TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG KHOA CƠ KHÍ LỚP 13CĐ-CK2  TÌM HIỂU VỀ HỢP KIM NHÔM Sinh viên thực Hồ Văn Trung Phan Thanh Vinh -TP.Hồ Chí Minh-12/2014- NHẬN XÉT MỤC LỤC Trang I I.LỊCH SỬ HÌNH THÀNH HỢP KIM NHÔM Nhôm hợp kim nhôm đóng vai trò quan trọng sản xuất đời sống, chiếm gần ½ lớp vỏ trái đất vật liệu thay số ngành sản xuất.Nói đến lịch sử hình thành hợp kim nhôm không nhắc đến trình tìm nhôm, kim loại xem quý vàng “Có ngày người thợ vàng Roma phép cho hoàng đế Tiberiusxem đĩa ăn làm từ kim loại mới.Chiếc đĩa nhẹ có màu sáng bạc.Người thợ vàng nói với hoàng đế ông sản xuất kim loại từ đất sét thô.Ông cam đoan với hoàng đế có ông ta chúa trời biết cách sản xuất kim loại từ đất sét.Hoàng đế thích thú chuyên gia tài ông quan tâm tới nó.Tuy nhiên ông nhận thấy tài sản vàng ,bạc cuả ông trị người dân sản xuất kim loại màu sáng từ đất sét Vì ,thay cảm ơn người thợ vàng , ông lệnh chặt đầu ông ta.” Năm 1761 Guyton de Moreau đề xuất gọi gốc phèn chua la alumina.Năm 1808, Humphry xác định gốc kim loại phèn chua(alum), mà dựa theo ông đặt tên cho nhôm aluminium Tên tuổi Friedrich Wohler gắn liền với việc phân lập nhôm vào năm 1827.Tuy nhiên, kim loại sản xuất dạng không nguyên chất hai năm trước nhà vật lý hóa học người Đan Mạch Hans Chritian Orsted Nhôm chọn làm chóp cho đài kỷ niệm Washington vào thời gian aoxơ(28,35g) có giá trị hai lần ngày lương người lao động.Charles Martin Hall nhận sáng chế (số 400655) năm 1866, quy trình điện phân để sản xuất nhôm.Henri Saint-Claire Deville (Pháp) hoàn thiện phương pháp Wohler (năm 1846) thể sách năm 1859 với hai cải tiến quy trình thay Kali thành Natri hai thay một(chloure).Phát minh quy trình Hall-Heroult năm 1866 làm cho việc sản xuất nhôm từ khoáng chất trở thành không đắt tiền ngày sử dụng rộng rãi khắp giới Nước Đức trở thành nhà sản xuất nhôm lớn giới sau Adolf Hitler lên nắm quyền.Tuy nhiên, năm 1942, nhà máy thủy điện Grand Coulee cho phép Mỹ thứ mà nước Đức quốc xã hy vọng cạnh tranh:khả sản xuất đủ nhôm để sản xuất 60.000 máy bay chiến đấu bốn năm II.HỢP KIM NHÔM 1.Khái niệm H ợ p k i m n h ô m 2.Thành phần hoá học hợp kim nhôm Hợp kim Al nhôm Mg 6005 99,8 0,400,65 6061 99,8 6063 99,8 6082 99,8 Si 0,500,90 0,400,8-1,2 0,80 0,45- 0,200,9 0,60 0,60- 0,701,20 1,30 Fe Mn Zn Cu Cr Ti 0,10 0,10 0,500,30 0,15 0,30 0,15 0,10 0,10 0,30 0,10 0,25 0,30 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15 6005 0,30 0,400,10 0,500,30 Tạp chất khác 0,050,15 0,050,15 0,050,15 0,050,15 3.Cơ tính hợp kim nhôm Để có độ bền cao người ta phải hợp kim hóa nhôm tiến hành nhiệt luyện, hợp kim nhôm có vị trí quan trọng chế tạo khí xây dựng Hình 6.1 Góc nhôm giản đồ pha Al - nguyên tố hợp kim Khi đưa nguyên tố hợp kim vào nhôm (ở trạng thái lỏng) thường tạo nên giản đồ pha Al - nguyên tố hợp kim biểu thị hình 6.1, tiên (khi lượng ít) nguyên tố hợp kim hòa tan vào Al tạo nên dung dịch rắn thay α Al, vượt giới hạn hòa