Методы и способы плавления алюминия на производстве и в домашних условиях

Алюминий и его сплавы используются почти во всех сферах промышленности, а также в процессе изготовления предметов домашнего обихода. В условиях комнатной температуры на алюминии образуется тонкая пленка окиси (А12O3), прочно защищающая его от последующего окисления. Время окисления алюминия с ростом температуры резко увеличивается. Именно по этой причине в процессе плавки алюминия и его сплавов в плавильных печах поверхность расплавляемого материала и зеркало ванны очень быстро покрывается пленкой окиси.

Печи для плавки алюминия

Зачастую в производстве вторичного алюминия используют отражательные (подовые) печи. Такой тип печей для плавки алюминия отличается большим количеством модификаций. Однако все они приспособлены под стандартную отражательную печь, под специальные условия работы и особую шихту.
Не меньшей популярность пользуются и тигельные печи, в особенностях, на малых производствах.
Производства вторичного алюминия часто используют в качестве плавильных печей роторные печи, в особенности для того, чтобы переплавить лом с высокой удельной поверхностью, к примеру, алюминиевую стружку, а также очень грязный алюминиевый лом.

Всех производителей вторичного алюминия делят на две категории:

• компании, создающие литейные сплавы для изготовителей алюминиевых отливок
• компании, создающие алюминий для раскисления стали. 

Обе категории компаний используют в качестве сырья «старый» лом и производственные отходы литейных заводов. На таких заводах помимо введения легирующих составляющих для доводки определенного сплава используют оснащение для очистки алюминиевого расплава и ликвидации нежелательных химических элементов и прочих примесей. Роторными плавильными печами пользуются именно эти переработчики алюминиевого лома.
Плавление алюминия на литейных предприятиях, которые занимаются производством алюминиевых отливок из вторичного литейного алюминия, осуществляется главным образом в тигельных печах – газовых и электрических, индукционных и сопротивления, и для плавки, и для выдержки алюминия, а также для разливки алюминиевого расплава в подготовленные формы.

Температура плавления окиси алюминия составляет примерно 2050° С, что почти в три раза выше, чем градус плавления алюминия металлического.
На сегодняшний день наиболее популярной является плавка алюминия в пламенных отражательных печах, которые работают на углеродистом топливе, и в электрических печах. В ходе плавки алюминия в отражательных пламенных печах и в камерных электропечах сопротивления прогрев обособленных кусков садки стартует в области самых высоких температур, т. е. в верхней части. В тоже время поверхность садки с большой скоростью окисляется и поглощает много газов.
Внутри канальной индукционной электропечи расплавление кусков алюминия осуществляется в области наивысших температур под слоем жидкого металла, поверхность которого накрыта пленкой окиси алюминия. Области наивысших температур в канальных электропечах расположена в узком канале и в прилегающих к нему частях шихты.
Металл на поверхности шахты имеет самую низкую температуру, вследствие чего получившиеся отливки из канальных электропечей, имеют в своем составе более низкое количество окислов, чем отливки из печей других видов. Таким же преимуществом отличаются тигельные индукционные электропечи, в которых по технологическим требованиям в тигле по окончанию каждой плавки остается некоторое количество жидкого металла, примерно 20—35% от емкости тигля печи.
Важное свойство жидкого алюминия и его сплавов заключается в его способности поглощать газы, в особенности водород. В пламенных печах много водорода собирается в топочных газах. Помимо этого, в плавильные печи всех видов его можно внести сырой шихтой.
Жидкий алюминий является хорошим растворителем для многих металлов, к примеру, железа. При этом образуются хрупкие соединения FeAl2 и Fe2Al7, которые снижают качество отливок.

Плавление алюминия в домашних условиях

Очень печально, если в доме выходят из строя маленькие, но важные функциональные составляющие, к примеру, направляющие рольставен или раздвижных дверей (могут лопнуть), фурнитура и прочее. Чаще всего такие элементы создают из алюминия. Искать им замену проблематично, а иногда ликвидировать поломку в функционале двери или окна нужно немедленно, хотя бы временно. Если вы имеете опыт паяния, но большую часть поломок алюминиевой фурнитуры или профиля можно устранить самостоятельно.

Основная проблема – это получение рабочего материала, то есть расплавленного алюминия, при помощи которого будет осуществляться пайка сломанных деталей.
Многие не знают, какая температура плавления алюминия. Она составляет около 660 градусов. Стандартная газовая плита не способна разогреть металл до такой температуры. Что же делать?
Для начала необходимо приобрести алюминиевую чушку, но можно и использовать обрезки старого профиля. Чтобы расплавить алюминий понадобится портативная газовая горелка или паяльная лампа. Разные модели этих устройств способны дать температуру в пределах 1000 – 1300 градусов.
Подготовленный материал нужно положить в тугоплавкую емкость, к примеру, из нержавеющей стали. Кроме этого, нужна прокаленная стальная пластина или еще одна емкость, в которую мы будем выливать расплавленный металл.
Последовательность работы:

• создание небольшого «колодца». Сверху нужно будет поставить емкость для плавки
• розжиг костра в «колодце». Это необходимо для поддержания тары в нагретом состоянии, после использования горелки. Также костер поможет прогреть алюминий снизу
• после образования жарких углей можно установить емкость с алюминием. Время плавления алюминия таким образом составляет примерно 15 – 20 минут. Тут же вы можете оставить прогреваться и вторую емкость или пластину
• далее нужно включить газовую горелку на максимум и греть алюминий сверху
• плавка металла начинается почти мгновенно, но цель еще не получена. Главная задача – получение однородного прогрева. Чтобы этого добиться нужно периодически встряхивать емкость
• в процессе плавки образуется оксид алюминия, формирующий окалину
• после этого расплавленный металл нужно вылить на прокаленную стальную поверхность, аккуратно, чтобы не высыпалась окалина. Теперь расплавленный алюминий готов к дальнейшей работе.

