich organach - niektóre mchy klubowe, mięczaki.

Produkcja przemysłowa: przy wskaźniku produkcji przemysłowej boksyty są najpierw poddawane obróbce chemicznej, usuwającej z nich zanieczyszczenia tlenków krzemu (Si), żelaza (Fe) i innych pierwiastków. W wyniku takiego przetwarzania otrzymuje się czysty tlenek glinu Al2O3 - główny w produkcji metalu metodą elektrolizy. Jednak ze względu na bardzo wysoką temperaturę topnienia Al2O3 (powyżej 2000°C) nie jest możliwe wykorzystanie jego wytopu do elektrolizy.

Naukowcy i inżynierowie znaleźli wyjście w następujący sposób. Kriolit Na3AlF6 jest najpierw topiony w kąpieli elektrolitycznej (temperatura topnienia nieco poniżej 1000°C). Kriolit można pozyskać np. przetwarzając nefeliny z Półwyspu Kolskiego. Ponadto do tego stopu dodaje się niewielką ilość Al2O3 (do 10% masowych) i kilka innych substancji, poprawiając warunki późniejszego proces. Podczas elektrolizy tego stopu tlenek glinu rozkłada się, kriolit pozostaje w stopie, a na katodzie tworzy się stopione aluminium:

2Al2O3 = 4Al + 3O2.

Stopy aluminium

Większość elementów metalowych jest stapiana z aluminium, ale tylko nieliczne z nich pełnią rolę głównych składników stopowych w przemysłowych stopach aluminium. Jednak znaczna liczba pierwiastków jest stosowana jako dodatki poprawiające właściwości stopów. Najbardziej powszechnie stosowany:

Beryl jest dodawany w celu zmniejszenia utleniania w podwyższonych temperaturach. Niewielkie dodatki berylu (0,01 - 0,05%) stosowane są w stopach odlewniczych aluminium w celu poprawy płynności w produkcji części silników spalinowych (tłoków i głowic cylindrów).

Bor jest wprowadzany w celu zwiększenia przewodności elektrycznej oraz jako dodatek rafinujący. Bor jest wprowadzany do stopów aluminium stosowanych w energetyce jądrowej (z wyjątkiem części reaktorów), ponieważ pochłania neutrony, zapobiegając rozprzestrzenianiu się promieniowania. Bor wprowadza się średnio w ilości 0,095 - 0,1%.

Bizmut. Metale o niskiej temperaturze topnienia, takie jak bizmut, kadm, są dodawane do stopów aluminium w celu poprawy skrawalności. Elementy te tworzą miękkie topliwe fazy, które przyczyniają się do łamania wiórów i smarowania frezu.

Gal jest dodawany w ilości 0,01 - 0,1% do stopów, z których wykonywane są dalsze anody eksploatacyjne.

Żelazo. W małych ilościach (>0,04%) jest wprowadzany podczas produkcji drutów w celu zwiększenia wytrzymałości i poprawy charakterystyki pełzania. Również żelazo zmniejsza przywieranie do ścianek form podczas odlewania do formy.

Ind. Dodatek 0,05 - 0,2% wzmacnia stopy aluminium podczas starzenia, zwłaszcza przy niskiej zawartości miedzi. Dodatki indu są stosowane w stopach łożyskowych aluminiowo-kadmowych.

Około 0,3% kadmu wprowadza się w celu zwiększenia wytrzymałości i poprawy właściwości korozyjnych stopów.

Wapń nadaje plastyczność. Przy zawartości wapnia 5% stop ma efekt nadplastyczności.

Krzem jest najczęściej stosowanym dodatkiem w stopach odlewniczych. W ilości 0,5 - 4% zmniejsza skłonność do pękania. Połączenie krzemu i magnezu umożliwia zgrzewanie stopu.

Magnez. Dodatek magnezu znacznie zwiększa wytrzymałość bez zmniejszania ciągliwości, poprawia spawalność oraz zwiększa odporność stopu na korozję.

Miedź wzmacnia stopy, maksymalne utwardzenie osiąga się, gdy zawartość miód 4 - 6%. Stopy z miedzią wykorzystywane są do produkcji tłoków do silników spalinowych, wysokiej jakości odlewów do samolotów.

Cyna poprawia wydajność cięcia.

Tytan. Głównym zadaniem tytanu w stopach jest rozdrobnienie ziarna w odlewach i wlewkach, co znacznie zwiększa wytrzymałość i jednorodność właściwości w całej objętości.

Chociaż aluminium jest uważane za jeden z najmniej szlachetnych metali przemysłowych, jest dość stabilne w wielu środowiskach utleniających. Przyczyną takiego zachowania jest obecność ciągłej warstwy tlenku na powierzchni aluminium, która natychmiast ponownie tworzy się na czyszczonych obszarach pod wpływem tlenu, wody i innych środków utleniających.

W większości przypadków topienie odbywa się w powietrzu. Jeśli oddziaływanie z powietrzem ogranicza się do tworzenia na powierzchni związków nierozpuszczalnych w roztopie, a powstały film tych związków znacznie spowalnia dalsze oddziaływanie, to zazwyczaj nie podejmuje się działań mających na celu stłumienie takiego oddziaływania. Topienie w tym przypadku odbywa się w bezpośredni kontakt stopić się z atmosferą. Odbywa się to przy przygotowywaniu większości stopów aluminium, cynku, cyny i ołowiu.

Przestrzeń, w której zachodzi topienie stopów, jest ograniczona wyłożeniem ogniotrwałym, które jest w stanie wytrzymać temperatury 1500 - 1800 ˚С. We wszystkich procesach topienia zaangażowana jest faza gazowa, która powstaje podczas spalania paliwa, interakcji z otoczeniem i wyłożeniem jednostki topiącej itp.

Większość stopów aluminium ma wysoką odporność na korozję w atmosferze naturalnej, wodzie morskiej, roztworach wielu soli i chemikaliów oraz w większości produktów spożywczych. Konstrukcje ze stopów aluminium są często stosowane w wodzie morskiej. boje morskie, łodzie ratunkowe, statki, barki budowane są ze stopów aluminium od 1930 r. Obecnie długość kadłubów statków wykonanych ze stopów aluminium sięga 61 m. Istnieją doświadczenia w podziemnych rurociągach aluminiowych, stopy aluminium są bardzo odporne na korozję gleby. W 1951 roku na Alasce zbudowano rurociąg o długości 2,9 km. Po 30 latach eksploatacji nie stwierdzono wycieków ani poważnych uszkodzeń spowodowanych korozją.

Aluminium ma szerokie zastosowanie w budownictwie w postaci paneli okładzinowych, drzwi, ramy okna, kable elektryczne. Stopy aluminium nie ulegają silnej korozji przez długi czas w kontakcie z betonem, zaprawą, tynkiem, zwłaszcza jeśli konstrukcje nie są często mokre. Gdy często jest mokra, jeśli powierzchnia aluminium przedmioty handlowe nie został poddany dalszej obróbce, może ciemnieć, aż do czernienia w miastach przemysłowych z dużą zawartością utleniaczy w powietrzu. Aby tego uniknąć, produkowane są specjalne stopy w celu uzyskania błyszczących powierzchni poprzez anodowanie brylantowe - nakładanie warstwy tlenku na powierzchnię metalu. W takim przypadku powierzchni można nadać różne kolory i odcienie. Na przykład stopy aluminium z krzemem pozwalają uzyskać gamę odcieni, od szarości po czerń. Stopy aluminium z chromem mają złocisty kolor.

Aluminium przemysłowe produkowane jest w postaci dwóch rodzajów stopów - odlewniczych, których części wykonuje się metodą odlewania, oraz odkształcalnych - stopów wytwarzanych w postaci odkształcalnych półproduktów - arkuszy, folii, płyt, profili, drutu. Odlewy ze stopów aluminium uzyskuje się wszystkimi możliwymi metodami odlewniczymi. Najczęściej występuje pod ciśnieniem, w formach chłodniczych i piaskowo-gliniastych. Jest używany w produkcji małych partii politycznych odlew w gipsowych formach łączonych i odlew dla modeli inwestycyjnych. Stopy odlewnicze służą do wykonywania odlewanych wirników silników elektrycznych, odlewanych części samolotów itp. Stopy do obróbki plastycznej są wykorzystywane w produkcji motoryzacyjnej do dekoracja wnętrz, zderzaki, panele karoserii i części wewnętrzne; w budownictwie jako materiał wykończeniowy; w samolocie itp.