tan (đường CF) tạo thêm pha thứ hai (thường hợp chất hóa học hai nguyên tố), sau vượt giới hạn hòa tan cao (điểm C hay C’) tạo tinh dung dịch rắn pha thứ hai kể Do dựa vào giản đồ pha hệ hợp kim nhôm phân thành hai nhóm lớn biến dạng đúc Cơ tính số hợp kim nhôm: Hợp kim nhôm 6005 6061 6063 6082 Độ bền kéo (N/mm2) ≥ 260 ≥ 240 ≥ 150 ≥ 205 Độ bền nén (N/mm2) ≥ 240 ≥ 205 ≥ 110 ≥ 115 Độ giãn dài (N/mm2) 8% 8% 8% 8% III.TÍNH CHẤT 1.Tính chất vật lí: Hợp kim nhôm có tính chất giống với nhôm nguyên chất Khối lượng riêng nhỏ (~2,7g/cm³) nên nhôm hợp kim nhôm nặng 1/3 thép, tính chất đặc biệt trọng thiết bị cần chế tạo phải trọng đến trọng lượng (trong ngành hàng không, vận tải ) Tính dẫn điện: Tính dẫn điện nhôm 2/3 đồng (kim loại), nhôm nhẹ nên chúng sử dụng nhiều truyền dòng điện dây nhôm nhẹ 1/2; bị nung nóng Tính dẻo: Rất dẻo, nên thuận lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng, màng, ép chảy thành có biên dạng đặc biệt (dùng cho khung cửa, loại tản nhiệt thuận tiện sản xuất) Nhiệt độ nóng chảy: Tương đối thấp nên thuận tiện cho việc nấu chảy đúc, làm nhôm hợp kim nhôm không sử dụng nhiệt độ cao 300-400 độ C Độ bền, độ cứng: Thấp 2.Tính chất hóa học Tính chống ăn mòn khí Do đặc tính ôxy hoá biến lớp bề mặt nhôm thành ôxít nhôm (Al2O3) xít chặt chống ăn mòn cao khí quyển, chúng dùng đa ngành mà không cần sơn bảo vệ Để tăng tính chống ăn mòn, người ta làm cho lớp ô xít nhôm bảo vệ dày thêm cách anot hoá IV.PHÂN LOẠI 1.Hợp kim nhôm biến dạng Hợp kim nhôm biến dạng hợp kim với hàm lượng thấp nguyên tố hợp kim (bên trái điểm C, C’) tùy thuộc nhiệt độ có tổ chức hoàn toàn dung dịch rắn nhôm nên có tính dẻo tốt, dễ dàng biến dạng nguội hay nóng Trong loại chia hai phân nhóm không có hóa bền nhiệt luyện a.Hợp kim nhôm biến dạng không hóa bền nhiệt luyện Phân nhóm không hóa bền nhiệt luyện loại chứa hợp kim (bên trái F), nhiệt độ có tổ chức dung dịch rắn, chuyển biến pha nên hóa bền nhiệt luyện, hóa bền biến dạng nguội mà b.Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền nhiệt luyện Phân nhóm hóa bền nhiệt luyện loại chứa nhiều hợp kim (từ điểm F đến C hay C’), nhiệt độ thường có tổ chức hai pha (dung dịch rắn + pha thứ hai), nhiệt độ cao pha thứ hai hòa tan hết vào dung dịch rắn, tức có chuyển pha, nên biến dạng nguội hóa bền thêm nhiệt luyện Như hệ hợp kim với độ hòa tan nhôm biến đổi mạnh theo nhiệt độ có đặc tính 2.Hợp kim nhôm đúc Hợp kim nhôm đúc hợp kim với nhiều hợp kim (bên phải điểm C, C’), có nhiệt độ chảy thấp hơn, tổ chức có tinh nên tính đúc cao Do có nhiều pha thứ hai (thường hợp chất hóa học) hợp kim giòn hơn, biến dạng dẻo Khả hóa bền nhiệt luyện nhóm có không cao biến đổi mạnh tổ chức nung nóng V.