Плотность алюминия при 20°С

Степень чистоты, %	99,25	99,40	99,75	99.97	99,996	99.9998
Плотность при 20°С, г/см3	2,727	2,706	2,703	2,6996	2,6989	2,69808

Плотность расплавленного алюминия при 1000°С

Степень чистоты, %	99,25	99.40	99.75
Плотность, г/см3	2,311	2,291	2,289

Зависимисть температуры плавления алюминия от чистоты

Степень чистоты, %	99,2	99,5	99,6	99,97	99,996
Температура плавления, °С	657	658	659,7	659,8	660,24

Как расплавить алюминий в цветочном горшке

Температура плавления алюминия составляет 660 градусов цельсия, т. е. его можно расплавить в домашних условиях. Конечно, не на газовой плите, а с помощью мини-плавильной печи, изготовленной своими руками из самых простых материалов и изделий, которые есть почти в каждом доме.

Понадобится

Следует заранее подготовиться к предстоящей работе и собрать следующие материалы и предметы:

• цветочный горшок с поддоном;
  
• жестяную банку;
  
• газовую горелку;
  
• алюминиевый лом;
  
• пару кирпичей.

Чтобы сделать элементы мини-плавильной печи, контролировать процесс плавления и отливки, нам нужна будет дрель с набором сверл, дремель с насадками, отвертка, клещи и стальная форма для отливки.

Процесс изготовления элементов печи

Как в заводских, так и в самодельных плавильных печах одну из главных функций несет футеровка, удерживая тепловую энергию внутри себя, и с помощью которой расплавляется металл в тигле.
Мы в качестве футеровки выбираем цветочный горшок – керамический или глиняный. Оба этих материала имеют низкий коэффициент теплопроводности и поэтому они в состоянии выполнять функции футеровки.
Только в нижней части горшка сбоку необходимо проделать отверстие для подвода тепловой энергии к размещенному внутри тиглю. В качестве крышки используем поддон, который идет в комплекте с горшком.

Теперь приступаем непосредственно к работе. Маркером наносим контур отверстия внизу горшка, в который будет вставляться газовая горелка.
С помощью дрели начинаем высверливать отверстие вначале тонким сверлом, чтобы задать направление, затем средним по диаметру и, наконец, большим.

Далее для доводки отверстия до нужной формы и диаметра используем пневматический дремель с фрезой. Мелкую пыль отсасываем пылесосом.

Примеряем головку газовой горелки и убеждаемся, что отверстие, вполне подходящее для этого.

Из обыкновенной жестяной банки делаем тигель. Для этого дремелем с режущим диском удаляем буртик, который будет мешать выливаться расплавленному металлу в форму. Также снимаем с банки бумажную наклейку.

Процесс сборки печи

Наполняем импровизированный тигель алюминиевым ломом и ставим его в центр цветочного горшка с отверстием на боку, который, в свою очередь, установлен на обычный красный кирпич.


В отверстие в горшке устанавливаем головку газовой горелки, под которую для обеспечения горизонтальности, также укладываем обыкновенный кирпич.
Газовая горелка посредством шланга подсоединена к баллону с горючим газом, например, пропаном.

Процесс плавления металла

Открываем кран на горелке и поджигаем газ, выходящий из головки. Вставляем головку в отверстие горшка и регулируем пламя по направлению и интенсивности.

После этого накрываем горшок с тиглем, заполненным алюминиевым ломом, поддоном, выполняющим функцию крышки.


Процесс плавления продолжаем до тех пор, пока весь лом не перейдет в жидкое состояние. Перед завершением плавки, сняв крышку, с помощью отвертки с поверхности расплавленного металла удаляем шлак и загрязнения.
Выключаем подачу газа и вынимаем горелку из отверстия.

Процесс отливки алюминия

Заранее рядом с плавильной печью устанавливаем на огнеупорную подставку форму для отливки, выполненную из стали.
Захватываем клещами край консервной банки с расплавленным внутри алюминием и выливаем содержимое в форму.


Даем металлу некоторое время для того, чтобы он полностью остыл и закристаллизовался в форме.
После этого захватываем форму клещами и вытряхиваем отливку в металлическое корытце.
Убеждаемся, что отливка имеет правильную прямоугольную форму, плотную равномерную структуру поверхности без включений и дефектов.
Наша самодельная плавильная печь также в порядке, не считая термических трещин в горшке от высокой температуры.

Смотрите видео

особенности процесса, при какой температуре проходит плавка

Одним из наиболее распространенных металлов является алюминий. Он применяется при изготовлении различных изделий на протяжении последних нескольких столетий. Кроме этого, алюминий применяется в качестве легирующего элемента при изготовлении самых различных сплавов. Довольно частым вопросом можно назвать то, как в домашних условиях плавить алюминий. Популярность этого материала можно связать с относительно низкой температурой плавления, которая позволяет проводить плавку в домашних условиях. Рассмотрим особенности этого материала подробнее.

Характеристики алюминия

Для проведения работ в домашних условиях не нужно знать все свойства рассматриваемого материала, но некоторые имеют значение. В качестве примера укажем, что температура плавления алюминия в домашних условиях составляет 660 градусов Цельсия. Нагреть материал до этой температуры можно и без применения специального оборудования.

