Объяснение кованого алюминия: состав, свойства и применение

Кованый алюминий формуется, когда он подвергается таким механическим процессам, как прокатка, ковка или экструзия, а не литьем в определенную форму. 

Он играет важную роль в современном производстве благодаря своей прочности, гибкости и простоте изготовления продукции. 

Однако литой алюминий не обладает такими же преимуществами в плане повышения производительности, как кованые варианты.

Состав и характеристики кованого алюминия являются причинами, по которым он так широко используется в промышленности и повседневном использовании. Давайте выясним, что отличает его как важный компонент в нашей жизни.

Что означает кованый алюминий?

Кованый алюминий относится к сплавам, которые формуются посредством ковки, прокатки и экструзии. Благодаря этим процессам кованый алюминий становится прочным и надежным в своей окончательной форме.

Процесс изготовления кованого алюминия

Кованый алюминий изготавливается несколькими методами обработки, включая прокатку, экструзию, ковку и штамповку. 

Эти методы основаны на пластической деформации, где сила применяется для придания металлу желаемых форм, таких как листы, стержни, трубы или сложные компоненты. В зависимости от конкретного процесса и сплава деформация может происходить при комнатной температуре (холодная обработка) или при повышенных температурах (горячая обработка). 

В обоих случаях металл подвергается изменению формы без расплавления, что сохраняет его твердое состояние и повышает его структурную прочность и однородность.

Основные свойства кованого алюминия

Кованый алюминий выбирают за его свойства, которые стимулируют производительность на современных производственных предприятиях.

• Высокая эффективность: Поскольку алюминий легче стали, кованый алюминий помогает сделать здания легче. и при этом очень прочный.
• Устойчивость к коррозии: Алюминий не подвержен коррозии из-за естественной оксидной пленки, которая образуется на его поверхности. Вот почему этот подход работает как в условиях суши, так и в морях.
• Отличная формуемость: Кованый алюминий очень гибок при придании ему окончательной формы, поэтому его можно сгибать или резать без труда. Это становится важным, когда инженеры проектируют сложные детали.
• Высокая пригодность к вторичной переработке: Кованый алюминий можно перерабатывать много раз, и при этом он сохраняет свои важные качества. Для переплавки алюминия требуется всего 5% энергии, затраченной на его первоначальное производство, и этот процесс сокращает отходы и наносит меньший вред окружающей среде.

Благодаря этим характеристикам кованый алюминий в основном используется в точных конструкциях, опорах, выдерживающих большой вес, а также в системах для электрических и отопительных целей. Аэрокосмическая и а

Классификация деформируемых алюминиевых сплавов

Вы когда-нибудь задумывались, почему алюминиевые сплавы имеют особые названия? Все зависит от системы обозначений четырехзначных кодов Международной системы обозначений сплавов. 

Серия 1000

Серия 1000 называется «чистым алюминием», потому что дополнительные добавки чрезвычайно малы. Поскольку нержавеющая сталь чистая, она обеспечивает превосходную электропроводность, выдающуюся коррозионную стойкость и легкую формовку. Вы можете найти сплавы 1000, используемые для электрических шин и химических материалов, в основном потому, что им требуется чистое поведение.

Серия 2000

В серии 2000 (сплавы алюминия и меди) теперь используется медь. Пайка меди для дополнительной твердости — отличная идея, хотя вам нужно будет подвергнуть их достаточной термической обработке, иначе они не будут работать наилучшим образом. Пилоты и инженеры предпочитают эти материалы, потому что мы обычно обнаруживаем, что они скрепляют важные части самолета, такие как крылья и фюзеляж.

Серия 3000

Марганец добавляется в сплавы 3000, чтобы вы могли поддерживать хороший уровень прочности и легче формировать эти сплавы. Их можно легко формовать и сгибать, но они сохраняют свою форму при приложении давления. В банках, крышах и сайдинге типы 3000 необходимы, так как им нужна прочность и гибкость.

Серия 4000

Основная функция серии 4000 — контроль течения расплава. Включение кремния в алюминиевые сплавы приводит к снижению их температуры плавления, поэтому типы 4000 идеально подходят для сварки и пайки. Присадочный материал 4000 — это то, что вам нужно, если вам нужен ровный и чистый сварной шов.

