Деформированные алюминивые сплавы (стр. 3 из 7)
Отфильтрованный водный раствор алюмината натрия поступает в специальные аппараты— самоиспарители, где происходит гидролиз алюмината натрия и выделение гидроокиси алюминия: Nа2O=Аl2Oз+4Н2O=2NаОН+2Аl(ОН)з.
Полученная гидроокись алюминия направляется на фильтрование, а затем промывается и поступает в печи, где при температуре 1200° прокаливается.
В процессе прокаливания получают чистый глинозем:
2А1(ОН)з 4Аl2Oз+ЗН2О.
Выход глинозема из руды при этом способе составляет около 87%. На производство 1 т глинозема расходуется 2,0—2,5 т боксита. 70—90 кг NаОН, около 120 кг извести, 7—9 т пара; 160—180 кг мазута (в пересчете на условное топливо) и около 280 кВт•ч электроэнергии.
Глинозем (А2О3) представляет собой прочное химическое соединение, температура его плавления 2050, кипения — 2980°С. В этих условиях восстановление алюминия углеродом или его окисью весьма затруднительно, так как этот процесс заканчивается образованием карбида алюминия (Al3С4).
Не представляется возможным получить алюминий с помощью электролиза водного раствора солей, так как в этом случае на катоде выделяется только водород. Поэтому алюминий получают электролизом из глинозема, растворенного в расплавленном криолите. Процесс происходит в специальных электролизных ваннах. На дне ванны (катоде) собирается жидкий алюминий, который периодически откачивается с помощью вакуумного ковша, соединенного с вакуумным насосом, gо мере необходимости электрод обновляется. Суточная производительность ванны составляет около 350 кг алюминия. Длительность непрерывной работы ванны—2—3 года. Для производства одной тонны алюминия расходуется около - 2 т глинозема, 0,7 т анодной массы, 0,1 т криолита и других фторидов и 16—18 тыс. кВт•ч электроэнергии. В структуре себестоимости 1 т алюминия затраты на электроэнергию составляют более 30%, около 50% приходится на сырье и основные материалы. В этих условиях рациональное и экономное использование сырья и электроэнергии является одним из путей снижения себестоимости алюминия.
Блок-схема изготовления деформируемых алюминиевых сплавов
1 – сушка, дробление, размалывание в шаровых мельницах и обработка концентрированной щелочью
2 – фильтровка
3 – гидролиз в специальных аппаратах – самоиспарителях
4 – фильтрование, промывка, прокаливание
5 – электролиз в специальных электролизных ваннах
6 – легирование медью, магнием, марганцем, цинком, кремнием, железом, никелем и другими элементами.
6. ГОСТы на деформируемые алюминиевые сплавы.
ГОСТ 21488-97 «Прутки прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия»
ГОСТ 9.510 «Полуфабрикаты из алюминия и алюминиевых сплавов. Общие требования к временной противокоррозионной защите, упаковке, транспортировке и хранению»
Использован ГОСТ 21488-97 «Прутки прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия»
5 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
5.1 Характеристики базового исполнения
5.1.1 Прутки изготовляют нз алюминия марок АД0, АД1, АД и алюминиевых сплавов марок АМц, АМцС, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АД31, АД33, АД35, АВ, Д1, Д16, АК4, АК4-1, АК6, АК8, В95, 1915, 1925 с химическим составом по ГОСТ 4784, алюминиевых сплавов марок ВД1, В95-2, АКМ с химическим составом по ГОСТ 1131.
По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовлять прутки из алюминия других марок высокой и технической чистоты по ГОСТ 11069.
5.1.2 Прутки изготовляют нормальной точности.
Диаметры круглых, квадратных и шестигранных прутков нормальной точности изготовления, предельные отклонения и теоретическая масса 1 м прутка должны соответствовать значениям, приведенным в таблицах I,2 и 4.
Радиусы округлений кромок квадратных и шестигранных прутков должны соответствовать значениям, приведенным в таблицах 3 и 5.
5.1.3 Прутки изготовляют немерной длины:
от 1,0 до 6,0 м — для диаметров до 80 мм;
ст 1,0 до 5,0 м — для диаметров свыше 80 мм до 110 мм;
от 0,5 до 4,0 м — для диаметров свыше 110 мм.
В партии прутков немерной длины допускаются укороченные прутки в количестве не более 10 % от массы партии, длиной не менее 0,5 м — для прутков диаметром до 110 мм.
5.1.3.1 Прутки круглые диаметром до 15 мм включительно в состоянии без термической обработки или в мягком (отожженном) изготовляют в бухтах немерной длины.
5.1.4 Прутки должны быть выправлены.
Кривизна прутков нормальной и повышенной точности изготовления на 1 м длины во всех состояниях материала, за исключением мягкого (отожженного), не должна превышать:
для прутков диаметром до 100 мм — 3 мм;
для прутков диаметром свыше 100 мм до 120 мм — 6 мм;
для прутков диаметром свыше 120 мм до 150 мм — 9 мм;
для прутков диаметром свыше 150 мм до 200 мм - 12 мм;
для прутков диаметром свыше 200 мм до 300 мм — 15 мм;
для прутков диаметром свыше 300 мм до 400 мм — 20 мм;
Примечания:
1 Для прутков с номинальным диаметром не более 15 мм допускается кривизна, устраняемая до нормированной величины 3 мм, путем приложения усилий не более 50 Н (5 кгс) на пруток, установленный на плоской плите.