Среди особенности процесса плавления в домашних условиях отметим такие моменты:

• Несмотря на низкую температуру, при которой происходит изменение агрегатного состояния, провести расплавление на домашней плите не получится. Это связано с тем, что бытовые приборы не могут нагревать среду до 600 градусов Цельсия. Как правило, для плавки используется печь.
• Немного понизить температуру плавления можно. Для этого сырье растирается в порошок. В продаже также можно встретить порошковый продукт, готовый к применению.
• Алюминий может при соединении с кислородом окислиться. Температура плавления после окисления повышается в несколько раз, и провести плавку в домашних условиях будет невозможно.

Часто можно встретить ситуацию, когда при добавлении сырья в расплавленный металл попадает вода. Это может привести к своеобразному взрыву. Поэтому если нужно добавить еще сырья, то оно должно быть сухим.

Подбор подходящего сырья

Из-за достаточно большого количества проблем, которые возникают при плавке алюминия в домашних условиях в случае использования в качестве сырья порошка, нагреву подвергают алюминиевую чушку или проволоку. При этом проволоку можно приобрести по относительно невысокой цене, после чего ее нарезают и спрессовывают для уменьшения площади контакта с воздухом.

Если плавка проводится для получения заготовки или изделия невысокого качества, то можно в качестве сырья использовать лом, например консервные банки или обрезки алюминиевого профиля. Для упрощения процесса плавки лом также следует нарезать на небольшие части.

При поиске сырья многие обращают внимание на то, что оно может быть окрашено или иметь другие лишние составляющие. В процессе нагрева все посторонние примеси, как правило, уходят в виде шлака. Однако лакокрасочные и другие химические вещества во время горения могут стать причиной выделения токсичных паров, что следует учитывать при проведении работ.

За отвод вредных примесей с состава отвечают различные флюсы. Рекомендуется приобретать их в специализированном магазине в готовом виде, но при необходимости можно соорудить самостоятельно. Флюс состоит из 10% криолита и 45% хлорида калия и натрия.

Проведение плавки в муфельной печи

Муфельная печь позволяет существенно упростить процесс плавки, при ее применении можно получить металл высокого качества. Как и в других случаях, в рассматриваемом следует обязательно использовать флюс для отведения вредных примесей. Рассматривая то, как расплавить алюминий в домашних условиях, уделим внимание пошаговой инструкции:

1. Выполняется расплавление флюса. Рекомендуемое количество этого вещества — от 2 до 5% от веса алюминия, который будет использоваться в качестве сырья. После расплавки флюса доставляется лом.
2. Плавка алюминия проводится при температуре 700 градусов Целься. При нагреве до подобного показателя металл начинает светиться красным цветом.
3. Не стоит забывать о том, что при плавке существенно уменьшается объем применяемого сырья.
4. Флюс, при необходимости, добавляется и в конце процесса. Количество вещества — 0,25% от веса металла в печи.
5. При получении сплава, похожего на одну большую каплю, тигель немного держат при высокой температуре для повышения степени текучести.
6. Завершающим этапом становится заливка расплавленного металла в форму, после чего ему дают остыть.

Стоит учитывать, что для проведения процесса плавки требуется тигель с носиком из тугоплавкого материала, выдерживающим сильный нагрев. В продаже встречаются кварцевые, фарфоровые, стальные, чугунные и другие тигли. Литейная форма, как правило, изготавливается из скульптурного гипса, который выдерживает сильный нагрев, но при этом довольно хрупкий и не прилипает к металлу во время его остывания и затвердевания.

Алюминий — свойства, харакретистики, обзорная статья

Алюминий – это пластичный и лёгкий металл белого цвета, покрытый серебристой матовой оксидной плёнкой. В периодической системе Д. И. Менделеева этот химический элемент обозначается, как Al (Aluminium) и находится в главной подгруппе III группы, третьего периода, под атомным номером 13. Купить алюминий вы можете на нашем сайте.

История открытия

В 16 веке знаменитый Парацельс сделал первый шаг к добыче алюминия. Из квасцов он выделил «квасцовую землю», которая содержала оксид неизвестного тогда металла. В 18 веке к этому эксперименту вернулся немецкий химик Андреас Маргграф. Оксид алюминия он назвал «alumina», что на латинском языке означает «вяжущий». На тот момент металл не пользовался популярностью, так как не был найден в чистом виде.
Долгие годы выделить чистый алюминий пытались английские, датские и немецкие учёные. В 1855 году в Париже на Всемирной выставке металл алюминий произвёл фурор. Из него делали только предметы роскоши и ювелирные украшения, так как металл был достаточно дорогим. В конце 19 века появился более современный и дешёвый метод получения алюминия. В 1911 году в Дюрене выпустили первую партию дюралюминия, названного в честь города. В 1919 из этого материала был создан первый самолёт.

Физические свойства

Металл алюминий характеризуется высокой электропроводностью, теплопроводностью, стойкостью к коррозии и морозу, пластичностью. Он хорошо поддаётся штамповке, ковке, волочению, прокатке. Алюминий хорошо сваривается различными видами сварки. Важным свойством является малая плотность около 2,7 г/см³. Температура плавления составляет около 660°С.
Механические, физико-химические и технологические свойства алюминия зависят от наличия и количества примесей, которые ухудшают свойства чистого металла. Основные естественные примеси – это кремний, железо, цинк, титан и медь.