Серия 5000

Сплавы 5000 (алюминий-магниевый): Поскольку магний устойчив к коррозии, он максимально увеличивает устойчивость алюминия к ржавчине, особенно вблизи воды. В отличие от других сплавов, сплавы 5000 используют упрочнение для повышения прочности, и горячая обработка не требуется. Многие корпуса, топливные баки и сосуды под давлением изготавливаются из этого класса материалов.

Серия 6000

Если бы вы превратили универсальность в сплав, это был бы 6000. Смесь магния и кремния помогает сплавам достичь сильного баланса между прочностью, коррозией и формуемостью. Он работает со сплавами 6061, которые можно найти во всем, от велосипедов до строительных профилей.

Серия 7000

Хотите получить прочный вид стали, но при этом сохранить легкость изделия? Если в состав входит цинк, он называется сплавом 7000. Из-за этого они популярны для шасси и прочных соединений в самолетах. Помните: высокое качество работы обычно зависит от осторожного нагревания кастрюль.

Эта серия, называемая «специализированный магазин», включает в себя различные сплавы. Некоторые материалы, такие как алюминий-литий и алюминий-железо, используются для удовлетворения необычных требований в аэрокосмической и электротехнической промышленности. Если ваши требования не удовлетворяются стандартными сплавами, 8000 имеет для вас идеальный ответ.

Если хотите, идите еще дальше. Поищите в Википедии раздел «Обозначения алюминиевых сплавов», чтобы получить четкое описание и объяснение каждой серии алюминия.

Сплавы, поддающиеся термической обработке, и сплавы, не поддающиеся термической обработке

Необходимо знать, как развивается прочность алюминиевых сплавов, прежде чем выбирать их. Они делятся на две большие категории в зависимости от того, можно ли их упрочнить термической обработкой или нет.

Термообрабатываемые сплавы

Сплавы, которые можно сделать прочнее и тверже с помощью термической обработки, называются термообрабатываемыми сплавами. Чаще всего упомянутые процессы (термическая обработка на твердый раствор, закалка и искусственное старение) используются для изменения растворимости легирующих элементов путем повышения или понижения температуры, тем самым улучшая механические свойства. 

• Термическая обработка растворов — нагревание сплава таким образом, чтобы растворенное вещество растворилось.
• Следующий этап — закалка, которая заключается в быстром охлаждении для фиксации формы металла.
• Со временем образуются небольшие частицы (известные как осадки), которые предотвращают дислокацию, ослабляющую металл.

Выполнение этих шагов делает машины намного сильнее.

Распространенные серии:

• 2000 (Алюминий-Медь)
• 6000 (Алюминий-Магний-Кремний)
• 7000 (Алюминий-Цинк)

Правильная термическая обработка алюминия 6061-T6 обеспечивает его предел текучести 35 ksi, поэтому он подходит для использования в строительных конструкциях.

Нетермообрабатываемые сплавы

Эти сплавы не становятся прочнее при нагревании, а при давлении на них, что называется упрочнением. Поэтому они станут прочнее, если подвергнутся механическим нагрузкам, таким как:

• Холодная прокатка
• Рисунок
• Изгиб

Давление в металле увеличивает его прочность за счет увеличения количества дислокаций внутри него, даже если при этом снижается пластичность металла.

Распространенные серии:

• Чистый алюминий, который является химическим символом 1000.
• 3000 (Алюминий-Марганец)
• 5000 (Алюминий-Магний)

Например, 5052-H32 — это шестигранный ключ, который имеет отличную форму и может противостоять коррозии без какой-либо термической обработки.

Выбор правильного сплава

Выберите тему в зависимости от вашей цели.

Если вы ищете высокопрочное оборудование для термообработки, то вы можете выбрать между сериями 6000 и 7000.

Если вы применяете формы к металлу или беспокоитесь о коррозии, но хотите избежать термической обработки, сталь может быть подходящим материалом. Я рекомендую иметь карту серии 5000 или 3000.

При проектировании материала в соответствии с вашими требованиями следует учитывать его прочность, эластичность, устойчивость к коррозии и легкость формовки.