W przemysł stosuje się również proszki aluminiowe. Stosowany w metalurgii przemysł: w aluminotermii jako dodatki stopowe do produkcji półproduktów metodą prasowania i spiekania. Dzięki tej metodzie powstają bardzo trwałe części (koła zębate, tuleje itp.). Proszki są również wykorzystywane w chemii do otrzymywania związków glinu i jako katalizator(na przykład przy produkcji etylenu i acetonu). Ze względu na wysoką reaktywność aluminium, zwłaszcza w postaci proszku, jest ono stosowane w materiałach wybuchowych i paliwach stałych do rakiet, wykorzystując swoją zdolność do szybkiego zapłonu.

Ze względu na dużą odporność aluminium na utlenianie, proszek stosowany jest jako pigment w powłokach do malowania sprzętu, dachów, papieru w druku, błyszczących powierzchni paneli samochodowych. Również warstwa aluminium pokryta jest stalą i żeliwem przedmiot handlowy aby zapobiec ich korozji.

Pod względem zastosowania aluminium i jego stopy ustępują jedynie żelazu (Fe) i jego stopom. Powszechne zastosowanie aluminium w różnych dziedzinach techniki i życia codziennego wiąże się z połączeniem jego właściwości fizycznych, mechanicznych i chemicznych: małej gęstości, odporności na korozję w powietrze atmosferyczne, wysoka przewodność cieplna i elektryczna, plastyczność i stosunkowo duża wytrzymałość. Aluminium jest łatwe w obróbce różne sposoby- kucie, tłoczenie, walcowanie itp. Do produkcji drutu stosuje się czyste aluminium (przewodność elektryczna aluminium wynosi 65,5% przewodności elektrycznej miedzi, ale aluminium jest ponad trzykrotnie lżejsze od miedzi, dlatego aluminium jest często zastępowane w elektrotechnice) oraz folii stosowanej jako materiał opakowaniowy. Główna część wytopionego aluminium jest wydawana na otrzymywanie różnych stopów. Powłoki ochronne i dekoracyjne łatwo nakłada się na powierzchnię stopów aluminium.

Różnorodność właściwości stopów aluminium wynika z wprowadzania do aluminium różnych dodatków, które tworzą z nim roztwory stałe lub związki międzymetaliczne. Większość aluminium jest wykorzystywana do produkcji stopów lekkich - duraluminium (94% aluminium, 4% miedzi (Cu), 0,5% magnezu (Mg), manganu (Mn), (Fe) i krzemu (Si)), siluminu ( 85- 90% - aluminium, 10-14% krzem (Si), 0,1% sód (Na)) itp. W metalurgii aluminium jest stosowane nie tylko jako baza do stopów, ale także jako jeden z szeroko stosowanych dodatków stopowych w stopach na bazie miedzi (Cu), magnezu (Mg), żelaza (Fe), >niklu (Ni) itp.

Stopy aluminium są szeroko stosowane w życiu codziennym, w budownictwie i architekturze, w przemyśle motoryzacyjnym, w przemyśle stoczniowym, lotniczym i technologii kosmicznej. W szczególności pierwszy sztuczny satelita Ziemi został wykonany ze stopu aluminium. Stop aluminium i cyrkonu (Zr) jest szeroko stosowany w budowie reaktorów jądrowych. Aluminium jest wykorzystywane do produkcji materiałów wybuchowych.

Podczas codziennego obchodzenia się z aluminium należy pamiętać, że tylko płyny o neutralnej kwasowości (na przykład zagotowana woda) mogą być podgrzewane i przechowywane w naczyniach aluminiowych. Jeśli na przykład kiszoną kapustę gotuje się w aluminiowych naczyniach, to aluminium przechodzi do żywności i nabiera nieprzyjemnego „metalicznego” smaku. Ponieważ warstwa tlenku jest bardzo łatwa do uszkodzenia w życiu codziennym, używanie aluminiowych naczyń kuchennych jest nadal niepożądane.

Srebrno-biały metal, lekki

gęstość — 2,7 g/cm3

temperatura topnienia aluminium technicznego - 658°C, aluminium wysokiej czystości - 660°C

ciepło topnienia — 390 kJ/kg

temperatura wrzenia - 2500 ° C

ciepło właściwe parowania - 10,53 MJ/kg

wytrzymałość na rozciąganie aluminium odlewanego - 10-12 kg/mm², odkształcalnego - 18-25 kg/mm², stopów - 38-42 kg/mm²

Twardość Brinella — 24…32 kgf/mm²

wysoka plastyczność: dla technicznych - 35%, dla czystych - 50%, zwinięta w cienki arkusz i równą folię

Moduł Younga - 70 GPa

Aluminium ma wysoką przewodność elektryczną (0,0265 μOhm m) i przewodność cieplną (203,5 W/(m·K)), 65% przewodności elektrycznej miedzi i ma wysoki współczynnik odbicia światła.

Słaby paramagnes.

Współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej 24,58 10-6 K-1 (20…200 °C).

Współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego wynosi 2,7·10−8K−1.

Aluminium tworzy stopy z prawie wszystkimi metalami. Najbardziej znane są stopy z miedzią i magnezem (duraluminium) oraz krzemem (silumin).

Naturalne aluminium składa się prawie w całości z jedynego stabilnego izotopu 27Al ze śladami 26Al, radioaktywnego izotopu o okres okres półtrwania wynoszący 720 tysięcy lat, powstały w atmosferze podczas bombardowania jąder argonu przez protony promieniowania kosmicznego.

Pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej Ziemia zajmuje 1. miejsce wśród metali i 3. miejsce wśród pierwiastków, ustępując jedynie tlenowi i krzemowi. zawartość glinu w skorupie ziemskiej dane różnych badaczy wynosi od 7,45 do 8,14% masy skorupy ziemskiej.

W naturze aluminium ze względu na swoją wysoką aktywność chemiczną występuje niemal wyłącznie w postaci związków. Niektórzy z nich:

Boksyty - Al2O3 H2O (z domieszkami SiO2, Fe2O3, CaCO3)

Alunity - (Na,K)2SO4 Al2(SO4)3 4Al(OH)3

Tlenek glinu (mieszaniny kaolinów z piaskiem SiO2, wapieniem CaCO3, magnezytem MgCO3)

Korund (szafir, rubin, szmergiel) - Al2O3

Kaolinit - Al2O3 2SiO2 2H2O

Beryl (szmaragd, akwamaryn) - 3BeO Al2O3 6SiO2

Chryzoberyl (aleksandryt) - BeAl2O4.

Jednak w pewnych określonych warunkach redukujących możliwe jest tworzenie rodzimego aluminium.

W wodach naturalnych aluminium występuje w postaci mało toksycznych związków chemicznych, takich jak fluorek glinu. Rodzaj kationu lub anionu zależy przede wszystkim od kwasowości środowiska wodnego. Stężenia glinu w wodach powierzchniowych Federacja Rosyjska w zakresie od 0,001 do 10 mg/l, w wodzie morskiej 0,01 mg/l.

Aluminium (aluminium) jest

Otrzymywanie odlewów ze stopów aluminium

Głównym wyzwaniem stojącym przed odlewnią w naszym kraj polega na znacznej ogólnej poprawie jakości odlewów, co powinno znaleźć wyraz w zmniejszeniu grubości ścianek, zmniejszeniu naddatków na obróbkę skrawaniem i systemów wlewowych przy zachowaniu właściwych właściwości użytkowych jednostek handlowych. Efektem końcowym tych prac powinno być zaspokojenie zwiększonych potrzeb inżynierii mechanicznej niezbędna ilość odlewanych wlewków bez znaczącego wzrostu całkowitej emisji pieniądza z odlewów wagowych.

Odlewanie piasku

Spośród powyższych metod odlewania do form jednorazowych, najpowszechniej stosowanym przy wytwarzaniu odlewów ze stopów aluminium jest odlewanie do mokrych form piaskowych. Wynika to z małej gęstości stopów, niewielkiej siły oddziaływania metalu na formę oraz niskich temperatur odlewania (680-800C).

Do produkcji form piaskowych stosuje się mieszanki formierskie i rdzeniowe, przygotowane z piasków kwarcowych i gliniastych (GOST 2138-74), glin formierskich (GOST 3226-76), spoiw i materiałów pomocniczych.

Rodzaj układu wlewowego dobierany jest z uwzględnieniem wymiarów odlewu, złożoności jego konfiguracji oraz usytuowania w formie. Wylewanie form do odlewów o złożonej konfiguracji o małej wysokości odbywa się z reguły za pomocą dolnych systemów wlewowych. Przy dużej wysokości odlewów i cienkich ściankach preferowane jest stosowanie systemów wlewowych szczelinowych lub kombinowanych. Formy do odlewów o małych gabarytach można wlewać przez górne układy wlewowe. W takim przypadku wysokość strupka metalowego wpadającego do wnęki formy nie powinna przekraczać 80 mm.