По степени очистки различают алюминий высокой и технической чистоты.  Практическое различие заключается в отличии коррозионной устойчивости к некоторым средам. Чем чище металл, тем он дороже. Технический алюминий используется для изготовления сплавов, проката и кабельно-проводниковой продукции. Металл высокой чистоты применяют в специальных целях.
По показателю электропроводности алюминий уступает только золоту, серебру и меди. А сочетание малой плотности и высокой электропроводности позволяет конкурировать в сфере кабельно-проводниковой продукции с медью. Длительный отжиг улучшает электропроводность, а нагартовка ухудшает.

Теплопроводность алюминия повышается с увеличением чистоты металла. Примеси марганца, магния и меди снижают это свойство. По показателю теплопроводности алюминий проигрывает только меди и серебру. Благодаря этому свойству металл применяется в теплообменниках и радиаторах охлаждения.
Алюминий обладает высокой удельной теплоёмкостью и теплотой плавления. Эти показатели значительно больше, чем у большинства металлов. Чем выше степень чистоты алюминия, тем больше он способен отражать свет от поверхности. Металл хорошо полируется и анодируется.

Алюминий имеет большое сродство к кислороду и покрывается на воздухе тонкой прочной плёнкой оксида алюминия. Эта плёнка защищает металл от последующего окисления и обеспечивает его хорошие антикоррозионные свойства. Алюминий обладает стойкостью к атмосферной коррозии, морской и пресной воде, практически не вступает во взаимодействия с органическими кислотами, концентрированной или разбавленной азотной кислотой.

Химические свойства

Алюминий — это достаточно активный амфотерный металл. При обычных условиях прочная оксидная плёнка определяет его стойкость. Если разрушить оксидную плёнку, алюминий выступает как активный металл-восстановитель. В мелкораздробленном состоянии и при высокой температуре металл взаимодействует с кислородом. При нагревании происходят реакции с серой, фосфором, азотом, углеродом, йодом. При обычных условиях металл взаимодействует с хлором и бромом. С водородом реакции не происходит. С металлами алюминий образует сплавы, содержащие интерметаллические соединения – алюминиды.

При условии очищения от оксидной пленки, происходит энергичное взаимодействие с водой. Легко протекают реакции с разбавленными кислотами. Реакции с концентрированной азотной и серной кислотой происходят при нагревании. Алюминий легко реагирует со щелочами. Практическое применение в металлургии нашло свойство восстанавливать металлы из оксидов и солей – реакции алюминотермии.

Получение

Алюминий находится на первом месте среди металлов и на третьем среди всех элементов по распространённости в земной коре. Приблизительно 8% массы земной коры составляет именно этот металл. Алюминий содержится в тканях животных и растений в качестве микроэлемента. В природе он встречается в связанном виде в форме горных пород, минералов.  Каменная оболочка земли, находящаяся в основе континентов, формируется именно алюмосиликатами и силикатами.

Алюмосиликаты – это минералы, образовавшиеся в результате вулканических процессов в соответствующих условиях высоких температур. При разрушении алюмосиликатов первичного происхождения (полевые шпаты) сформировались разнообразные вторичные породы с более высоким содержанием алюминия (алуниты, каолины, бокситы, нефелины). В состав вторичных пород алюминий входит в виде гидроокисей или гидросиликатов. Однако не каждая алюминийсодержащая порода может быть сырьём для глинозёма – продукта, из которого при помощи метода электролиза получают алюминий.

Наиболее часто алюминий получают из бокситов. Залежи этого минерала распространены в странах тропического и субтропического пояса. В России также применяются нефелиновые руды, месторождения которых располагаются в Кемеровской области и на Кольском полуострове. При добыче алюминия из нефелинов попутно также получают поташ, кальцинированную соду, цемент и удобрения.

В бокситах содержится 40-60% глинозёма. Также в составе имеются оксид железа, диоксид титана, кремнезём. Для выделения чистого глинозёма используют процесс Байера. В автоклаве руду нагревают с едким натром, охлаждают, отделяют от жидкости «красный шлам» (твёрдый осадок). После осаждают гидроокись алюминия из полученного раствора и прокаливают её для получения чистого глинозёма. Глинозём должен соответствовать высоким стандартам по чистоте и размеру частиц.

Из добытой и обогащённой руды извлекают глинозём (оксид алюминия). Затем методом электролиза глинозём превращают в алюминий. Заключительным этапом является восстановление процессом Холла-Эру. Процесс заключается в следующем: при электролизе раствора глинозёма в расплавленном криолите происходит выделение алюминия. Катодом служит дно электролизной ванны, а анодом – угольные бруски, находящиеся в криолите. Расплавленный алюминий осаждается под раствором криолита с 3-5% глинозёма. Температура процесса поднимается до 950°С, что намного превышает температуру плавления самого алюминия (660°С). Глубокую очистку алюминия проводят зонной плавкой или дистилляцией его через субфторид.

Применение

Алюминий применяется в металлургии в качестве основы для сплавов (дуралюмин, силумин) и легирующего элемента (сплавы на основе меди, железа, магния, никеля). Сплавы алюминия используются в быту, в архитектуре и строительстве, в судостроении и автомобилестроении, а также в космической и авиационной технике. Алюминий применяется при производстве взрывчатых веществ. Анодированный алюминий (покрытый окрашенными плёнками из оксида алюминия) применяют для изготовления бижутерии. Также металл используется в электротехнике.

Рассмотрим, как используют различные изделия из алюминия.

Алюминиевая лента представляет собой тонкую алюминиевую полосу толщиной 0,3-2 мм, шириной 50-1250 мм, которая поставляется в рулонах. Используется лента в пищевой, лёгкой, холодильной промышленности для изготовления охлаждающих элементов и радиаторов.