Промышленное применение кованого алюминия

Благодаря своей прочности, вязкости и возможности многоцелевого использования кованый алюминий играет важную роль во многих отраслях промышленности.

• Аэрокосмические материалы 7075 а также 2024, оба прочные и легкие, поэтому подходят для планеров, внутреннего фюзеляжа и основных частей шасси. Они экономят топливо, а также гарантируют безопасность, когда самолеты летают высоко.
• Шасси и каркасы безопасности в транспортных средствах обычно опираются на 6061 а также 5083 сплавы из-за их прочности и того, насколько хорошо они соединяются при сварке. 3003 также используется в теплообменниках и радиаторах для поддержания теплового режима двигателя.
• Оконные и дверные рамы обычно изготавливаются из алюминия 6063, потому что они выглядят гладкими и не гнутся. Для кровли и облицовки предпочитают использовать сплавы 3003 и 3105, потому что они хорошо противостоят коррозии и легко деформируются.
• Высокая электропроводность — вот почему в энергосистемах используются такие сплавы, как 1050 и 1350. Они предотвращают большие потери энергии в линиях электропередач, что приводит к более эффективной передаче электроэнергии.
• Для лестниц необходима прочность, обеспечиваемая маркой 6061, а марка 3003 является превосходным выбором для посуды, поскольку она нетоксична и быстро нагревает пищу.

Преимущества использования кованого алюминия

Помимо своих основных свойств, кованый алюминий дает предприятиям ряд важных преимуществ.

Вы можете изменить и персонализировать дизайн

Поскольку кованый алюминий можно обрабатывать в сложные формы, из этого материала легко создавать уникальные и сложные детали. При такой свободе инженеры находят лучшие способы оптимизации деталей и сокращения количества компонентов и сборок.

Эффективные способы масштабирования вашего производства

Как только необходимая оснастка будет установлена, использование кованого алюминия позволит компаниям добиться значительной экономии за счет масштаба. 

Эффективный процесс присоединения

Легко соединять кованый алюминий с помощью сварки, пайки, болтов, винтов и клея. Благодаря этой универсальности производители могут выбрать наиболее подходящий метод сборки для каждой ситуации.

Производительность под давлением

Структурированное зерно, сформированное в кованом металле, заставляет его вести себя одинаково под нагрузкой. Надежная работа может быть ожидаема, когда инженеры проектируют ключевые функции безопасности. Поскольку на безопасность можно положиться, конструкции не требуют такой дополнительной защиты и их можно сделать проще.

Более гладкий и красивый

Люди используют множество методов для отделки кованого алюминия, включая анодирование, порошковое покрытие, полировку и текстурирование. Эти покрытия улучшают внешний вид продукта и могут улучшить его свойства, например, повысить износостойкость или повысить уровень электроизоляции. Прокатка и экструзия дают настолько гладкие поверхности, что дальнейшая обработка требуется редко.

Стабильность цепочки поставок

Поскольку в мире много поставщиков алюминия, работать с кованым алюминием проще, поскольку стандарты хорошо известны. Таким образом, цена не меняется непредсказуемо, а риски поставок уменьшаются. Вы можете получать свою продукцию быстрее и пытаться закупать ее поблизости, сокращая расходы и негативное воздействие на окружающую среду.

Сильные стороны кованого алюминия не ограничиваются его характеристиками, поскольку они также помогают с возможностями дизайна, эффективностью при производстве продукции и экономией денег в долгосрочной перспективе. Обычно преимущества эксплуатации грузовика считаются более важными, чем его материальные характеристики при определении того, насколько успешным будет проект.

Для получения более подробной информации о сопутствующих товарах посетите наш Литье алюминия страница.

Вывод

Теперь вы знаете, как характеристики кованого алюминия зависят от его материалов и обработки. Будь то алюминиевый проводник из серии 1000 для электричества или прочный сплав из группы 7000 для аэрокосмической промышленности, вы замечаете его широкий спектр применения. 

Если вам нужна помощь в изготовлении или поставке алюминия, вы можете найти правильные решения и полную информацию о материалах на сайте Производство HDC.