Mõõtmeliselt Stabiilsed Alumiiniumkomponendid Peaaegu Kõigi Geomeetriate Jaoks

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Alumiiniumkomponente kasutatakse üha rohkemates kasutusvaldkondades: pakkimismasinates ja automaatikasüsteemides, elektrotehnikas, sõidukite ja õhusõidukite ehitamisel või päikese- ja pooljuhtide tööstuses kõrge vaakumi korral. Selle põhjused on ilmsed: alumiiniumil on väike kaal, kõrge stabiilsus, väga hea soojus- ja elektrijuhtivus ning parimad ringlussevõtu omadused. Lisaks on optimaalsed pinnaomadused, voolavusjõud ja töödeldavus, eriti valatud plaatide valmistamise protsessis

Ehituses kasutatavate materjalide tugevus ja voolavus on suure tähtsusega. Kuna alumiinium on puhtal kujul väga pehme ja plastiline, muudetakse selle mehaanilisi omadusi legeerimise teel, optimeerides seda selle kasutamiseks. Konstruktsioonides kasutatakse sageli sulameid AlMgMn või AlZnMg. AlZnMg tugevus on võrreldav terasega, kuid märkimisväärselt madalam tihedus (1/3 terasest).

Seminari nipp

Kergete ehitusmaterjalide seminaril õpetatakse kergete konstruktsioonide meetodeid, projekteerimispõhimõtteid ja ehitusmeetodeid. Osalejad saavad ülevaate erinevatest kergekaalulistest materjalidest, õpivad tundma materjalide valiku kriteeriume ja õpivad tundma erinevate materjalide eeliseid, puudusi ja riske.

Saadaval on klotsi paksused kuni 1100 mm

Valusulamit EN AW 5083 (AlMg4.5Mn) kasutatakse kõige sagedamini praktilistes rakendustes. See sulam on saadaval kõigil tavalistel kuni väga suurtel mõõtmetel. Saadaval on plokkide paksused kuni 1100 mm, samuti lehed laiusega kuni 2800 mm ja pikkused kuni 6000 mm. Kogenud disainerid kasutavad neid mõõtmeid hea meelega oma kujunduse alusena, et säästa käitlemist, mehaanilist töötlemist ja seega kulusid hiljem. Kuid ka terviklikuks töötlemiseks mõlemalt küljelt saetud lõikeplokid töödeldakse eelistatavalt vormi ja tööriistade valmistamisel.

Valusulami EN AW-7021 (Al Zn5.5Mg1.5) iseloomustab tõmbetugevus kuni 410 MPa ning elastsuspiiri kuni 360 MPa. Seda materjali kasutatakse rakendustes, kus mehaanilistele omadustele on seatud kõrged nõudmised koos suurepäraste mehaaniliste omaduste ja materjali stabiilsusega.

Pildigalerii

Tagage mõõtmete stabiilsus

Valatud plaatide mehaanilised omadused optimeeritakse tooraine, st alumiiniumi valuploki kuumtöötlemisel. Alimex vähendab termotöötluse abil varraste pingeid. Selle tulemusel on neil püsivad mehaanilised omadused. See on eriti oluline rakenduste puhul, mis seavad kõrged nõudmised mõõtmete stabiilsusele ja komponentide rangete mõõtmehälvete järgimisele. Alimex GmbH, mis asub Willichis, on lõõmutamistehnoloogia liider. Ta töötleb algmaterjali oma lõõmutussaalis ja kasutab seda siis valatud alumiiniumist plaatide tootmiseks ja toorikute blokeerimiseks. Vastupidiselt valtsitud plaatidele toodavad neid lintsaed ja ketassaed.