Круглая алюминиевая проволока применяется для изготовления кабелей и проводов для электротехнических целей, а прямоугольная для обмоточных проводов.

Алюминиевые трубы отличаются долговечностью и стойкостью в условиях сельских и городских промышленных районов. Применяются они в отделочных работах, дорожном строительстве, конструкции автомобилей, самолётов и судов, производстве радиаторов, трубопроводов и бензобаков, монтаже систем отопления, магистральных трубопроводов, газопроводов, водопроводов.

Алюминиевые втулки характеризуются простотой в обработке, монтаже и эксплуатации. Используются они для концевого соединения металлических тросов.

Алюминиевый круг — это сплошной профиль круглого сечения. Используется это изделие для изготовления различных конструкций.

Алюминиевый пруток применяется для изготовления гаек, болтов, валов, крепежных элементов и шпинделей.
Около 3 мг алюминия каждый день поступает в организм человека с продуктами питания. Больше всего металла в овсянке, горохе, пшенице, рисе. Учёными установлено, что он способствует процессам регенерации, стимулирует развитие и рост тканей, оказывает влияние на активность пищеварительных желёз и ферментов.

Алюминиевый лист

Алюминиевая плита

Алюминиевые чушки

Алюминиевые уголки

Алюминиевая проволока

При использовании алюминиевой посуды в быту необходимо помнить, что хранить и нагревать в ней можно исключительно нейтральные жидкости. Если же в такой посуде готовить, к примеру, кислые щи, то алюминий поступит в еду, и она будет иметь неприятный «металлический» привкус.

Алюминий входит в состав лекарственных препаратов, используемых при заболеваниях почек и желудочно-кишечного тракта.

Алюминиевые сплавы: маркировка, свойства, классификация

Алюминиевые сплавы популярны в различных сферах. Металл и смеси на его основе входят в топ-5 самых распространённых на земле. При изготовлении деталей, проводов или корпусов из этого материала важно понимать, какие виды сплавов алюминия существуют и как они классифицируются.

Алюминиевые сплавы

Характеристика алюминия

Чтобы понимать, какие свойства имеют сплавы алюминия, нужно знать характеристики основного материала. Он представляет собой лёгкий и блестящий металл. Алюминий хорошо проводит тепло и электричество благодаря чему из него изготавливают провода и различные радиодетали. Из-за низкой температуры плавления его не используют в сильно нагревающихся конструкциях.

Сверху алюминий защищён оксидной плёнкой, которая защищает материал от разрушительного воздействия факторов окружающей среды. В природе этот металл содержится в составе горных пород. Чтобы улучшить характеристики алюминия, к нему добавляют другие материалы и получаются более качественные смеси.

Состав алюминия и его сплавов обуславливает характеристики готовых изделий. Чаще всего, к этому металлу добавляют медь, марганец и магний.

Температура плавления алюминия — 660 градусов по Цельсию. По сравнению с другими металлами это низкий показатель, который ограничивает область применения металла. Чтобы повысить его жаростойкость, к нему добавляют железо. Дополнительно в состав сплава добавляется марганец и магний. Эти компоненты повышают прочность готового состава. В итоге получается сплав известный под названием «дюралюминий».

Отдельно нужно поговорить о том, как магний влияет на характеристики сплава:

1. Алюминиевый сплав с большим количеством магния будет обладать высоким показателем прочности. Однако его коррозийная устойчивость значительно снизится.
2. Оптимальное количество магния в составе — 6%. Таким образом можно избежать покрытия поверхностей ржавчиной и появления трещин при активной эксплуатации.

Смесь марганца с алюминием позволяет получить материал, который невозможно обрабатывать термическим методом. Закалка не будет изменять структуру металла и его характеристики.

Чтобы добиться максимальных показателей прочности не в убыток коррозийной устойчивости, изготавливаются смеси из алюминия, цинка и магния. Особенности сплава:

1. Повысить показатель прочности можно с помощью термической обработки.
2. Нельзя пропускать через заготовки из этой смеси электричество. Связано это с тем, что после пропускания тока ухудшится устойчивость к коррозийным процессам.
3. Чтобы повысить устойчивость к образованию и развитию коррозии, в алюминиевый сплав добавляется медь.

Также к основному материалу может добавляться железо, титан или кремний. От новых компонентов изменяется температура плавления, показатель прочности, текучесть, пластичность, электропроводность и коррозийная устойчивость.

Плавление алюминия

Производство алюминия

В природе алюминий можно найти в составе горных пород. Самой насыщенной считается боксит. Производство этого металла можно разделить на несколько этапов:

1. В первую очередь руда дробится и сушится.
2. Получившаяся масса нагревается над паром.
3. Обработанная смесь пересыпается в щелочь. Во время этого процесса из неё выделяются оксиды алюминия.
4. Состав тщательно перемешивается.
5. Далее получившийся глинозем подвергается действию электрического тока. Его сила доходит до 400 кА.

Последним этапом является отливка алюминия в формы. В этот момент в состав могут добавляться различные компоненты, которые изменяют его характеристики.

Особенности классификации сплавов

Сплавы на основе алюминия позволяют эффективнее использовать основной материал и расширить сферу его применения. Для изменения характеристик используются различные виды металлов. Редко добавляется железо или титан.

Сплавы алюминия разделяются на две большие группы:

1. Литейные. Текучесть улучшается с помощью добавления в состав кремния. Расплавленный металл заливается в заранее подготовленные формы.
2. Деформируемые. Из этих смесей изначально изготавливают слитки, после этого с помощью специального оборудования им придаётся требуемая форма.