Aby zmniejszyć prędkość stopu na wejściu do gniazda formy i lepiej oddzielić zawieszone w nim warstwy tlenków i wtrąceń żużla, do układów wlewowych wprowadza się dodatkowe opory hydrauliczne - instaluje się siatki (metalowe lub z włókna szklanego) lub wlewa przez granulat filtry.

Wtryski (podajniki) z reguły są doprowadzane do cienkich sekcji (ścian) odlewów rozproszonych po obwodzie, biorąc pod uwagę wygodę ich późniejszego rozdzielania podczas obróbki. Doprowadzenie metalu do masywnych zespołów jest niedopuszczalne, gdyż powoduje powstawanie w nich jam skurczowych, zwiększonej chropowatości i „uszkodzeń” skurczowych na powierzchni odlewów. W przekroju kanały bramkujące najczęściej mają prostokątny kształt o rozmiarze szerokiego boku 15-20 mm i wąskiego boku 5-7 mm.

Stopy o wąskim przedziale krystalizacji (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO) są podatne na powstawanie skoncentrowanych jam skurczowych w jednostkach termicznych odlewów. Aby wydobyć te muszle z odlewów, szeroko stosuje się instalację ogromnych zysków. Dla odlewów cienkościennych (4-5 mm) i małych masa zysku jest 2-3 razy większa od masy odlewów, dla odlewów grubościennych do 1,5 raza. Wysokość przybył dobierane w zależności od wysokości odlewu. Gdy wysokość jest mniejsza niż 150 mm, wysokość przybył H-przym. weź równą wysokości odlewu Notl. W przypadku wyższych odlewów stosunek Nprib / Notl przyjmuje się jako równy 0,3 0,5.

Największe zastosowanie w odlewaniu stopów aluminium znajduje się w górnych otwartych zyskach przekroju okrągłego lub owalnego; zyski boczne w większości przypadków są zamykane. Aby poprawić wydajność pracy zyski są ocieplone, wypełnione gorącym metalem, uzupełnione. Ocieplenie odbywa się zwykle za pomocą naklejki na powierzchni postaci arkusza azbestu, a następnie suszenia płomieniem gazowym. Stopy o szerokim zakresie krystalizacji (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) są podatne na powstawanie rozproszonej porowatości skurczowej. Impregnacja porów skurczowych zyski nieskuteczny. Dlatego przy produkcji odlewów z wymienionych stopów nie zaleca się korzystania z instalacji o ogromnych zyskach. Aby uzyskać wysokiej jakości odlewy, przeprowadza się kierunkowe krzepnięcie, szeroko wykorzystując do tego celu instalację lodówek wykonanych z żeliwa i stopów aluminium. Optymalne warunki do krystalizacji kierunkowej stwarza system pionowych bramek szczelinowych. Aby zapobiec wydzielaniu się gazów podczas krystalizacji i powstawaniu porowatości gazokurczliwej w grubościennych odlewach, szeroko stosuje się krystalizację pod ciśnieniem 0,4-0,5 MPa. W tym celu formy odlewnicze umieszcza się przed zalaniem w autoklawach, wypełnia je metalem i pod ciśnieniem powietrza krystalizuje odlewy. Do produkcji wielkogabarytowych (do 2-3 m wysokości) cienkościennych odlewów stosuje się metodę odlewania z sukcesywnie ukierunkowanym krzepnięciem. Istotą metody jest sukcesywna krystalizacja odlewu od dołu do góry. W tym celu formę odlewniczą umieszcza się na stole podnośnika hydraulicznego i opuszcza w niej metalowe rurki o średnicy 12–20 mm, nagrzane do temperatury 500–700°C, pełniące funkcję nadlewów. Rurki są trwale zamocowane w kubku wlewowym, a otwory w nich zamknięte korkami. Po napełnieniu miseczki wlewowej stopionym korkiem podnosi się i stop przepływa przez rurki do studzienek wlewowych połączonych z gniazdem formy za pomocą szczelinowych wlewów (podajników). Gdy poziom wytopu w studzienkach wzrośnie o 20-30 mm powyżej dolnego końca rur, włącza się mechanizm opuszczania stołu hydraulicznego. Prędkość opuszczania jest dobierana tak, aby napełnianie formy odbywało się poniżej poziomu zalewu, a gorący metal przepływał w sposób ciągły do ​​górnych części formy. Zapewnia to kierunkowe krzepnięcie i umożliwia uzyskanie skomplikowanych odlewów bez wad skurczowych.

Napełnianie form piaskowych metalem odbywa się z kadzi wyłożonej materiałem ogniotrwałym. Przed napełnieniem metalem kadzie są suszone i kalcynowane w temperaturze 780–800°C w celu usunięcia wilgoci. Temperaturę wytopu przed zalaniem utrzymuje się na poziomie 720-780°C. Formy do odlewów cienkościennych wypełnia się wytopami o temperaturze 730-750°C, a do odlewów grubościennych do 700-720°C.

Odlewanie w formach gipsowych

Odlewanie w formach gipsowych stosuje się w przypadkach, gdy odlewom stawiane są podwyższone wymagania w zakresie dokładności, czystości powierzchni i odwzorowania najdrobniejszych szczegółów reliefu. Formy gipsowe w porównaniu z formami piaskowymi charakteryzują się większą wytrzymałością, dokładnością wymiarową, lepszą odpornością na wysokie temperatury oraz umożliwiają uzyskanie odlewów o złożonej konfiguracji o grubości ścianki 1,5 mm w 5-6 klasie dokładności. Formy wykonujemy według modeli woskowych lub metalowych (mosiądz, chrom). Płyty modelowe wykonane są ze stopów aluminium. Aby ułatwić wyjmowanie modeli z form, ich powierzchnię pokrywa się cienką warstwą smaru naftowo-stearynowego.

Małe i średnie formy do skomplikowanych odlewów cienkościennych wykonane są z mieszanki składającej się z 80% gipsu, 20% kwarcu piasek lub azbestu i 60-70% wody (wagowo suchej mieszanki). Skład mieszanki do form średnich i dużych: 30% gips, 60% piasek, 10% azbestu, 40-50% wody. Aby spowolnić wiązanie, do mieszanki dodaje się 1-2% wapna gaszonego. Niezbędną wytrzymałość form uzyskuje się przez uwodnienie bezwodnego lub półwodnego gipsu. Aby zmniejszyć wytrzymałość i zwiększyć przepuszczalność gazów, surowe formy gipsowe poddaje się obróbce hydrotermalnej - przechowuje się je w autoklawie przez 6-10 godzin pod ciśnieniem pary wodnej 0,13-0,14 MPa, a następnie przez dobę w powietrzu. Następnie formy poddaje się stopniowemu suszeniu w temperaturze 350-500°C.

Cechą form gipsowych jest ich niska przewodność cieplna. Ta okoliczność utrudnia uzyskanie gęstych odlewów ze stopów aluminium o szerokim zakresie krystalizacji. Dlatego głównym zadaniem przy opracowywaniu opłacalnego wlewu systemu form gipsowych jest zapobieganie powstawaniu wnęk skurczowych, kruchości, warstw tlenków, gorących pęknięć i niedopełniania cienkich ścianek. Osiąga się to poprzez zastosowanie rozprężnych układów wlewowych zapewniających niską prędkość ruchu wytopów we wnęce formy, ukierunkowanie krzepnięcia jednostek termicznych w kierunku nadlewów za pomocą lodówek oraz zwiększenie podatności form poprzez zwiększenie zawartości kwarcu piasek w mieszance. Cienkościenne odlewy odlewane są do form nagrzanych do 100-200°C metodą próżniowego odsysania, co umożliwia wypełnienie ubytków o grubości do 0,2 mm. Odlewy grubościenne (powyżej 10 mm) uzyskuje się przez zalewanie form w autoklawach. Krystalizacja metalu w tym przypadku odbywa się pod ciśnieniem 0,4–0,5 MPa.

Odlewanie skorupy

Celowe jest stosowanie odlewania skorupowego w produkcji seryjnej i wielkoseryjnej odlewów o ograniczonych gabarytach, o zwiększonym wykończeniu powierzchni, większej dokładności wymiarowej i mniejszej obróbce mechanicznej niż odlewanie w formach piaskowych.

Formy skorupowe są wykonywane przy użyciu gorących (250–300 ° C) metalowych (stalowych) narzędzi w sposób bunkrowy. Wyposażenie modelu wykonywane jest zgodnie z klasami dokładności 4-5 ze spadkami formowania od 0,5 do 1,5%. Skorupy są dwuwarstwowe: pierwsza warstwa to mieszanka z 6-10% żywicy termoutwardzalnej, druga z mieszanki z 2% żywicy. W celu lepszego usunięcia skorupy, przed wypełnieniem masy formierskiej, modelową płytę pokrywa się cienką warstwą emulsji rozdzielającej (5% płyn silikonowy nr 5; 3% mydło do prania; 92% woda).