ỨNG DỤNG 1.Các lĩnh vực sử dụng hợp kim nhôm Nhôm nguyên chất có sức chịu kéo thấp, tạo hợp kim với nhiều nguyên tố đồng, kẽm, magiê, mangan silic[14] Khi gia công cơ-nhiệt, hợp kim nhôm có thuộc tính học tăng lên đáng kể Các hợp kim nhôm tạo thành thành phần quan trọng máy bay tên lửa tỷ lệ sức bền cao khối lượng Khi nhôm bay chân không, tạo lớp bao phủ phản xạ ánh sáng xạ nhiệt Các lớp bao phủ tạo thành lớp mỏng ôxít nhôm bảo vệ, không bị hư hỏng lớp bạc bao phủ hay bị Trên thực tế, gần toàn loại gương đại sản xuất sử dụng lớp phản xạ nhôm mặt sau thủy tinh Các gương kính thiên văn phủ lớp mỏng nhôm, mặt trước để tránh phản xạ bên điều làm cho bề mặt nhạy cảm với tổn thương Các loại vỏ phủ nhôm dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhờ vào đặc tính hấp thụ xạ điện từ Mặt Trời tốt, mà xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp Hợp kim nhôm, nhẹ bền, dùng để chế tạo chi tiết phương tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.) Đóng gói (can, giấy gói, v.v) Xử lý nước Xây dựng (cửa sổ, cửa, ván, v.v; nhiên đánh vai trò dùng làm dây dẫn phần cuối mạng điện, trực tiếp đến người sử dụng.[15]) Các hàng tiêu dùng có độ bền cao (trang thiết bị, đồ nấu bếp, v.v) Các đường dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện 60% đồng, nhẹ tính theo khối lượng rẻ tiền hơn[16] Chế tạo máy móc Mặc dù tự thân không nhiễm từ, nhôm sử dụng thép MKM nam châm Alnico Nhôm siêu tinh khiết (SPA) chứa 99,980%-99,999% nhôm sử dụng công nghiệp điện tử sản xuất đĩa CD Nhôm dạng bột thông thường sử dụng để tạo màu bạc sơn Các nhôm cho thêm vào sơn lót, chủ yếu xử lý gỗ — khô đi, nhôm tạo lớp kháng nước tốt Nhôm dương cực hóa ổn định ôxi hóa, sử dụng lĩnh vực khác xây dựng Phần lớn tản nhiệt cho CPU máy tính đại sản xuất từ nhôm dễ dàng sản xuất độ dẫn nhiệt cao 10 Giá để đồ phòng bếp Khung xe đạp 2.Các phương pháp gia công Hợp kim nhôm số kim loại đúc nhiều phương pháp đúc áp lực, đúc khuôn kim loại, đúc khuôn cát (khuôn cát khô khuôn cát tươi), khuôn thạch cao, đúc mẫu cháy, đúc liên tục Một số phương pháp đúc tiên tiến mới, đúc mẫu cháy áp dụng Rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp đúc để chế tạo chi tiết máy hợp kim nhôm Yếu tố quan trọng là: Giá thành tính khả thi Xét tính khả thi, nhiều loại hợp kim nhôm đúc nhiều phương pháp khác nhau, nhiên, dựa kích thước thiết kế lựa chọn phương pháp đúc phù hợp Thông thường khuôn kim loại nặng gấp từ 10 đến 100 lần so với vật đúc, chi tiết lớn đúc khuôn cát phù hợp đúc khuôn kim loại đúc áp lực Các chi tiết nhỏ thường đúc khuôn kim loại – đảm bảo độ xác, gia công Chất lượng yếu tố quan trọng định đến việc lựa chọn phương pháp đúc Chất lượng có nghĩa “mức độ hoàn hảo” vật đúc (rỗ khí, nứt, độ nhẵn bong bề mặt…) “cơ tính” sản phẩm (độ bền độ dẻo) Tuy nhiên, có điều quên kỹ sư đúc nói chung phương pháp đúc áp lực, tố độ nguội lớn, không khí, đặc biệt khí Hyđro giữ lại vật đúc, tập trung thành rỗ khí phần vật đúc 11 Một số nghiên cứu cố gằng tìm cách giảm thiểu rỗ khí nhiên điều khó khăn không nói loại bỏ hết rỗ khí, phương pháp đúc khuôn kim loại đúc áp lực thấp cho sản phẩm vật đúc hoàn hảo Trong đúc áp lực, rỗ khí tập trung vào