В отдельную группу выделяется технический алюминий. Он представляет собой материал, в котором сдержится менее 1% посторонних примесей и компонентов. Из-за этого на поверхности металла образуется оксидная плёнка, которая защищает его от воздействия факторов окружающей среды. Однако показатель прочности у технического металла низкий.

Обрабатывают слитки разными методами. Это зависит от того, какую форму необходимо получить после обработки. Технологические процессы:

1. Прокатка. Метод применяется при изготовлении фольги и цельных листов.
2. Ковка. Технологический процесс, с помощью которого изготавливаются детали сложной формы.
3. Формовка. Также применяется для изготовления заготовок сложной формы.
4. Прессование. Таким образом изготавливаются трубы, профиля и прутья.

Дополнительно, чтобы улучшились характеристики, металл подвергается термической обработке.

Спрессованные профиля из алюминиевого сплава

Марки алюминия и алюминиевых сплавов

Сплавы алюминия обозначаются по ГОСТ 4784-97. В государственном документе указывается маркировка алюминиевых сплавов, состоящая из букв и цифр. Расшифровка:

1. Д — этой буквой обозначается дюралюминий.
2. АК — маркировка алюминиевых сплавов, обработанных в процессе ковки.
3. А — обозначается технический материал.
4. АВ — авиаль.
5. АЛ — обозначение литейного металла.
6. АМц — марки алюминия с добавлением марганца.
7. В — сплав с высоким показателем прочности.
8. САП — порошки, спеченные в подготовленных формах.
9. АМг — смеси с добавлением магния.
10. САС — сплавы спеченные.

После буквенного обозначения указывается номер, который указывает на марку алюминия. После цифр указывается буква. Почитать детальную расшифровку цифр можно в ГОСТе.

Виды и свойства алюминиевых сплавов

Работая с этим металлом и смесями на его основе, важно знать свойства алюминиевых сплавов. От этого будет зависеть область применения материала и его характеристики. Классификация алюминиевых сплавов приведена выше. Ниже будут описаны самые популярные виды сплавов и их свойства.

Алюминиево-магниевые сплавы

Сплавы алюминия с магнием обладают высоким показателем прочности и хорошо поддаются сварке. Дополнительного компонента в состав не добавляют более 6%. В противном случае ухудшается устойчивость материала к коррозийным процессам. Чтобы дополнительно увеличить показатель прочности без ущерба защите от коррозии, алюминиевые сплавы разбавляются марганцем, ванадием, хромом или кремнием. От каждого процента магния, добавленного в состав, показатель прочности изменяется на 30 Мпа.

Алюминиево-марганцевые сплавы

Чтобы увеличить показатель коррозийной устойчивости, алюминиевый сплав разбавляется марганцем. Этот компонент дополнительно увеличивает прочность изделия и показатель свариваемости. Компоненты, которые могут добавляться в такие составы — железо и кремний.

Сплавы с алюминием, медью и кремнием

Второе название этого материала — алькусин. Марки алюминия с добавлением меди и кремния идут на производство деталей для промышленного оборудования. Благодаря высоким техническим характеристикам они выдерживают постоянные нагрузки.

Алюминиево-медные сплавы

Смеси меди с алюминием по техническим характеристикам можно сравнить с низкоуглеродистыми сталями. Главный минус этого материала — подверженность к развитию коррозийных процессов. На детали наносится защитное покрытие, которое сохраняет их от воздействия факторов окружающей среды. Состав алюминия и меди улучшают с помощью легирующий добавок. Ими является марганец, железо, магний и кремний.

Алюминиево-медные сплавы

Алюминиево-кремниевые сплавы

Называются такие смеси силумином. Дополнительно эти сплавы улучшаются с помощью натрия и лития. Чаще всего, силумин используется для изготовления декоративных изделий.

Сплавы с алюминием, цинком и магнием

Сплавы на основе алюминия, в которые добавляется магний и цинк, легко обрабатываются и имеют высокий показатель прочности. Увеличить характеристики материала можно проведя термическую обработку. Недостаток смеси трёх металлов — низкая коррозийная устойчивость. Исправить этот недостаток можно с помощью легирующей медной примеси.

Авиаль

В состав этих сплавов входит алюминий, магний и кремний. Отличительные особенности — высокий показатель пластичности, хорошая устойчивость к коррозийным процессам.

Сферы применения алюминиевых сплавов

Сферы применения алюминия и его сплавов:

1. Столовые приборы. Посуда из алюминия, вилки, ложки и емкости для хранения жидкостей популярны до сих пор.
2. Пищевая промышленность. Этот металл используется в качестве добавки к пище. Его обозначение в составе продуктов — E Он является пищевой добавкой с помощью которой красят кондитерские изделия или защищают продукты от плесени.
3. Ракетостроение. Алюминий используется при изготовлении топлива для запуска ракет.
4. Военная промышленность. Приемлемая цена и малая удельная масса сделала этот металл популярным при производстве деталей для стрелкового оружия.
5. Стекловарение. Этот материал используется при изготовлении зеркал. Связано это с его высоким коэффициентом отражения.
6. Ювелирные изделия. Раньше украшения из алюминия были очень популярны. Однако постепенно его вытеснило серебро и золото.

Благодаря высокому показателю электропроводности этот металл используется для изготовления проводов и радиодеталей. В плане проводимости электрического тока, алюминий уступает только меди и серебру.

Нельзя забывать про небольшую удельную массу материала. Алюминий считается одним из самых лёгких видов металла. Благодаря этому он используется для изготовления корпусов для самолётов и машин. Углубляясь в эту тему, можно сказать о том, что весь самолёт состоит минимум на 50% из этого металла.