Do produkcji form skorupowych stosuje się drobnoziarnisty piasek kwarcowy zawierający co najmniej 96% krzemionki. Półformy są łączone poprzez klejenie na specjalnych prasach trzpieniowych. Skład kleju: 40% żywica MF17; 60% marshalit i 1,5% chlorek glinu (utwardzanie). Wypełnianie zmontowanych formularzy odbywa się w pojemnikach. Podczas odlewania do form skorupowych stosuje się te same systemy wlewowe i warunki temperaturowe, jak przy odlewaniu do form piaskowych.

Niska szybkość krystalizacji metalu w formach skorupowych oraz mniejsze możliwości tworzenia krystalizacji ukierunkowanej skutkują wytwarzaniem odlewów o gorszych właściwościach niż przy odlewaniu w formach piaskowych.

Odlew inwestycyjny

Odlewanie na wosk tracony stosuje się do wykonywania odlewów o podwyższonej dokładności (stopnie 3–5) i wykończeniu powierzchni (stopnie chropowatości 4–6), dla których ta metoda jest jedyną możliwą lub optymalną.

Modele w większości przypadków wykonywane są z pastowatych kompozycji parafinowo-stearynowych (1:1) poprzez wtłaczanie do form metalowych (odlewnych i prefabrykowanych) na instalacjach stacjonarnych lub karuzelowych. Przy wytwarzaniu skomplikowanych odlewów o wymiarach powyżej 200 mm, aby uniknąć deformacji modeli, wprowadza się do składu masy modelowej substancje podwyższające temperaturę ich mięknienia (topienia).

Jako powłokę ogniotrwałą w produkcji form ceramicznych stosuje się zawiesinę hydrolizowanego krzemianu etylu (30–40%) i sproszkowanego kwarcu (70–60%). Posypywanie bloczków modelowych odbywa się piaskiem kalcynowanym 1KO16A lub 1K025A. Każda warstwa powłoki jest suszona na powietrzu przez 10-12 godzin lub w atmosferze zawierającej pary amoniaku. Niezbędną wytrzymałość formy ceramicznej uzyskuje się przy grubości skorupy 4–6 mm (4–6 warstw powłoki ogniotrwałej). Aby zapewnić płynne wypełnienie formy, stosuje się rozprężne układy wlewowe z doprowadzeniem metalu do grubych profili i masywnych węzłów. Odlewy są zwykle podawane z masywnego pionu przez pogrubione wlewki (podajniki). W przypadku skomplikowanych odlewów dozwolone jest wykorzystywanie ogromnych zysków do zasilania górnych masywnych jednostek z obowiązkowym napełnianiem ich z pionu.

Aluminium (aluminium) jest

Modele wytapiane są z form w gorącej (85–90°C) wodzie zakwaszonej kwasem solnym (0,5–1 cm3 na litr wody), aby zapobiec zmydleniu stearyny. Po stopieniu modeli formy ceramiczne suszy się w temperaturze 150-170°C przez 1-2 godziny, umieszcza w pojemnikach, wypełnia suchym wypełniaczem i kalcynuje w temperaturze 600-700°C przez 5-8 godzin. Napełnianie odbywa się w zimnych i podgrzewanych formach. Temperatura grzania (50-300°C) form zależy od grubości ścianek odlewu. Napełnianie form metalem odbywa się w zwykły sposób, a także przy użyciu próżni lub siły odśrodkowej. Większość stopów aluminium przed wylaniem jest podgrzewana do temperatury 720-750°C.

Odlewanie ciśnieniowe

Odlewanie kokilowe jest główną metodą seryjnej i masowej produkcji odlewów ze stopów aluminium, która umożliwia uzyskanie odlewów o klasach dokładności 4-6 o chropowatości powierzchni Rz = 50-20 i minimalna grubośćściany 3-4 mm. Podczas odlewania do kokili, wraz z wadami spowodowanymi dużymi prędkościami wytopu we wnęce formy i niedotrzymaniem wymagań kierunkowego krzepnięcia (porowatość gazowa, filmy tlenkowe, luźność skurczowa), głównymi rodzajami odrzutów i odlewów są niedopełnienia i pęknięcia. Pojawienie się pęknięć jest spowodowane trudnym skurczem. Pęknięcia występują szczególnie często w odlewach wykonanych ze stopów o szerokim przedziale krystalizacji, które charakteryzują się dużym skurczem liniowym (1,25–1,35%). Zapobieganie powstawaniu tych wad osiąga się różnymi metodami technologicznymi.

W przypadku doprowadzenia metalu do grubych profili należy przewidzieć zasilenie punktu poboru poprzez zainstalowanie piasty zasilającej (zysk). Wszystkie elementy systemów wlewowych rozmieszczone są wzdłuż łącznika formy chłodzącej. Zalecane są następujące stosunki pola przekroju kanałów wrotnych: dla odlewów małych EFst: EFsl: EFpit = 1:2:3; dla dużych odlewów EFst: EFsl: EFpit = 1:3:6.

Aby zmniejszyć szybkość wnikania stopu do wnęki formy, stosuje się zakrzywione wzniesienia, siatki z włókna szklanego lub metalu oraz filtry ziarniste. Jakość odlewów ze stopów aluminium zależy od szybkości wzrostu wytopu we gnieździe formy. Prędkość ta powinna być wystarczająca, aby gwarantować wypełnianie cienkich przekrojów odlewów w warunkach wzmożonego odprowadzania ciepła, a jednocześnie nie powodować niedopełnienia na skutek niepełnego uwalniania powietrza i gazów przez kanały wentylacyjne oraz zysków, wirowania i płynięcia wytopu podczas przejście z wąskich odcinków na szerokie. Szybkość wzrostu metalu we wnęce formy podczas odlewania do formy jest nieco wyższa niż w przypadku odlewania w formach piaskowych. Minimalną dopuszczalną prędkość podnoszenia oblicza się według wzorów A. A. Lebiediewa i N. M. Galdina (patrz rozdział 5.1 „Odlewanie w piasku”).

Aby uzyskać gęste odlewy, podobnie jak w przypadku odlewania w formach piaskowych, tworzy się kierunkowe krzepnięcie poprzez odpowiednie ustawienie odlewu w formie i kontrolę odprowadzania ciepła. Z reguły masywne (grube) zespoły odlewnicze znajdują się w górnej części formy. Dzięki temu możliwe jest skompensowanie ubytku ich objętości podczas utwardzania bezpośrednio z zysków zainstalowanych nad nimi. Regulacja intensywności odprowadzania ciepła w celu wytworzenia kierunkowego krzepnięcia odbywa się poprzez chłodzenie lub izolację poszczególnych sekcji formy. Aby lokalnie zwiększyć odprowadzanie ciepła, szeroko stosuje się wkładki z miedzi przewodzącej ciepło, które zapewniają zwiększenie powierzchni chłodzenia formy dzięki żeberkom, przeprowadza się miejscowe chłodzenie form sprężonym powietrzem lub wodą. Aby zmniejszyć intensywność usuwania ciepła, na powierzchnię roboczą formy nakłada się warstwę farby o grubości 0,1–0,5 mm. W tym celu na powierzchnię kanałów wlewowych i zysków nakłada się warstwę farby o grubości 1-1,5 mm. Spowolnienie stygnięcia metalu w urobku można również osiągnąć poprzez miejscowe pogrubienie ścian formy, zastosowanie różnych powłok słabo przewodzących ciepło oraz izolację urobku naklejką azbestową. Poprawia się zabarwienie powierzchni roboczej formy wygląd odlewów, przyczynia się do eliminacji skorup gazowych na ich powierzchni oraz zwiększa odporność form. Przed malowaniem formy są podgrzewane do temperatury 100-120°C. Zbyt wysoka temperatura ogrzewania jest niepożądana, ponieważ zmniejsza szybkość krzepnięcia odlewów i czas trwania termin ostateczny serwis form. Ogrzewanie zmniejsza różnicę temperatur między odlewem a formą oraz rozszerzanie się formy w wyniku jej nagrzewania przez metal odlewniczy. W rezultacie zmniejszają się naprężenia rozciągające w odlewie, które powodują pęknięcia. Jednak samo podgrzanie formy nie wystarczy, aby wyeliminować możliwość pękania. Konieczne jest terminowe usunięcie odlewu z formy. Odlew należy wyjąć z formy wcześniej moment, w którym jego temperatura zrówna się z temperaturą formy, a naprężenia skurczowe osiągną maksymalną wartość. Zwykle odlew jest usuwany w momencie, gdy jest na tyle mocny, że można go przenieść bez zniszczenia (450-500°C). Do tego czasu system bramkowania nie uzyskał jeszcze wystarczającej wytrzymałości i jest niszczony przez lekkie uderzenia. Czas przetrzymywania odlewu w formie zależy od szybkości krzepnięcia i zależy od temperatury metalu, temperatury formy i szybkości zalewania.