vật đúc, làm giảm tính chí thấp so với phương pháp đúc kể với tốc độ nguội nhanh cho tổ chức hạt nhỏ mịn-cơ tính vốn cao Mặc dù vậy, phương pháp đúc có ưu điểm nhược điểm, vậy, kỹ sư đúc cố gắng phát huy ưu điểm, khắc phục nhược điểm phương pháp, nhằm đáp ứng nhu cầu phức tạp thi trường- nhanh, nhiều, tốt, rẻ Dưới xin đưa số phương pháp đúc nhôm áp dụng giới: Đúc áp lực Trong đúc áp lực, hợp kim nhôm sử dụng nhiều so với tất loại hợp kim khác Chỉ tính riêng Mỹ, hàng năm nhôm đúc áp lực trị giá lên tới 2.5 tỷ đôla Riêng nhôm đúc áp lực chiếm tỷ phần gấp đôi so với tất phương pháp khác gộp lại Đúc áp lực phù hợp với đúc hang loạt số lượng lớn, khối lượng chi tiết nhỏ, thường nặng tới 5kg có trường hợp đúc cho chi tiết nặng tới 50kg giá thành cao Đúc áp lực có ưu điểm giảm thiểu dung sai, bề mặt nhẵn bóng, đảm bảo đồng chiều dày vật đúc Các loại hợp kim nhôm đúc áp lực áp dụng cho loại chi tiết cụ thể: - 380.0: thường dùng đúc hộp số - A380.0: hộp đèn đường, chi tiết phục vụ cho nha khoa - A360.0: vỏ loại nhạc cụ, chi tiết đòi hỏi độ chịu ăn mòn - 413.0: Pistong, trục khuỷu - 518.1: chi tiết hàng không, tàu thuỷ họ hợp kim 3xx (ví dụ 380, 356…) tức họ hợp Al + Si + Cu + Mg, họ hợp kim 4xx (ví dụ 413) tức họ hợp kim Al + Si, họ hợp kim 5xx (ví dụ 518) tức họ Al + Mg Trong có khác biệt nho nhỏ: chẳng hạn 380.0 – số sau có nghĩa nói hợp kim dạng đúc (cast shape) 518.1 – số sau có nghĩa dạng thỏi (ingot) Dạng Cast shape hay ingot có ý nói lên hình dạng vật liệu có thị trường mà ta đặt mua Còn với loại ký hiệu có chữ A đầu, tức …cao cấp, tạp chất 12 Đúc áp lực miêu tả sau: kim loại lỏng đưa vào khuôn áp lực tương đối lớn thong qua xylanh-pistong Áp lực lớn, tôc độ nguội nhanh, cho sản phẩm với tổ chức sít chặt, hạt nhỏ mịn làm cho tính khả chịu màimòn tăng đáng kể Khí không kịp thoát co ngót tạo nên rỗ khí-khuyết tật thường có đúc áp lực, khắc phục cách làm cho rỗ khí nhỏ, phân bố bề mặt, để gia công căt bỏ Sản phẩm đúc áp lực khó hàn sử lí nhiệt khí bị giữ lại vật đúc Nếu muốn cần công nghê đặc biệt Một điều lưu ý đúc áp lực lựa chọn vật liệu có khoảng đông đặc hẹp Có đến 85% hợp kim nhôm sử dụng để đúc áp lực hợp kim 380 vài hợp kim họ (Al + Si + Cu) Họ hợp kim có nhiều ưu điểm: tính cao, chịu ăn mòn, độ chảy loãng cao, giá thảnh rẻ Nếu yêu cầu cao khả chịu mài mòn, 360 (giảm Cu) phù hợp chí hợp kim 413 (chỉ có Al + Si) Đôi với yêu cầu thật cao khả chịu ăn mòn, hợp kim 518.0 dung hợp kim lại có độ chảy loãng thấp, khó đúc, giá thành cao Một chút phân biệt đúc áp lực: có dạng đúc áp lực buồng nóng (hot chamber) đúc áp lực buồng nguội (cold chamber) Đúc áp lực buồng nóng kim loại lỏng rót vào xilanh, sau pistong đẩy kim loại vào khuôn thong qua áp lực tương đối lớn, xilanh –pistong coi nguội Còn đúc áp lực buồng nóng xilanh – pistong đặt hệ thống lò nung nối thẳng với phận lò nấu chảy, toản xilanh – pistong đặt lò có nhiệt độ với nhiệt độ kim loại nóng chảy Đúc khuôn kim loại