Также этот металл содержится в организме человека. Если этого компонента не хватает, замедляются процессы роста и регенерации тканей. Человек чувствует усталость, могут появляться мышечные боли и повышенная сонливость. Однако чаще возникают ситуации, когда этого компонента больше нормы в организме. Из-за этого человек становится раздражительным и нервным. В случае переизбытка требуется отказаться от косметики с добавлением алюминия и медицинских препаратов с его содержанием в составе.

Алюминий. Сплавы алюминия. Алюминиевые рамы для велосипеда.

Watch this video on YouTube
Смеси с алюминием распространены в разных сферах промышленности. Связано это с тем, что этот металл входит в топ-5 самых распространённых в мире. В природе он содержится в различных рудах. На производстве слабые показатели этого металла увеличиваются с помощью добавления других компонентов. Так можно поднять устойчивость к коррозийным процессам, прочность, температуру плавления.

Температура плавления алюминия — Справочник химика 21

    Пример 1. Подсчитать теплосодержание 1 кг жидкого алюминия ири температуре 800° С, если (см. табл. 12) а) скрытая теплота плавления алюминия г,= 86,6 ккал кг б) удельная теплоемкость жидкого алюминия j,r, i = 0,259 ккал1кг в) температура плавления алюминия 658° С г) истинная удельная теп лоемкость твердого алюминия = 0,218 + 0,48- 10 t. [c.105]

    Если охлаждать систему, содержащую 10 % кремния (кривая 5), то изменения скорости охлаждения на кривой не происходит, а наблюдается лишь температурная остановка при 845 К- Состав, содержащий 10 % кремния и 90 % алюминия, эвтектический. Длина горизонтальной площадки на кривой охлаждения 5 максимальная. При охлаждении чистого алюминия наблюдается температурная остановка при 932 К, соответствующая температуре плавления алюминия (кривая 7). [c.239]

    Для облегчения чистки каналы в печах для плавки алюминия делают из прямолинейных участков, которые легко можно чистить при открывании крышки ванны печи или через специально предусмотренные в футеровке стенок печи отверстия, закрываемые пробками во время плавки металла. Показателем зарастания каналов является сниженная мощность по сравнению с первоначальным режимом. Температура плавления алюминия равна 658° С, температура перегрева перед разливкой 700—750° С. Перегрев свыше 750° С нежелателен, так как при этом сильно повышается окисляемость металла. [c.123]

    Алюминиевые баллоны. В некоторых странах применяют алюминиевые баллоны, которые дороже стальных. Их преимущества — более привлекательный внешний вид, облегченность конструкции, что значительно упрощает обслуживание. Благодаря небольшой массе алюминиевые баллоны пользуются повышенным спросом в местах отдыха. Их используют при путешествиях на лодках, для заправки воздушных шаров, а также для снабжения топливом автопогрузчиков. Однако металлический алюминий легко растворяется водными растворами щелочей, поэтому на газонаполнительной станции необходимо соблюдать ряд предосторожностей, прежде всего тщательно следить за тем, чтобы в СНГ полностью отсутствовали щелочи и их соединения, которые применялись для демеркаптанизации СНГ при их производстве. Так как температура плавления алюминия (660 °С) значительно ниже, чем у стали (1530°С), то предел прочности алюминия на растяжение резко снижается при нагреве его до 250 С. В связи с этим для предотвращения взрыва при попадании в зону огня алюминиевые баллоны помимо клапана безопасности иногда оборудуют легкоплавкой пробкой. [c.186]

    При плавлении вещества устанавливается равновесие кристалл, = жидкость. Вычислите температуру плавления алюминия, если при плавлении поглощается Д//,и,= 10,7 кДж/моль теплоты, а энтропия увеличивается на д5 л=П,5 Дж/(К-моль). [c.131]

    Алюминий химически активен, на воздухе покрывается тончайшей (5—10 нм) оксидной пленкой, надежно защищающей металл от дальнейшего окисления. Именно благодаря электрически и механически прочной защитной пленке при обычных условиях А1 ведет себя довольно инертно, хотя °(а1 +/а1)=—1,67 В, При температуре плавления алюминия 660 °С гранулированный А не сплавляется в слиток даже при нагреве до 1200 °С, так как каждая капля расплава металла оказывается как бы в мешке из оксида. Поэтому почти все реакции с участием алюминия идут с латентным (скрытым) периодом, необходимым для разрушения оксидной пленки или диффузии реагента через нее. [c.149]

    Прочность чистого алюминия и некоторых его сплавов резко снижается при температуре выше 200° С. При температуре, близкой к температуре плавления, алюминий настолько теряет свою прочность, что может деформироваться под действием собственного веса. Поэтому при сварке алюминиевых труб на весу без подкладок могут образоваться прогибы и провалы отдельных участков шва и околошовной зоны. Для предотвращения прогибов и провалов сварку стыковых швов выполняют с подкладками или расплавляют минимальное количество металла. [c.245]

    Температура плавления алюминия составляет 660,4 °С, температура кипения около 2500 С. [c.231]

    Флюсы как правило представляют собой смесь хлористого натрия и хлористого калия с небольшим количеством (1—5 %) криолита. Флюс смешивается со шлаком, загружается во вращающиеся печи, нагреваемые выше температуры плавления алюминия и флюса. Солевой флюс эффективно смачивает неметаллические компоненты шлака и способствует отделению алюминия от неметаллических фракций. Расплавленный металл сливается из печей, а остаток направляется в отвал. Практикуется выброс остатков в тех местах, где позволяет рельеф местности. [c.25]