2 Кривизна мягких (отожженных) прутков и прутков без термической обработки из алюминия всех марок, алюминиевых сплавов марок АМц, АМцС и АД31, а также прутков в бухтах не нормируется.
3 Общая допустимая кривизна не должна превышать произведения местной кривизны на 1 м на длину прутка в метрах.
5.1.5 Прутки изготовляют нормальной прочности.
5.1.6 По состоянию материала прутки изготовляют:
без термической обработки — на алюминия марок АД0, АД1, АД и алюминиевых сплавов марок АМц, АМцС, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АД31, АД33, АД35, АВ, Д1, Д16, АК4, АК4-1, АК6, АК8, В95, 1915, 1925, ВД1, В95-2, АКМ.
мягкие (отожженные) — из алюминиевых сплавов марок АМг3, АМг5, АМг6, 1915, 1925, АКМ;
закаленные и естественно состаренные — из алюминиевых сплавов марок АД31, АД33, АД35, АВ, Д1, Д16, 1915, 1925, ВД1, АКМ;
закаленные и искусственно состаренные — из алюминиевых сплавов марок АД31, АД33, АД35, АВ, АК4, АК4-1, АК6, АК8, В95, В95-2.
5.1.7 Механические свойства прутков нормальной прочности при растяжении должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 7.
Таблица 7
Механические свойства прутков, прессованных из алюминия и алюминиевых сплавов
| Марка сплава | Состояние материала прутков при изготовлении | Состояние материала образцов при испытании | Диметр прутка, мм | Временное сопроти вление ст„, МПа | Предел текучести Со 2* МПа' | Относительное удлинениеб,% | ||||
| не менее | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||
| АД0 АД1 АД | Без термической обработки | Без термической обработки | От 8 до 300 включ, | 60 (6) | - | 25 | ||||
| АМц АМцС | Без термической обработки | Без термической обработки | От 8 до 350 включ. | 100 (10) | - | 20 | ||||
| АМг2 | Без термической обработки | Без термической обработки | От 8 до 300 включ. | 175 (18) | - | 13 | ||||
| АМг3 | Без термической обработки | Без термической обработки | От 8 до 300 включ. | 175(18) | 80 (8) | 13 | ||||
| Отожженное | Отожженные | От 8 до 300 включ. | 175(18) | 80 (8) | 13 | |||||
| АМг5 | Без термической обработки | Вез термическойобработки | От 8 до 300 включ. | 265 (27) | 120 (12) | 15 | ||||
| Св. 300 до 400 включ. | 245 (25) | 110 (11) | 10 | |||||||
| Отожженное | Отожженные | От 8 до 300 включ. | 266 (27) | 120 (12) | 15 | |||||
| АМг6 | Без термической обработки | Без термической обработки | От 8 до 300 включ. | 315 (32) | 166 (17) | 16 | ||||
| Св. 300 до 400 включ, | 285 (29) | 120 (12) | 15 | |||||||
| Отожженное | Отожженные | От 8 до 300 включ. | 315 (32) | 155 (16) | 15 | |||||
| АД31 | Без термической обработки | Закаленные и естественно состаренные | От 8 до 300 включи | 135 (14) | 70 (7) | 13 | ||||
| Закаленные н искус- ственно состаренные | От 8 до 300 включ. | 90 (9) | 60 (6) | 15 | ||||||
| Закаленное и естест- венно состаренное | Закаленные и есте- ственно состаренные | От 8 до 100 включ. | 135 (14) | 70 (7) | 13 | |||||
| Закаленное и искус- ственно состаренное | Закаленные и искус- ственно состаренные | От 8 до100 включ. | 195 (20) | 145 (15) | 8 | |||||
| АД33 | Без термической обработки | Закаленные и естественно состаренные | От 8 до 300 включ. | 175 (18) | 110 (11) | 15 | ||||
| Закаленное и естественно состаренное | Закаленные и естественно состаренные | От 8 до 100 включ. | 175 (18) | 110 (11) | 15 | |||||
| Закаленное и искусственно состаренное | Закаленные и искусственно состаренные | От 8 до 100 включ. | 265 (27) | 225 (23) | 10 | |||||
| АД35 | Без термической обработки | Закаленные и естественно состаренные | От 8 до 300 включ. | 195 (20) | 110 (11) | 12 | ||||
| Закаленное и естественно состаренное | Закаленные и естественно состаренные | От 8 до 100 включ. | 195 (20) | 110 (11) | 12 | |||||
| Закаленное и искусственно состаренное | Закаленные и искусственно состаренные | От 8 до 100 включ. | 315 (32) | 245 (25) | 8 | |||||
| АВ | Без термической обработки | Закаленные и естественно состаренные | От 8 до 300 включ. | 175 (18) | 100 (10) | 14 | ||||
| Закаленные и естественно состаренные | Закаленные и искусственно состаренные | От 8 до 100 включ. | 295 (30) | 225 (23) | 12 | |||||
| Закаленное и естественно состаренное | Закаленные и естественно состаренные | От 8 до 100 включ. | 175 (18) | 100 (10) | 14 | |||||
…