Đúc khuôn kim loại hay gọi đúc khuôn vĩnh cửu (permanent casting) phương pháp đúc mà tên gọi – khuôn làm kim loại giống đúc áp lực Do tuổi thọ khuôn dùng lâu, nhiều lần nên gọi khuôn vĩnh cửu Đúc khuôn kim loại phù hợp với vật đúc lớn so với đúc áp lực, khoảng 10kg, tất nhiên đặc biệt cao hơn, 20kg chí 50kg, kèm giá thành cao Đúc khuôn kim loại, lực để đẩy kim loại vào khuôn trọng lực kim loại lỏng, với yếu tố khuôn kim loại nên có tốc độ nguội nhanh Do vậy, đúc khuôn kim loại cho ta sản phẩm có tính cao, vật đúc hoàn hảo hơn, áp dụng với kim loại có độ chảy loãng cao có khả chống nứt nóng 13 Cơ tính chi tiết đúc phương pháp đúc áp lực cải thiện đãng kể kết hợp phương pháp nhiệt luyện Nếu yêu cầu cao, áp dụng phương pháp sử lí dung dịch đặc biệt nhiệt độ cao, sau hoá già tự nhiên hoá già nhân tạo Với chi tiết đúc nhỏ, đúc có tốc độ nguội nhanh không cần sử lí nhiệt nguội nhanh, tổ chức hạt nhỏ mịn, tính cao Một số loại hợp kim nhôm hay sử dụng đúc khuôn kim loại: - 366: chế tạo pistong oto - 355.0, C355.0, A357.0: hộp số, hang không, số phận tên lửa (các chi tiết yêu cầu độ bền cao) - 356.0, A356.0 Các chi tiết máy dụng cụ, bánh xe máy bay, phận máy bơm… - Một số khác dùng 296.0, 319.0, 333.0 Đúc khuôn cát, tức đề cập đến công đoạn làm khuôn cát chất phụ gia để kết dính đất sét số loại khác (xem công nghệ đúc khuôn cát) Phương pháp đúc khuôn cát truyền thống, khuôn làm với ruột (nếu có) thông qua việc rã cát (dầm chặt), với mẫu Sau dầm chặt, mẫu rút ra, để lại khoảng trống – hình dạng vật đúc cần chế tạo Sau rót kim loại vào khuôn, đông đặc, phá dỡ để thu vật đúc Trong đúc khuôn cát phát huy ưu điểm đúc chi tiết lớn, phức tạp làm ruột Đúc khuôn cát yêu cầu người thợ có trình độ khéo léo, từ khâu làm khuôn, ruột, đến rót kim loại vào khuôn Do vậy, đúc khuôn cát sử dụng không xác Đây nguyên nhân số chi tiết lớn vài chục kg yêu cầu xác nên phải đúc khuôn kim loại Đúc mẫu cháy Đúc mẫu cháy coi loại đúc khuôn cát Các kĩ sư phải thiết kế mẫu nhựa polysterene, going y hệt vật đúc Mẫu đem đặt khuôn đổ cát khô vào, đậy nilon lên trên, hút chân không Khi kim loại rót vào phần định sắn, nilon cháy, polysterene cháy kim loại điền thay vào vj trí mẫu Phần tro mẫu cháy lên mặt phần đậu ngót 14 Đúc khuôn vỏ mỏng Công nghệ làm khuôn vỏ mỏng chế tạo vật liệu sáp Sáp gia công thành mẫu giống vật đúc, sau nhúng vào hỗn hợp huyền phù gồm cát, sét, số chất phụ gia, có lớp vỏ bao bọc mẫu, nhấc mẫu ra, rắc lớp cát mịn, sấy khô lại đem nhúng lại vào hỗn hợp huyền phù, lại rắc cát mịn Làm 4-5 lần, lớp vỏ dày lhoảng 10-20mm, sấy khô, đem thiêu kết khuôn nhiệt độ 600-800 oC, sáp chảy ra, ta thu khuôn vỏ mỏng Trong công nghệ khuôn vỏ mỏng, hay gọi đúc xác mẫu sáp làm giống y vật đúc Phương pháp áp dụng cho chi tiết nhỏ, số lượng lớn Đúc li tâm dạng khác để đưa kim loại lỏng vào khuôn Khuôn làm kim loại, đặt máy đúc li tâm Khi khuôn quay tròn, hệ thống rót thiết kế sắn, rót kim loại vào khuôn