Aby wyeliminować przywieranie metalu, wydłużyć żywotność i ułatwić wydobycie, metalowe pręty są smarowane podczas pracy. Najczęściej stosowanym smarem jest zawiesina wodno-grafitowa (3-5% grafitu).

Części form wykonujące zewnętrzne obrysy odlewów wykonane są z koloru szarego żeliwo. Grubość ścianek form jest przypisywana w zależności od grubości ścianek odlewów zgodnie z zaleceniami GOST 16237-70. Wnęki wewnętrzne w odlewach wykonuje się za pomocą prętów metalowych (stalowych) i piaskowych. Pręty piaskowe służą do ozdabiania skomplikowanych ubytków, których nie można wykonać metalowymi prętami. Aby ułatwić wyjmowanie odlewów z form, zewnętrzne powierzchnie odlewów muszą mieć nachylenie odlewu od 30” do 3° w kierunku rozstania. Powierzchnie wewnętrzne odlewów wykonanych z prętów metalowych muszą mieć nachylenie co najmniej 6°. Ostre przejścia od grubych do cienkich przekrojów nie są dozwolone w odlewach.Promień krzywizny musi wynosić co najmniej 3 mm.Otwory o średnicy większej niż 8 mm dla odlewów małych, 10 mm dla odlewów średnich i 12 mm dla dużych odlewów wykonuje się za pomocą prętów Optymalny stosunek głębokości otworu do jego średnicy wynosi 0,7-1.

Powietrze i gazy są usuwane z gniazda formy za pomocą kanały wentylacyjne umieszczone w płaszczyźnie łącznika oraz zaślepki umieszczone w ścianach w pobliżu głębokich ubytków.

W nowoczesnych odlewniach formy montuje się na jednostanowiskowych lub wielostanowiskowych półautomatach odlewniczych, w których zautomatyzowane jest zamykanie i otwieranie formy, wprowadzanie i wyjmowanie rdzeni, wyrzucanie i wyjmowanie odlewu z formy. Przewidziana jest również automatyczna kontrola temperatury nagrzewania formy. Napełnianie form na maszynach odbywa się za pomocą dozowników.

Aby poprawić wypełnienie cienkich wnęk formy oraz usunąć powietrze i gazy wydzielające się podczas niszczenia spoiw, formy są opróżniane, zalewane pod niskim ciśnieniem lub przy użyciu siły odśrodkowej.

Ściśnij odlewanie

Odlewanie wyciskane to rodzaj odlewania ciśnieniowego, przeznaczony do produkcji odlewów wielkogabarytowych (2500x1400 mm) typu panelowego o grubości ścianki 2-3 mm. W tym celu stosuje się metalowe półformy, które montowane są na specjalistycznych maszynach odlewniczo-wyciskowych z jednostronnym lub dwustronnym zbieżnością półform. Osobliwość Ta metoda odlewania polega na wymuszonym wypełnieniu wnęki formy szerokim strumieniem stopu, gdy półformy zbliżają się do siebie. W formie odlewniczej nie ma elementów konwencjonalnego systemu wlewowego. Dane Metodą tą wykonuje się odlewy ze stopów AL2, AL4, AL9, AL34, które mają wąski zakres krystalizacji.

Szybkość stygnięcia stopu jest kontrolowana przez nakładanie powłoki termoizolacyjnej o różnej grubości (0,05–1 mm) na powierzchnię roboczą wnęki formy. Przegrzanie stopów przed zalaniem nie powinno przekraczać 15-20°C powyżej temperatury likwidusu. Czas trwania zbieżności półform wynosi 5-3 s.

Odlewanie niskociśnieniowe

Odlewanie niskociśnieniowe to kolejna forma odlewania ciśnieniowego. Stosowano go do wytwarzania wielkogabarytowych cienkościennych odlewów ze stopów aluminium o wąskim przedziale krystalizacji (AL2, AL4, AL9, AL34). Podobnie jak w przypadku odlewów kokilowych, zewnętrzne powierzchnie odlewów wykonuje się za pomocą metalowej formy, a wewnętrzne wnęki za pomocą rdzeni metalowych lub piaskowych.

Do produkcji prętów stosuje się mieszaninę składającą się z 55% piasku kwarcowego 1K016A; 13,5% pogrubiony piasek P01; 27% sproszkowany kwarc; 0,8% klej pektynowy; 3,2% żywicy M i 0,5% nafty. Taka mieszanina nie powoduje mechanicznego oparzenia. Formy napełnia się metalem pod ciśnieniem suchego sprężonego powietrza (18–80 kPa) doprowadzanego na powierzchnię wytopu w tyglu ogrzanym do temperatury 720–750°C. Pod wpływem tego ciśnienia roztopiony materiał jest wypychany z tygla do metalowego drutu, a z niego do układu wlewowego i dalej do wnęki formy. Zaletą odlewania niskociśnieniowego jest możliwość automatycznego sterowania szybkością podnoszenia się metalu we wnęce formy, co umożliwia uzyskanie odlewów cienkościennych lepszej jakości niż odlewanie grawitacyjne.

Krystalizacja stopów w formie odbywa się pod ciśnieniem 10-30 kPa do momentu powstania twardej metalowej skorupy i 50-80 kPa po utworzeniu skorupy.

Gęstsze odlewy ze stopów aluminium są wytwarzane metodą odlewania niskociśnieniowego z przeciwciśnieniem. Wypełnianie wnęki formy podczas odlewania przeciwciśnieniem odbywa się dzięki różnicy ciśnień w tyglu iw formie (10–60 kPa). Krystalizację metalu w formie przeprowadza się pod ciśnieniem 0,4-0,5 MPa. Zapobiega to uwalnianiu wodoru rozpuszczonego w metalu i tworzeniu się porów gazowych. Wysokie ciśnienie krwi przyczynia się do lepszego odżywiania masywnych jednostek odlewniczych. Pod innymi względami technologia odlewania przeciwciśnieniowego nie różni się od technologii odlewania niskociśnieniowego.

Odlewanie przeciwciśnieniowe z powodzeniem łączy zalety odlewania niskociśnieniowego i krystalizacji ciśnieniowej.

Formowanie wtryskowe

Odlewanie pod ciśnieniem ze stopów aluminium AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, odlewy o złożonej konfiguracji I-III klasy dokładności o grubości ścianki 1 mm i więcej, otwory odlewane z o średnicy do 1,2mm, odlewane zewnętrzne i gwint wewnętrzny o minimalnym skoku 1 mm i średnicy 6 mm. Czystość powierzchni takich odlewów odpowiada 5-8 klasom chropowatości. Produkcja takich odlewów odbywa się na maszynach z zimnymi poziomymi lub pionowymi komorami prasowania, o określonym ciśnieniu prasowania 30-70 MPa. Preferowane są maszyny z poziomą komorą prasowania.

Wymiary i ciężar odlewów są ograniczone możliwościami Wtryskarek: objętością komory prasowania, właściwym ciśnieniem prasowania (p) oraz siłą zamykania (0). Powierzchnia rzutu (F) odlewu, kanałów bramowych i komory prasowania na ruchomej płycie formy nie powinna przekraczać wartości określonych wzorem F = 0,85 0/r.

Optymalne wartości nachylenia dla powierzchni zewnętrznych wynoszą 45°; dla wewnętrznego 1°. Minimalny promień krzywizny to 0,5-1mm. Otwory o średnicy większej niż 2,5 mm wykonuje się metodą odlewania. Odlewy ze stopów aluminium są z reguły obrabiane tylko wzdłuż powierzchni osadzenia. Naddatek na obróbkę przydzielany jest z uwzględnieniem wymiarów odlewu i wynosi od 0,3 do 1 mm.

Służy do robienia form różne materiały. Części form mające kontakt z ciekłym metalem wykonane są ze stali ZKh2V8, 4Kh8V2, 4KhV2S; stale 35, 45, 50, sworznie, tuleje i kolumny prowadzące - ze stali U8A.

Dostarczanie metalu do wnęki form odbywa się za pomocą zewnętrznych i wewnętrznych systemów wlewowych. Podajniki doprowadzane są do części odlewu, które poddawane są obróbce skrawaniem. Ich grubość dobierana jest w zależności od grubości ścianki odlewu w miejscu dostawy oraz od charakteru wypełnienia formy. Zależność tę określa stosunek grubości podajnika do grubości ścianki odlewu. Płynne, bez turbulencji i zapowietrzeń, napełnianie form odbywa się, gdy stosunek jest bliski jedności. Do odlewów o grubości ścianki do 2 mm. podajniki mają grubość 0,8 mm; o grubości ścianki 3 mm. grubość podajników wynosi 1,2 mm; o grubości ścianki 4-6 mm-2 mm.