    Температура плавления алюминия —660 °С, однако для достижения оптимальных условий плавления необходима 1= 700 760 С. Но лак удаляется и при более низких (—590 °С) температурах. Определяющим является процесс плавки. Следует отметить, что можно снимать лак, нанося лом на поверхность солевого расплава с температурой — 590 °С. [c.41]

    Температура плавления алюминия ниже температуры плавления хрома на 1272°, а железа — на 872°. [c.168]

    При использовании воздушной турбины трудно точно отрегулировать скорость подачи проволоки, однако горелка более компактна и имеет меньшие габариты. Поэтому воздушные турбины используют в горелках, которые предназначены для ручного напыления. Горелки с электрическим двигателем позволяют более точно регулировать подачу проволоки и поддерживать ее постоянную скорость. Диаметр напыляемой проволоки обычно не превышает 3 мм. При напылении металлов с низкими температурами плавления (алюминий, цинк и т. д.) горелками с повышенной производительностью диаметр проволоки может составить 5—7 мм. [c.256]

    Температура плавления алюминия 658° С. [c.313]

    Наилучшие результаты получены при нанесении алюминиевых пигментных покрытий поверх грунтовки, состоящей из цинковой пыли и полимерного бутилата титана. Указывается, что при условии предварительной тщательной очистки поверхности такие краски обладают высокой стойкостью к коррозии и хорошей теплостойкостью, Наивысший температурный предел для верхнего покрытия — 600°С определяется температурой плавления алюминия, однако использование цинковой грунтовки снижает этот предел до 400° С. Для улучшения качества краски предложено добавлять слюду, что одновременно позволяет получать и более толстые покрытия. [c.228]

    Нами исследованы электролиты на основе фторидов и хлоридов алюминия в интервале температур выше и ниже температуры плавления алюминия. Обнаружено, что целесообразно остановиться на низкоплавком составе при соотношении хлоридов алюминия и натрия 2 1, с температурой плавления 105° С [1]. Снижение температуры способствует получению плотных, компактных осадков алюминия [2]. Рабочая температура электролиза была выбрана с превышением температуры плавления эвтектической смеси на 40—50° С. 

Температура плавления алюминия

Алюминий – легкий металл белого цвета с серебристым оттенком, мягкий (можно согнуть руками), хорошо обрабатывается, в то же время достаточно прочный. Является отличным проводником тепла и электричества. В чистом виде алюминий почти не используется, применение его практикуется в виде сплавов с медью, углеродом, оловом, титаном, марганцем и цинком. По электро- и теплопроводности алюминий уступает только серебру и меди. В то же время примеси ванадия, хрома и марганца снижают эти показатели.

Алюминий активно реагирует с кислотами и щелочами, образуя хлориды, сульфаты, алюминаты и прочие соединения. На воздухе металл моментально покрывается оксидной пленкой, которая защищает его от последующего окисления. Температура плавления алюминия находится в пределах 660,1 градусов, металл в расплавленном виде обладает хорошей жидкотекучестью. Для этого металла характерны высокая пластичность, морозостойкость, коррозионная стойкость при взаимодействии с дистиллированной и пресной водой.

Специалисты отмечают, что коррозионная стойкость зависит от чистоты алюминия — чем выше она, тем больше стойкость. Причиной коррозии могут стать поверхностные нарушения окисной пленки. Доказано, что температура плавления алюминия повышается по мере роста его чистоты. Обладая прекрасными литейными качествами, металл при кристаллизации дает большую усадку, этот показатель важен при изготовлении ответственного литья из этого металла.

Температура плавления алюминия может колебаться в зависимости от применяемого в качестве примеси материала. Лидерами производства алюминия в настоящее время в мире являются Россия, США, Канада, Австралия. Диапазон использования алюминия достаточно большой, наши предки алюминий в виде соединений (квасцы) применяли как вяжущее средство в медицине, для дубления кож, для продления срока хранения красок.

Достаточно низкая температура плавления алюминия позволяла расплавлять его в примитивных условиях.

В природе встречается оксид алюминия (корунд), он применяется как абразивный материал, а разновидности его — сапфир и рубин — относятся к категории драгоценных камней. Так как в чистом виде алюминий малопригоден для технического применения, чаще всего его применяют как сырье для изготовления различных сплавов. Спектр алюминиевых сплавов довольно обширный, он постоянно пополняется (с применением разных технологий).

В настоящее время из таких сплавов изготавливают пищевые баллоны, бидоны, кухонную посуду и различные предметы домашнего быта. Важными потребителями алюминиевых сплавов являются автомобильная, электротехническая, приборостроительная, химическая, оборонная, металлургическая промышленности. При какой температуре плавится алюминий, учитывается при изготовлении комплектующих частей для оборонной, космической и ядерной промышленностей.

Одним из самых распространенных цветных сплавов является дюралюминий, разработан он в прошлом веке немецким инженером А. Вильмом. Температура плавления дюралюминия составила примерно 650 градусов. Сущность его изобретения заключается в том, что сплав на основе алюминия после термической обработки приобретает большую прочность и твердость. Этим незамедлительно воспользовались специалисты и его пустили на нужды воздухоплавания. Новый сплав стал одним из главных конструкционных материалов в авиастроении.

В настоящее время под понятием дюралюминий подразумевается большой выбор алюминиевых сплавов, отличающихся высокой прочностью. Современные сплавы кроме меди содержат марганец, кремний, магний и т.д., по прочности они приблизились к низкоуглеродистой стали. Сегодня эти сплавы имеют широкое применение в авиационной промышленности, при изготовлении скоростных поездов и в ряде других случаев.