Với lực quay li tâm giới hạn chiều dày vật đúc thiết kế, với hỗ trợ lực li tâm, kim loại xít chặt Tuy nhiên, đúc li tâm áp dụng cho chi tiết có dạng tròn dạng tang trống Nhưng đổi lại, có tính vật đúc cải thiện đáng kể có lực li tâm khuôn kim loại nên tổ chức nhỏ mịn Đúc liên tục phương pháp đúc áp dụng phổ biến nhà máy đặc biệt với nhà máy đúc nhôm, tính hiệu Hợp kim nhôm rót vào hệ khuôn đặc biệt: khuôn đúc có nước làm nguội, đúc sản phẩm thanh, nhôm có kich thước tuỳ ý (lên tới 200x1000mm) dây chuyền đúc liên tục dây truyền cán, dập liên tục Ngoài phương pháp khác đúc khuôn thạch cao, đúc khuôn mẫu chảy áp dụng cho hợp kim nhôm với chi tiết nêu trên, tuỳ thuộc vào tình trạng nhà máy yêu cầu khách hàng VI.HỆ THỐNG KÝ HIỆU CỦA HỢP KIM NHÔM Để ký hiệu hợp kim nhôm người ta thường dùng: Theo hệ thống phân loại Hoa Kỳ, ký tự AA (tiếng Anh: Aluminum Association) Các số sau thường là: xxxxx hợp kim nhôm biến dạng, xxx.x hợp kim nhôm cho loại đúc 1.Đối với biến dạng 15 • • • • • • • • 1xxx: Nhôm (>99,0%) 2xxx: Al-Cu, Al-Cu-Mg, 3xxx: Al-Mn 4xxx: Al-Si 5xxx: Al-Mg 6xxx: Al-Mg-Si 7xxx: Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu 8xxx: Al-các hợp kim khác 2.Đối với loại đúc: 1xx.x: Nhôm dạng thỏi dạng thương phẩm khác • 2xx.x: Al-Cu • 3xx.x: Al-Si-Mg; Al-Si-Cu • 4xx.x: Al-Si • 5xx.x: Al-Mg • 7xx.x: Al-Zn • 8xx.x: Al-Sn Theo TCVN 1659-75 quy định ký hiệu hợp kim nhôm bắt đầu Al ký hiệu hóa học nguyên tố hợp kim số % nó, hợp kim đúc sau có chữ Đ ví dụ AlCu4Mg hợp kim nhôm có chứa 4% Cu 1% Mg, với nhôm ký hiệu Al số % ví dụ Al99,Al99,5 VII.MỘT SỐ THÔNG TIN KHÁC 1.Sản xuất Ta không tìm thấy nhôm tinh khiết tự nhiên, tìm thấy nhôm kết hợp với oxygen nguyên tố khác Trong đời sống nhôm thường gọi hợp kim nhôm Trong số kim loại, nhôm vượt trội thuộc tính hình thức nhờ vào kỹ thuật sản xuất làm cho nhôm có giá cạnh tranh Nhôm sử dụng ngày nhiều nhiều ngành, thị trường lớn ngành công nghiệp ô tô bắt đầu nhận đặc tính so sánh nhôm • Quặng Bauxite nguồn nhôm chủ yếu Bauxite tán nhuyễn sàng nước để tách đất silicat, sau sấy khô trộn với bột soda nước vôi Hỗn hợp xử lý lò nấu, nén lại chuyển qua hồ lắng để tách chất bẩn Sau lọc, làm mát kết tủa, hỗn hợp lọc lần trước nung thành bột Kết ta có nhôm bột, hỗn hợp nhôm oxy 16 Bột nhôm phải qua trình xử lý hợp kim để trở thành nhôm dùng bình thường Trong lò luyện nhôm có bồn chứa cryolite (làm nóng chảy cryolite cách cho dòng điện chạy qua) Bột nhôm cho vào bồn cryolite, nung nóng, tách oxygen lắng xuống phía cryolite Chúng lọc qua phễu, đưa vào lò nấu thành thỏi chuyển qua lò gia nhiệt Hợp kim Trong lò nấu hợp kim, nhôm thỏi nấu chảy trộn với kim loại khác magnesium, silica, đồng… để tạo thành hợp kim nhôm sử dụng rộng rãi Thành phần vật lý hợp kim nhôm định kim loại bên Chẳng hạn: Manganese chống mài mòn cao Magnesium có tính hàn tốt Đồng có tính gia công cao Kẽm có độ bền cao Hỗn hợp kim loại nóng chảy đúc thành Những cắt thành khúc nhỏ theo ý muốn chúng đưa đến nhà máy để định hình Ở châu Á, đặc biệt Trung Quốc, nhiều nhà máy có lò gia nhiệt nấu phôi nhôm thành phần kim loại khác thành dài để định hình 2.Một số hợp kim nhôm thường gặp a.