Aby otrzymać pierwszą porcję wytopu wzbogaconego wtrąceniami powietrza, w pobliżu gniazda formy znajdują się specjalne zbiorniki płuczące, których objętość może osiągnąć 20–40% objętości odlewu. Podkładki są połączone z wnęką formy kanałami, których grubość jest równa grubości podajników. Usuwanie powietrza i gazów z wnęki form odbywa się poprzez specjalne kanały wentylacyjne i szczeliny pomiędzy prętami (popychaczami) a matrycą formy. Kanały wentylacyjne wykonuje się w płaszczyźnie dzielonej na nieruchomej części formy oraz wzdłuż ruchomych prętów i wyrzutników. Zakłada się, że głębokość kanałów wentylacyjnych podczas odlewania stopów aluminium wynosi 0,05–0,15 mm, a szerokość 10–30 mm, w celu poprawy wentylacji wnęka podkładek jest połączona z atmosferą cienkimi kanałami (0,2– 0,5mm).

Głównymi wadami odlewów formowanych wtryskowo są porowatość podskorupowa powietrza (gazu), spowodowana uwięzieniem powietrza przy dużych prędkościach wlotu metalu do gniazda formy oraz porowatość skurczowa (lub powłok) w węzłach termicznych. Na powstawanie tych wad duży wpływ mają parametry technologii odlewania, prędkość prasowania, ciśnienie prasowania oraz reżim termiczny formy.

Szybkość prasowania określa tryb napełniania formy. Im wyższa prędkość prasowania, tym szybciej stopiony materiał przemieszcza się przez kanały wlewowe, tym większa jest prędkość wlotu stopionego materiału do wnęki formy. Wysokie prędkości prasowania przyczyniają się do lepszego wypełniania cienkich i wydłużonych ubytków. Jednocześnie są przyczyną zatrzymywania powietrza przez metal i powstawania porowatości podskorupowej. Podczas odlewania stopów aluminium wysokie prędkości prasowania są stosowane tylko przy wytwarzaniu złożonych odlewów cienkościennych. Ciśnienie prasowania ma ogromny wpływ na jakość odlewów. Wraz ze wzrostem zwiększa się gęstość odlewów.

Wartość docisku jest zwykle ograniczona wartością siły blokującej maszyny, która musi przekraczać nacisk wywierany przez metal na ruchomą osnowę (pF). Dlatego dużym zainteresowaniem cieszy się miejscowe wstępne prasowanie grubościennych odlewów, znane jako proces Ashigai. Niska prędkość wnikania metalu do wnęki formy przez podajniki o dużych przekrojach oraz efektywne wstępne ciśnienie krystalizującego stopu za pomocą podwójnego tłoka umożliwiają uzyskanie gęstych odlewów.

Na jakość odlewów istotny wpływ mają również temperatury stopu i formy. Przy wytwarzaniu odlewów grubościennych o prostej konfiguracji wytop wylewa się w temperaturze o 20–30°C niższej od temperatury likwidusu. Odlewy cienkościenne wymagają stosowania wytopu przegrzanego powyżej temperatury likwidusu o 10–15°C. Aby zmniejszyć wielkość naprężeń skurczowych i zapobiec powstawaniu pęknięć w odlewach, formy są podgrzewane przed zalaniem. Zalecane są następujące temperatury ogrzewania:

Grubość ścianki odlewu, mm 1-2 2-3 3-5 5-8

Temperatura ogrzewania

formy, °С 250—280 200—250 160—200 120—160

Stabilność reżimu termicznego zapewniają formy grzewcze (elektryczne) lub chłodzące (wodne).

W celu zabezpieczenia powierzchni roboczej form przed przywieraniem i erozją wytopu, zmniejszenia tarcia podczas wydobycia rdzeni oraz ułatwienia wydobycia odlewów formy są smarowane. W tym celu stosuje się smary tłuszczowe (olej z grafitem lub proszkiem aluminiowym) lub wodne (roztwory soli, wodne preparaty na bazie grafitu koloidalnego).

Gęstość odlewów ze stopów aluminium znacznie wzrasta przy odlewaniu za pomocą form próżniowych. W tym celu formę umieszcza się w szczelnej obudowie, w której powstaje niezbędna próżnia. Dobre wyniki można uzyskać stosując „proces tlenowy”. Aby to zrobić, powietrze we wnęce formy jest zastępowane tlenem. Przy dużych prędkościach wlotu metalu do wnęki formy, powodujących wychwytywanie tlenu przez stopiony materiał, w odlewach nie tworzy się porowatość podskorupowa, ponieważ cały uwięziony tlen jest zużywany na tworzenie się drobnych tlenków glinu, które nie wpływają w zauważalny sposób na właściwości mechaniczne odlewów. Takie odlewy można poddać obróbce cieplnej.

W zależności od wymagań specyfikacji technicznej odlewy ze stopów aluminium mogą być poddawane obróbce różne rodzaje kontrola: rentgenowska, gamma lub ultradźwiękowa do wykrywania wad wewnętrznych; oznaczenia do określania odchyleń wymiarowych; luminescencyjny do wykrywania pęknięć powierzchni; hydro- lub pneumocontrol do oceny szczelności. Częstotliwość wymienionych rodzajów kontroli jest określona w warunkach technicznych lub określona przez dział głównego metalurga zakładu. Zidentyfikowane wady, o ile pozwalają na to specyfikacje techniczne, usuwane są poprzez spawanie lub impregnację. Spawanie łukiem argonowym służy do spawania podsypek, skorup, luzu spękań. Przed spawaniem wadliwe miejsce jest cięte w taki sposób, aby ściany wnęk miały nachylenie 30 - 42 °. Odlewy poddawane są miejscowemu lub ogólnemu nagrzewaniu do temperatury 300-350C. Ogrzewanie miejscowe odbywa się za pomocą płomienia acetylenowo-tlenowego, ogrzewanie ogólne odbywa się w piecach komorowych. Spawanie odbywa się z tych samych stopów, z których wykonane są odlewy, przy użyciu nietopliwej elektrody wolframowej o średnicy 2-6 mm przy koszt argon 5-12 l/min. Natężenie prądu spawania wynosi zwykle 25-40 A na 1 mm średnicy elektrody.

Porowatość w odlewach jest eliminowana przez impregnację lakierem bakelitowym, lakierem asfaltowym, olejem schnącym lub płynnym szkłem. Impregnację przeprowadza się w specjalnych kotłach pod ciśnieniem 490-590 kPa ze wstępnym przetrzymywaniem odlewów w rozrzedzonej atmosferze (1,3-6,5 kPa). Temperaturę cieczy impregnującej utrzymuje się na poziomie 100°C. Po impregnacji odlewy poddawane są suszeniu w temperaturze 65-200°C, podczas którego twardnieje płyn impregnujący oraz powtórnej kontroli.

Aluminium (aluminium) jest

Zastosowanie aluminium

Szeroko stosowany jako materiał konstrukcyjny. Głównymi zaletami aluminium w tej pojemności są lekkość, ciągliwość do tłoczenia, odporność na korozję (w powietrzu aluminium jest natychmiast pokrywane mocną warstwą Al2O3, która zapobiega jego dalszemu utlenianiu), wysoka przewodność cieplna i nietoksyczność jego związków. W szczególności te właściwości sprawiły, że aluminium stało się niezwykle popularne w produkcji naczyń kuchennych, folii aluminiowej w przemyśle spożywczym i do pakowania.

Główną wadą aluminium jako materiału konstrukcyjnego jest jego niska wytrzymałość, dlatego w celu jego wzmocnienia zwykle dodaje się do niego niewielką ilość miedzi i magnezu (stop nazywa się duraluminium).

Przewodność elektryczna aluminium jest tylko 1,7 razy mniejsza niż miedzi, podczas gdy aluminium jest około 4 razy tańsze za kilogram, ale ze względu na 3,3 razy mniejszą gęstość potrzebuje około 2 razy mniej masy, aby uzyskać równy opór. Dlatego jest szeroko stosowany w elektrotechnice do produkcji drutów, ich ekranowania, a nawet w mikroelektronice do produkcji przewodników w układach scalonych. Mniejsza przewodność elektryczna aluminium (37 1/ohm) w porównaniu z miedzią (63 1/ohm) jest kompensowana przez zwiększenie przekroju żył aluminiowych. Wadą aluminium jako materiału elektrycznego jest obecność silnej warstwy tlenku, która utrudnia lutowanie.

Ze względu na kompleks właściwości jest szeroko stosowany w urządzeniach termicznych.

Aluminium i jego stopy zachowują wytrzymałość w bardzo niskich temperaturach. Z tego powodu jest szeroko stosowany w technologii kriogenicznej.