Valmistamiseks sobivad valtsitud plaadid ja valatud plaadid

Mõlemat tüüpi plaadid on sobivad, et alumiiniumi komponendid: valtsitud plaadid on tavaliselt kõrgem tugevusi ja parem deformatsiooniomaduste tõttu kasutusele moodustavad energia, samas enamus plaadidpakuvad paremat mõõtmete stabiilsust töötlemise ajal, aga ka paksemaid ja suuremaid mõõtmeid, mis on muu hulgas eeliseks tahkete materjalide komponentide valmistamisel. See tähendab, et keevitustöid ja vastavalt ka keevitusõmblusi saab ära hoida. Alumiiniumkomponendid, sõltumata sellest, millisest plaadist need on valmistatud, pakuvad täiendavaid eeliseid, näiteks ühilduvus toiduga, kõrge soojus- ja elektrijuhtivus ning pärast sobivat töötlemist tugev korrosioonikindlus. Enamikku valatud sulameid saab ka väga hästi lihvida ja need sobivad struktuuriliseks söövitamiseks.

Kontrollitav kaitsekiht parandab alumiiniumi omadusi

Alumiiniumil on looduslik kaitsekiht (kuni 0,5 µm), mis tekib normaalses atmosfääris oksüdeerumise teel, kuid mida ründavad happelised ja aluselised lahused. Sellel oksiidikihil on madal juhtivus ja see takistab korrosiooniprotsesse. Eeldused on masina- ja sisseseadeehituses paljudes tavapärastes rakendustes piisavad. Anodeerimisega (kaitsev anodeerimine) loob Alimex kontrollitud kaitsekihi (loodusliku oksüdatsiooni kihi paksus 50–5000 korda), mis parandab alumiiniumi omadusi ja kaitseb materjali. See kiht on läbipaistev, kuid seda saab värvida trükiprotsesside või värvivannide abil.

Eristatakse pehmet ja kõva anodeeritud. Soft-Eloxal muudab pinna kulumiskindlamaks, keemiliste ainete suhtes vastupidavamaks ja kaitseb korrosiooni eest. Seda kasutatakse sageli dekoratiivsetel eesmärkidel, kuna orgaanilisi või elektrolüütilisi värve kasutades on võimalik saada muid värve.

Kõva anodeerimist kasutatakse tehniliste pindade jaoks, kui pinna funktsioon ei ole nii oluline ja komponente tuleb kaitsta näiteks libiseva hõõrdumise eest.

Alumiiniumi saab karastada ja kaitsta kattekihtidega, näiteks galvaanimis-, kroomimis-, dispersioon-, pulbervärvimis- ja vedelikkattega või termopihustamisega. Alumiiniumkomponentide pinda saab ka lihvida, harjata või poleerida. Neid protsesse kasutatakse sageli kirjeldatud kaitsekihi protsesside eelstaadiumina.

Funktsionaalsed kaitsekihid

Alumiiniumkomponente kasutatakse moodulite, süsteemide ja masinate projekteerimisel automatiseerimiseks, kui kaal tuleb kokku hoida. Näiteks transporditööstus asendab terast. See võib põhjustada vähem liikuvaid masse ja seetõttu väiksemat ajami võimsust või suuremat kiirust.

Masinaehituses muudetakse taimed asendamise kaudu energiasäästlikumaks, suurendades sellega tsüklite sagedust ja vähendades ühikukulusid. Alumiiniumist valmistatud liikuvaid või pöörlevaid masinaosasid saab nende süsteemides kiiremini ja hõlpsamini juhtida. Alumiiniumkomponentide mehaanilise töötlemise / tootmisega on töötlemise ajad oluliselt lühemad kui teiste materjalide puhul. See lühendab masina valmistamise aega. Lisaks on tööriistade kulumine madalam, mis säästab ka kulusid.

Meditsiinitehnoloogias ei ole alumiinium mitte ainult väikese kaalu tõttu, vaid ka seetõttu, et pinnad on kergesti kaitstavad, näiteks keemilise nikli abil. Oma osa mängivad ka mehaaniline töötlemine ning materjali jahutus- või kuumutusvõime. Meditsiinitööstuse arvukates rakendustes on oluline ka masinate või mõõteseadmete visuaalselt täiuslik pind. Neid nõudeid saab täita kahe EN-AW 5083 ja EN-AW 5754 seeria valatud sulamiga. Meil on õnnestunud luua parima kvaliteediga optiliste anodeerimise nõuded. Alumiiniumkomponente kasutatakse sageli ka päikeseekraanide ja pooljuhtide tööstuses.

* * Diplom-Ing. Annedore Bose-Munde, äri- ja tehnoloogiaalane ajakirjanik