Đuyra Đuyra hợp kim nhôm xuất sớm Thành phần hóa học chủ yếu đura nhôm, đồng, mangan magiê Thông thường người ta sử dụng hợp kim với mã số AA2024 có thành phần (trên tổng khối lượng) 4,4%Cu, 1,5%Mg, 0,6% b.Hợp kim nhôm - silic Hợp kim nhôm- silic đúc đơn giản gồm hai cấu tử với 10 - 13%Si (AA 423.0 hay AΛ2) Theo giản đồ pha Al - Si (hình 6.6) với thành phần hợp kim có nhiệt độ chảy thấp nhất, tổ chức tinh với tính đúc tốt Tuy đúc thông thường dễ bị tổ chức tinh thô tinh thể silic thứ (trước tinh) biểu thị hình 6.7a, Si thứ thô to Si tinh dạng kim vết nứt bên trong lòng dung dịch rắn α (thực chất nhôm nguyên chất với tính thấp, σb = 130MPa, δ = 3%) Nếu qua biến tính muối Na (2/3NaF + 1/3NaCl) với tỷ lệ 0,05 - 0,08%, điểm tinh hạ thấp xuống khoảng 10 - 20oC dịch sang phải, hợp kim luôn trước tinh với tổ chức α tinh (α + Si), nhờ kết tinh với độ nguội lớn nên Si tinh nhỏ mịn (hạt tròn, nhỏ) biểu thị hình 6.7b, làm cải thiện mạnh tính, σb = 180MPa, δ = 8% 17 Hình 6.6 Góc Al giản đồ Al - Si (đường chấm chấm ứng với biến tính) Tuy nhiên với tính không đáp ứng yêu cầu thực tế nên thường sử dụng Trong thực tế thường sử dụng silumin phức tạp tức Si có thêm Mg Cu a không biến tính b có qua biến tính Hình 6.7 Tổ chức tế vi hợp kim Al - (10 - 13)%Si TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 1.vi.wikpedia.org/wiki/hop kim nhom 2.http://sites.google.com.vn/ 3.voer.edu.vn/pdf/4bac63ff/1 4.tailieu.vn/Trang chủ >Kỹ thuật-công nghệ>Cơ khí-chế tạo máy 5.tailieu.vn/Trang chủ>Luận văn-báo cáo>Khoa học tự nhiên 19 [...]... nguyên tố hợp kim cùng chỉ số % của nó, nếu là hợp kim đúc sau cùng có chữ Đ ví dụ AlCu4Mg là hợp kim nhôm có chứa 4% Cu 1% Mg, với nhôm sạch ký hiệu bằng Al và chỉ số % của nó ví dụ Al99,Al99,5 VII.MỘT SỐ THÔNG TIN KHÁC 1.Sản xuất Ta không tìm thấy nhôm tinh khiết trong tự nhiên, chỉ có thể tìm thấy nhôm kết hợp với oxygen và những nguyên tố khác Trong đời sống nhôm thường được gọi là hợp kim nhôm Trong... hẹp Có đến 85% hợp kim nhôm đang sử dụng để đúc áp lực là hợp kim 380 và một vài hợp kim cùng họ (Al + Si + Cu) Họ hợp kim này có rất nhiều ưu điểm: cơ tính cao, chịu ăn mòn, độ chảy loãng cao, giá thảnh rẻ Nếu yêu cầu cao hơn về khả năng chịu mài mòn, 360 (giảm Cu) sẽ phù hợp hơn hoặc thậm chí là hợp kim 413 (chỉ có Al + Si) Đôi khi với những yêu cầu thật cao về khả năng chịu ăn mòn, hợp kim 518.0 sẽ... dụng cho hợp kim nhôm với những chi tiết nêu trên, tuỳ thuộc vào tình trạng của nhà máy cũng như yêu cầu của khách hàng VI.HỆ THỐNG KÝ HIỆU CỦA HỢP KIM NHÔM Để ký hiệu các hợp kim nhôm người ta thường dùng: Theo hệ thống phân loại của Hoa Kỳ, các ký tự đầu tiên luôn là AA (tiếng Anh: Aluminum Association) Các số sau đó thường là: xxxxx đối với hợp