Wysoki współczynnik odbicia w połączeniu z niskim kosztem i łatwością osadzania sprawia, że ​​aluminium jest idealnym materiałem do wykonywania luster.

W produkcji materiałów budowlanych jako środek gazotwórczy.

Aluminiowanie zapewnia odporność na korozję i zgorzelinę stali i innych stopów, na przykład zaworów tłokowych silników spalinowych, łopatek turbin, platform wiertniczych, urządzeń do wymiany ciepła, a także zastępuje cynkowanie.

Siarczek glinu służy do produkcji siarkowodoru.

Trwają badania mające na celu opracowanie spienionego aluminium jako szczególnie mocnego i lekkiego materiału.

Jako składnik termitu, mieszanin do aluminotermii

Aluminium służy do odzyskiwania rzadkich metali z ich tlenków lub halogenków.

Aluminium jest ważnym składnikiem wielu stopów. Na przykład w brązach aluminiowych głównymi składnikami są miedź i aluminium. W stopach magnezu jako dodatek najczęściej stosuje się aluminium. Do produkcji spiral w grzejnikach elektrycznych stosuje się Fechral (Fe, Cr, Al) (wraz z innymi stopami).

kawa aluminiowa" height="449" src="/zdjęcia/inwestycje/img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg" title="21. Producent klasycznej włoskiej kawy aluminiowej" width="376" />!}

Kiedy aluminium było bardzo drogie, wytwarzano z niego różne wyroby jubilerskie. Tak więc Napoleon III zamówił aluminiowe guziki, aw 1889 roku Dmitrijowi Iwanowiczowi Mendelejewowi przedstawiono wagę z miseczkami wykonanymi ze złota i aluminium. Moda na nie minęła natychmiast, gdy pojawiły się nowe technologie (rozwiązania) do ich produkcji, które wielokrotnie obniżyły koszty. Teraz aluminium jest czasami używane do produkcji biżuterii.

W Japonii aluminium jest wykorzystywane do produkcji tradycyjnej biżuterii, zastępując .

Glin i jego związki są stosowane jako propelent o wysokiej wydajności w propelentach dwupaliwowych oraz jako propelent w propelentach stałych. Następujące związki glinu mają największe praktyczne znaczenie jako paliwo rakietowe:

Sproszkowane aluminium jako paliwo w stałych paliwach rakietowych. Stosowany jest również w postaci proszku i zawiesin w węglowodorach.

wodorek glinu.

aluminium boran.

Trimetyloglin.

Trietyloglin.

Tripropylaluminium.

Trietyloglin (zwykle wraz z trietyloborem) jest również używany do zapłonu chemicznego (tj. Jako paliwo rozruchowe) w silnikach rakietowych, ponieważ zapala się samorzutnie w gazowym tlenie.

Ma niewielkie działanie toksyczne, ale wiele rozpuszczalnych w wodzie nieorganicznych związków glinu pozostaje w stanie rozpuszczonym. długi czas i może mieć szkodliwy wpływ na ludzi i zwierzęta stałocieplne poprzez wodę pitną. Najbardziej toksyczne są chlorki, azotany, octany, siarczany itp. Dla człowieka następujące dawki związków glinu (mg/kg masy ciała) mają działanie toksyczne po spożyciu:

octan glinu - 0,2-0,4;

wodorotlenek glinu - 3,7-7,3;

ałun aluminiowy - 2,9.

Działa przede wszystkim na system nerwowy(kumuluje się w tkance nerwowej, prowadząc do poważnych zaburzeń funkcji ośrodkowego układu nerwowego). Jednak neurotoksyczne właściwości glinu są badane od połowy lat 60. XX wieku, ponieważ mechanizm jego wydalania utrudnia gromadzenie się metalu w organizmie człowieka. W normalnych warunkach z moczem można wydalić do 15 mg pierwiastka dziennie. W związku z tym największy negatywny efekt obserwuje się u osób z zaburzeniami czynności wydalniczej nerek.

Według niektórych badań biologicznych przyjmowanie glinu w organizmie człowieka było uważane za czynnik rozwoju choroby Alzheimera, jednak badania te zostały później skrytykowane, a wniosek o związku jednego z drugim został obalony.

O właściwościach chemicznych aluminium decyduje jego wysokie powinowactwo do tlenu (m.in minerały glin wchodzi w skład ośmiościanów i czworościanów tlenu), stała wartościowość (3), słaba rozpuszczalność większości związków naturalnych. W procesy endogenne podczas krzepnięcia magmy i tworzenia się skał magmowych aluminium wchodzi w sieć krystaliczną skaleni, mików i innych minerałów - glinokrzemianów. W biosferze aluminium jest słabym migrantem, występuje w organizmach rzadkich iw hydrosferze. W wilgotnym klimacie, gdzie rozkładające się pozostałości bujnej roślinności tworzą dużo kwasów organicznych, glin migruje w glebach i wodach w postaci koloidalnych związków mineraloorganicznych; glin jest adsorbowany przez koloidy i wytrącany w dolnej części gleb. Połączenie glinu z krzemem zostaje częściowo zerwane iw niektórych miejscach w tropikach tworzą się minerały - wodorotlenki glinu - behmit, diaspor, hydrargilit. Większość aluminium jest częścią glinokrzemianów - kaolinitu, beidellitu i innych minerałów ilastych. Słaba mobilność determinuje resztkową akumulację glinu w wietrzejącej skorupie wilgotnych tropików. W rezultacie powstają eluwialne boksyty. W minionych epokach geologicznych boksyty gromadziły się także w jeziorach i strefie przybrzeżnej mórz regionów tropikalnych (np. boksyty osadowe Kazachstanu). Na stepach i pustyniach, gdzie jest mało żywej materii, a wody są obojętne i zasadowe, aluminium prawie nie migruje. Migracja aluminium jest najbardziej intensywna na obszarach wulkanicznych, gdzie obserwuje się bardzo kwaśne rzeki i wody podziemne bogate w aluminium. W miejscach wypierania wód kwaśnych z alkaliczno-morskimi (przy ujściach rzek i innych) osadza się aluminium wraz z tworzeniem się osadów boksytu.

Aluminium jest częścią tkanek zwierząt i roślin; w organach ssaków stwierdzono od 10-3 do 10-5% glinu (w przeliczeniu na substancję surową). Aluminium gromadzi się w wątrobie, trzustce i tarczycy. W produktach roślinnych zawartość glinu waha się od 4 mg na 1 kg s.m. (ziemniak) do 46 mg (rzepa żółta), w produktach pochodzenia zwierzęcego – od 4 mg (miód) do 72 mg na 1 kg s.m. (). W codziennej diecie człowieka zawartość glinu sięga 35-40 mg. Znanymi organizmami są koncentratory glinu, na przykład mchy klubowate (Lycopodiaceae), zawierające do 5,3% glinu w popiele, mięczaki (Helix i Lithorina), w których popiołach znajduje się 0,2-0,8% glinu. Tworząc nierozpuszczalne związki z fosforanami, aluminium zaburza odżywianie roślin (pobieranie fosforanów przez korzenie) i zwierząt (wchłanianie fosforanów w jelitach).

Głównym nabywcą jest lotnictwo. Najbardziej obciążone elementy samolotu (poszycie, zestaw wzmacniający moc) wykonane są z duraluminium. I zabrali ten stop w kosmos. Wylądował nawet na Księżycu i wrócił na Ziemię. A stacje „Luna”, „Wenus”, „Mars”, stworzone przez projektantów biura, którym przez wiele lat kierował Gieorgij Nikołajewicz Babakin (1914–1971), nie mogły obejść się bez stopów aluminium.

Stopy układu aluminiowo-manganowego i aluminiowo-magnezowego (AMts i AMg) są głównym materiałem na kadłuby szybkich „rakiet” i „meteorów” - wodolotów.

Ale stopy aluminium są wykorzystywane nie tylko w transporcie kosmicznym, lotniczym, morskim i rzecznym. Aluminium zajmuje silną pozycję w transporcie lądowym. Poniższe dane mówią o powszechnym zastosowaniu aluminium w przemyśle motoryzacyjnym. W 1948 r. na jednego zużyto 3,2 kg aluminium, w 1958 r. – 23,6, w 1968 r. – 71,4, a dziś liczba ta przekracza 100 kg. Aluminium pojawiło się również w transporcie kolejowym. Superexpress Russkaya Troika jest wykonany w ponad 50% ze stopów aluminium.

Aluminium jest coraz częściej stosowane w budownictwie. W nowych budynkach często stosuje się mocne i lekkie belki, stropy, słupy, balustrady, ogrodzenia, elementy systemów wentylacyjnych wykonane ze stopów aluminium. W ostatnie lata stopy aluminium były wykorzystywane do budowy wielu obiektów użyteczności publicznej i kompleksów sportowych. Podejmowane są próby zastosowania aluminium jako materiału na pokrycia dachowe. Takiemu dachowi niestraszne są zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla, związkami siarki, związkami azotu i innymi szkodliwymi zanieczyszczeniami, które znacznie wzmagają korozję atmosferyczną blachy dachowej.

