HomeАлюминий › Технология производства САП

Технология производства САП

Технология производства САПВерные друзья алюминиевых    сплавов — и защитники спеченная алюминиевая пудра (САП). В этом сплаве нет других металлов, а легирующей добавкой служит оксид алюминия, который придает ему особые свойства. САП обладает исключительно высокой жаропрочностью — до 500-600 °С. А ведь при такой температуре обычные алюминиевые сплавы становятся полужидкими. Происходит это потому, что взаимодействие между мельчайшими оксидными частичками, распределенными в сплаве, и алюминием почти не меняется после нагрева.

САП не нуждается в закалке, обладает почти такой же устойчивостью к коррозии, теплопроводностью и электропроводностью, как и чистый алюминий, но имеет и недостатки — обильно поглощает из воздуха влагу разветвленной поверхностью оксидных частичек. Поэтому на заводах дегазируют САП, нагревая до 660 °С — точки плавления чистого алюминия.

Листы из САП, содержащей 7—9 % оксида алюминия, имеют прочность на разрыв — 360-370 МПа (даже при 500°С она составляет 150 МПа). По современным воззрениям столь высокая жаропрочность САП вызвана тем, что в ней образуется непрерывный каркас из окиси алюминия. Это подтверждается тем, что чем больше в САП оксида алюминия, тем прочнее этот сплав (при содержании 25 % оксида алюминия прочность на разрыв 450—480 МПа). А поскольку оксид алюминия плавится только при 2000 °С, то, естественно, САП не страшен нагрев до 500—600 °С.

Технология производства САП несложна. Алюминий плавят и распыляют. Получаются мельчайшие шарообразные частицы, покрытые тончайшим слоем оксида алюминия (\»пульверизат\»). Чтобы частички пудры не слипались во время размола, к САП добавляют жир. К концу размола жир улетучивается, и мельчайшие окисленные \»лепешечки\» сращиваются в более крупные частицы.

 

Порошок из мельницы поступает на прессы, где под давлением 300-600 МПа и при 550-650 °С превращается в брикеты. Из них ковкой, прокаткой, прессованием изготовляют различные изделия. Чистый алюминий, как известно, значительно лучше сопротивляется коррозии, чем многие его сплавы. Поэтому нередко менее стойкие сплавы, например дуралю-мин, защищают алюминиевыми листами.

 

Так, пластины дуралюмина обкладывают с обеих сторон листами алюминия, и этот слоистый \»пирог\» прокатывают на валках. В результате прокатки алюминиевый слой плотно сцепляется со сплавом и надежно предохраняет его от коррозии. Пока слой этот будет цел, не разрушится и сплав.

Сейчас разработано много различных слоистых металлов на основе алюминия и его сплавов. Иногда, наоборот, \»начинкой\» в слоистом \»пироге\» служит алюминий. Так, например, в производстве радиаторов успешно применяют алюминиевые листы, покрытые (плакированные) силумином (более стойким к коррозии). Уже свыше двадцати лет на электротехнические заводы поставляют листы, плиты, полосы алюминия, плакированные медью.

Защищают сплавы от коррозии и по-иному. Листы сначала тщательно обезжиривают — удаляют с их поверхности мельчайшие капли масла, а затем опускают на несколько минут в ванну с раствором серной кислоты. К ванне подключают ток. Тогда ванна становится катодом, а лист алюминиевого сплава — анодом. Под действием электрического тока на листах появляется оксидная пленка толщиной около 0,1 миллиметра. Такой процесс защиты от коррозии алюминиевых сплавов, называемый анодированием, получил теперь широкое распространение. Изготовленная этим способом оксидная защитная пленка — рыхлая.

 

Если ее рассмотреть под микроскопом, то можно обнаружить при большом увеличении огромное количество мельчайших пор, размеры которых уменьшаются с глубиной слоя. Такая пленка не может быть надежным защитником против атак кислорода. Поэтому поры заполняют специальными минеральными составами. Детали, изготовленные из алюминия или его сплавов, после анодирования чаще всего погружают в раствор бихромата натрия или калия. Молекулы этого соединения плотно закупоривают поры оксидной пленки — она пассивна к воздействию окружающей среды. За рубежом теперь для защиты от коррозии листов алюминия и его сплавов все шире используют краску.

На листы с одной или обеих сторон наносят слой виниловой или акриловой краски (толщиной до 1,6 миллиметра). Франция, первая в Европе, уже с 1970 года выпускает листы, покрытые лаком, а в США все шире применяют для этого защитный слой из разных полимеров.

В заводских условиях алю-Огнем рожденные миний и его разнообразные сплавы плавят преимущественно в отражательных печах. Топливом служат нефть, мазут, природный и генераторный газ. В последние годы за рубежом стали все чаще пользоваться- отражательными электропечами сопротивления. Коэффициент полезного действия их высок (60—70 %), потери металла при плавке малы (1,5—2 %).

 

В то же время слишком велик расход электроэнергии. Для плавки сплавов высокой чистоты иногда применяют плазменно-дуговые печи. Однако на плавильном заводе вы не увидите массивных пышуших жаром печей. Вся \»огненная кухня\» располагается под землей. В цехе лишь вагонетки с сырьем, да огромные колпаки, которыми накрыты работающие электропечи.

Таинство превращения шихты в сплав продолжается несколько часов. Но пожалуй, самый важный этап рождения сплава — это правильное определение количества меди, цинка, магния или других его составных частей, которые добавляют, чтобы получить нужную марку литья. Специальной ложкой отбирают пробу, которую подвергают спектральному анализу.

 

Химики заводской лаборатории точно определяют химический состав шихты. Новая техника все шире внедряется на плавильных заводах. Результаты анализа обрабатывает электронная вычислительная машина. Она предлагает сразу несколько оптимальных вариантов сплава. Первый — наиболее рентабельный; последующие стоят в списке в порядке уменьшения их выгодности. ЭВМ вычисляет и количество необходимых добавок.

 

Поэтому опытному технологу нетрудно выбрать лучшую комбинацию сплава. Как и в производстве чистого металла, сплав нужно рафинировать, очищать от вредных газов, в первую очередь от водорода и разных неметаллических примесей, делающих его хрупким, непрочным. Поэтому перед самой разливкой сплав обрабатывают либо специальными флюсами — сыпучими веществами, либо чаще всего продувают жидкий металл хлором.

За рубежом на некоторых заводах для рафинирования жидкого алюминия и его сплавов нередко вместо хлора используют инертные газы — аргон или азот. Азот вступает во взаимодействие с примесями, которые находятся в жидком металле, и образовавшиеся неметаллические включения всплывают на поверхность расплава в виде шлака. А его удалить несложно.

 

В последние годы в США, Великобритании, ФРГ и некоторых других странах все чаще для рафинирования сплавов пользуются различными фильтрами: стальной сеткой, слоем огнеупорных частиц, графитовыми пластинами, сеткой из стекловолокна или из молибдена. После того как очистка жидкого сплава от вредных примесей закончена, раздается команда начать разливку.

 

Печь приподнимается, и в громадный ковш льется, наполняя его до краев, огненный, ярко-красный поток жидкого металла. Мощные \»руки\» крана подхватывают ковш и переносят его к разливочному аппарату. Рабочий нажимает кнопку автомата, и струя металла заполняет формы. Проходит еще несколько минут, и водяной душ охлаждает слитки. Вскоре их отправят на склад готовой продукции, а затем и к потребителям.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.