kim nhôm biến dạng, và xxx.x đối với hợp kim nhôm cho... Bột nhôm được cho vào bồn cryolite, được nung nóng, tách oxygen và lắng xuống phía dưới cryolite Chúng được lọc qua phễu, đưa vào lò nấu thành thỏi hoặc chuyển qua lò gia nhiệt Hợp kim Trong lò nấu hợp kim, nhôm thỏi được nấu chảy và trộn với kim loại khác như magnesium, silica, đồng… để tạo thành hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi Thành phần vật lý của hợp kim nhôm này được quyết định bởi các kim. .. 413.0: Pistong, trục khuỷu - 518.1: các chi tiết trong hàng không, tàu thuỷ họ hợp kim 3xx (ví dụ 380, 356…) tức họ hợp Al + Si + Cu + Mg, họ hợp kim 4xx (ví dụ 413) tức họ hợp kim Al + Si, họ hợp kim 5xx (ví dụ 518) tức họ Al + Mg Trong khi đó có sự khác biệt nho nhỏ: chẳng hạn 380.0 – số 0 sau cùng có nghĩa nói rằng hợp kim ở dạng đúc (cast shape) còn như 518.1 – số 1 sau cùng có nghĩa là dạng thỏi... sớm Thành phần hóa học chủ yếu của đura là nhôm, đồng, mangan và magiê Thông thường người ta sử dụng hợp kim với mã số AA2024 có thành phần (trên tổng khối lượng) là 4,4%Cu, 1,5%Mg, 0,6% b .Hợp kim nhôm - silic Hợp kim nhôm- silic đúc đơn giản chỉ gồm hai cấu tử với 10 - 13%Si (AA 423.0 hay AΛ2) Theo giản đồ pha Al - Si (hình 6.6) với thành phần như vậy hợp kim có nhiệt độ chảy thấp nhất, tổ chức hầu... có độ bền cao Hỗn hợp kim loại nóng chảy được đúc thành cây Những cây này có thể được cắt thành từng khúc nhỏ theo ý muốn và chúng được đưa đến các nhà máy để định hình Ở châu Á, đặc biệt là Trung Quốc, nhiều nhà máy có lò gia nhiệt nấu phôi nhôm cùng các thành phần kim loại khác thành cây dài để định hình 2.Một số hợp kim nhôm thường gặp a.Đuyra Đuyra là một trong các hợp kim của nhôm và xuất hiện... trộn với bột soda và nước vôi Hỗn hợp này được xử lý trong lò nấu, được nén lại và chuyển qua hồ lắng để tách chất bẩn Sau khi lọc, làm mát và kết tủa, hỗn hợp này được lọc một lần nữa trước khi được nung thành bột Kết quả là ta có nhôm bột, hỗn hợp của nhôm và oxy 16 Bột nhôm phải qua quá trình xử lý hợp kim để trở thành nhôm được dùng bình thường Trong lò luyện nhôm có bồn chứa cryolite (làm nóng... Dưới đây xin đưa ra một số phương pháp đúc nhôm được áp dụng trên thế giới: Đúc áp lực Trong đúc áp lực, hợp kim nhôm được sử dụng nhiều nhất so với tất cả các loại hợp kim khác Chỉ tính riêng ở Mỹ, hàng năm nhôm đúc áp lực trị giá lên tới 2.5 tỷ đôla Riêng nhôm đúc áp lực chiếm tỷ phần gấp đôi so với tất cả các phương pháp khác gộp lại Đúc áp lực rất phù hợp với đúc hang loạt số lượng lớn, khối lượng... là: Giá thành và tính khả thi Xét về tính khả thi, rất nhiều loại hợp kim nhôm có thể đúc bằng nhiều phương pháp khác nhau, tuy nhiên, dựa trên kích thước và thiết kế sẽ lựa chọn được một phương pháp đúc phù hợp nhất Thông thường các khuôn kim loại nặng gấp từ 10 đến 100 lần so với vật đúc, do vậy các chi tiết lớn được đúc bằng khuôn cát phù hợp hơn là đúc bằng khuôn kim loại hoặc đúc áp lực Các chi