Jako stopy odlewnicze stosuje się siluminy - stopy układu aluminiowo-krzemowego. Stopy takie charakteryzują się dobrą płynnością, niskim skurczem i segregacją (niejednorodnością) w odlewach, co umożliwia uzyskiwanie przez odlewanie najbardziej skomplikowanych konfiguracji części, np. głowice cylindrów i płaszcze silników tłokowych.

Walcz o spadek koszt Stopy aluminium również odniosły sukces. Na przykład silumin jest 2 razy tańszy niż aluminium. Zwykle przeciwnie, stopy są droższe (aby uzyskać stop, konieczne jest uzyskanie czystej bazy, a następnie stopowanie - stopu). Radzieccy metalurdzy z Dniepropietrowskiej Fabryki Aluminium w 1976 roku opanowali wytapianie siluminów bezpośrednio z glinokrzemianów.

Aluminium od dawna znane jest w elektrotechnice. Jednak do niedawna zakres aluminium ograniczał się do linii energetycznych i, w rzadkich przypadkach, kabli zasilających. Przemysł kablowy był zdominowany przez miedź i Ołów. Elementy przewodzące konstrukcji kabla wykonano z miedzi, a osłonę metalową wykonano z miedzi Ołów lub stopy na bazie ołowiu. Przez wiele dziesięcioleci (po raz pierwszy ołowiane osłony do ochrony żył kabli zaproponowano w 1851 r.) był jedynym metalowym materiałem na osłony kabli. Jest doskonały w tej roli, ale nie bez wad - duża gęstość, mała wytrzymałość i rzadkość; to tylko główne z nich, które skłoniły osobę do poszukiwania innych metali, które mogą odpowiednio zastąpić ołów.

Okazało się, że są aluminiowe. Za początek jego służby w tej roli można uznać rok 1939, a prace rozpoczęto w roku 1928. Jednak poważny zwrot w zastosowaniu aluminium w technice kablowej nastąpił w roku 1948, kiedy to opracowano i opanowano technologię wytwarzania osłon aluminiowych.

Również miedź przez wiele dziesięcioleci była jedynym metalem do produkcji przewodników przewodzących prąd. Badania materiałów, które mogłyby zastąpić miedź, wykazały, że aluminium powinno i może być takim metalem. Tak więc, zamiast dwóch metali o zasadniczo różnych celach, aluminium weszło do technologii kablowej.

Ta zamiana ma wiele zalet. Po pierwsze, możliwość zastosowania aluminiowej osłony jako przewodu neutralnego to znaczne oszczędności metalu i redukcja masy. Po drugie, większa wytrzymałość. Po trzecie, ułatwienie instalacji, zmniejszenie kosztów transportu, zmniejszenie kosztów kabla itp.

Druty aluminiowe są również używane do napowietrznych linii energetycznych. Ale wykonanie równoważnego zamiennika wymagało wiele wysiłku i czasu. Opracowano wiele opcji, które są stosowane w zależności od konkretnej sytuacji. [Produkuje się druty aluminiowe o zwiększonej wytrzymałości i zwiększonej odporności na pełzanie, co osiąga się przez dodanie stopu z magnezem do 0,5%, krzemem do 0,5%, żelazem do 0,45%, utwardzanie i starzenie. Druty stalowo-aluminiowe stosowane są zwłaszcza do wykonywania dużych rozpiętości wymaganych na przecięciu różnych przeszkód z liniami energetycznymi. Na przykład podczas przekraczania rzek występują rozpiętości przekraczające 1500 m.

Aluminium w technologii transferu Elektryczność na duże odległości są wykorzystywane nie tylko jako materiał przewodzący. Półtorej dekady temu stopy na bazie aluminium zaczęto wykorzystywać do produkcji wież przesyłowych. Zostały one po raz pierwszy zbudowane w naszym kraj na Kaukazie. Są około 2,5 razy lżejsze od stali i nie wymagają zabezpieczenia antykorozyjnego. W ten sposób ten sam metal zastąpił żelazo, miedź i ołów w elektrotechnice i technologii przesyłu energii elektrycznej.

I tak lub prawie tak było w innych obszarach techniki. Zbiorniki, rurociągi i inne zespoły montażowe wykonane ze stopów aluminium sprawdziły się w przemyśle naftowym, gazowym i chemicznym. Wyparły one wiele odpornych na korozję metali i materiałów, takich jak pojemniki ze stopu żelaza i węgla, emaliowane wewnątrz do przechowywania agresywnych cieczy (pęknięcie warstwy emalii w tak drogiej konstrukcji może doprowadzić do strat, a nawet wypadku).

Rocznie na świecie wydaje się ponad 1 milion ton aluminium na produkcję folii. Grubość folii w zależności od jej przeznaczenia zawiera się w przedziale 0,004-0,15 mm. Jego zastosowanie jest niezwykle różnorodne. Służy do pakowania różnych produktów spożywczych i przemysłowych - czekolady, słodyczy, leków, kosmetyków, produktów fotograficznych itp.

Folia stosowana jest również jako materiał konstrukcyjny. Istnieje grupa tworzyw wypełnionych gazem – plastry miodu – tworzywa komórkowe z systemem regularnie powtarzających się regularnych komórek. kształt geometryczny, którego ścianki wykonane są z folii aluminiowej.

Encyklopedia Brockhausa i Efrona

ALUMINIUM- (glina) chemia. zn. GLIN; Na. V. = 27,12; bije V. = 2,6; poseł. około 700°. Srebrzystobiały, miękki, dźwięczny metal; jest w połączeniu z kwasem krzemowym głównym składnikiem iłów, skalenia, miki; występuje we wszystkich glebach. Idzie do…… Słownik obcych słów języka rosyjskiego

ALUMINIUM- (symbol Al), srebrzystobiały metal, pierwiastek trzeciej grupy układu okresowego pierwiastków. Po raz pierwszy został uzyskany w czystej postaci w 1827 roku. Najbardziej powszechny metal w skorupie ziemskiej; jego głównym źródłem jest ruda boksytu. Proces… … Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

ALUMINIUM- ALUMINIUM, Aluminium (znak chemiczny A1, przy masie 27,1), najpowszechniejszy metal na powierzchni ziemi i po O i krzemie najważniejszy część skorupa Ziemska. A. występuje w przyrodzie głównie w postaci soli kwasu krzemowego (krzemianów); ... ... Wielka encyklopedia medyczna

Aluminium- jest niebiesko-białym metalem, charakteryzującym się szczególną lekkością. Jest bardzo plastyczny i może być łatwo walcowany, ciągniony, kuty, stemplowany i odlewany itp. Podobnie jak inne miękkie metale, aluminium również bardzo dobrze nadaje się do ... ... Oficjalna terminologia

Aluminium- (Glin), Al, pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego, liczba atomowa 13, masa atomowa 26,98154; lekki metal, mp660 °С. Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 8,8% wagowych. Aluminium i jego stopy są stosowane jako materiały konstrukcyjne w ... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

ALUMINIUM- ALUMINIUM, trzpień aluminiowy., chem. glinki metali alkalicznych, baza tlenku glinu, glinki; a także podstawa rdzy, żelaza; i miedź yari. Aluminit męski. podobna do ałunu skamielina, uwodniony siarczan glinu. Mąż Alunit. skamieniałość, bardzo blisko ... ... Słownik Dalia

aluminium- (srebrny, lekki, skrzydlaty) metal Słownik rosyjskich synonimów. aluminium n., liczba synonimów: 8 glinek (2) … Słownik synonimów

ALUMINIUM- (łac. aluminium z ałunu ałunu), Al, pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego, liczba atomowa 13, masa atomowa 26,98154. Srebrzystobiały metal, lekki (2,7 g/cm³), plastyczny, o wysokiej przewodności elektrycznej, t.t. 660 .C.… … Wielki słownik encyklopedyczny

Aluminium- Al (od łac. alumen nazwa ałunu, używana w starożytności jako zaprawa w farbiarstwie i garbarstwie * a. aluminium; n. aluminium; f. aluminium; i. aluminio), chem. pierwiastek grupy III okresowy. Systemy Mendelejewa, godz. N. 13, godz. m. 26,9815 ... Encyklopedia geologiczna

ALUMINIUM- ALUMINIUM, aluminium, pl. bez męża. (z łac. ałun ałun). Srebrzystobiały ciągliwy lekki metal. Słownik wyjaśniający Uszakowa. DN Uszakow. 1935 1940... Słownik wyjaśniający Uszakowa