Quy trình sản xuất nhôm là gì?
Quy trình sản xuất nhôm bao gồm bất kỳ phương pháp nào được sử dụng để chế tạo hợp kim nhôm thành một hình dạng cụ thể. Những kỹ thuật này có thể liên quan đến một loạt các quy trình vật lý và hóa học để tạo ra các đặc tính vật lý khác nhau của nhôm.
Các kỹ thuật chế tạo nhôm có thể rất khác nhau, theo đó các tính chất vật lý của các sản phẩm được tạo hình cũng sẽ có sự khác biệt đáng kể. Điều quan trọng là cần nắm được sự khác nhau giữa các phương pháp chế tạo này, từ đó lựa chọn loại kỹ thuật phù hợp. Ví dụ, một số linh kiện chỉ có thể được chế tạo bằng phương pháp đùn hoặc đúc. Hoặc đôi khi kết hợp hai quy trình sản xuất có thể tạo ra một sản phẩm linh kiện lý tưởng hơn là chỉ một quy trình. Chi phí và năng suất cũng là những yếu tố quan trọng khi quyết định lựa chọn một quy trình cụ thể.
4 quy trình sản xuất nhôm phổ biến nhất
Bốn quy trình tạo hình nhôm phổ biến nhất là đùn, đúc, cán và rèn, mỗi loại sử dụng kỹ thuật khác nhau và mang lại các đặc tính nhôm riêng. Do đó, các kỹ sư thiết kế sản phẩm có thể cân nhắc áp dụng cho nhiều sản phẩm và ứng dụng khác nhau.
1. Đùn nhôm
Trong quá trình này, phôi nhôm phải được nung nóng từ 700 - 900 độ F, khi nhôm mềm sẽ được đưa vào khuôn để định hình. Sau đó, máy ép đùn buộc kim loại nóng chảy bằng sức mạnh thủy lực hoặc cơ học thông qua một khuôn thép ở áp suất cao.
Thanh nhôm sau khi được đùn ép định hình sẽ có mặt cắt ngang theo hình dạng của khuôn, những mặt cắt này rất đa dạng bao gồm cả đặc, rỗng hay rỗng một phần. Hơn nữa, các mặt cắt này có thể được cắt ở bất kỳ độ dài nào, giúp cho đùn ép trở thành phương pháp hoàn hảo để tạo ra các mặt cắt phức tạp với chi phí sản xuất tương đối thấp.
Ngoài ra, vật liệu sau đùn ép có bề mặt luôn nhẵn bóng, là bước đệm hoàn hảo cho quá trình xử lý tiếp theo nhằm tăng thẩm mỹ cho bề mặt nhôm và chống ăn mòn.
Một số ứng dụng điển hình của phương pháp đùn nhôm:
• Kiến trúc [Cửa và khung cửa sổ, đường gờ, tay vịn, hệ thống trưng bày…]
• Điện tử [Tản nhiệt, vỏ động cơ, ray đèn LED…]
• Ô tô [Đường ray mái, thanh chống va đập, vỏ thiết bị điện tử, giá đỡ mái…]
• Không gian vũ trụ [Cấu trúc cánh, nội thất cabin…]
• Năng lượng mặt trời [Hệ thống khung giá đỡ và khung tấm pin, linh kiện solar…]
2. Đúc nhôm
Đúc là một quá trình tuyệt vời để tạo hình nhôm thành những hình dạng tương đối phức tạp. Bản chất của kỹ thuật này là nung chảy hoàn toàn các thỏi hợp kim nhôm và bơm kim loại lỏng vào khuôn.
Kim loại được đổ sẽ lấp đầy hoàn toàn khoang trống và sau đó đông đặc lại để có hình dạng như ở bên trong khuôn. Phương pháp đúc có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một số loại khuôn khác nhau, bao gồm khuôn dập, khuôn vĩnh cửu, khuôn đất sét và khuôn cát.
Tạo được những sản phẩm với hình dạng phức tạp là lợi thế chính của phương pháp đúc nhôm so với các quy trình tạo hình nhôm khác. Đúc nhôm cũng mang đến cho bạn các tùy chọn cho các kết cấu khác nhau mà hầu như không có giới hạn về kích thước.
Một số ứng dụng điển hình của phương pháp nhôm đúc:
• Ô tô [Linh kiện động cơ, vỏ thiết bị điện tử, thanh giá đỡ…]
• Viễn thông [Thiết bị mạng và cơ sở hạ tầng…]
• Điện tử [Vỏ pin và linh kiện…]
3. Cán nhôm
Quá trình cán nhôm bao gồm việc đưa các tấm hoặc phôi nhôm qua các bộ cuộn khác nhau để làm giảm độ dày của chúng. Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi nhôm trở thành dạng tấm, lá hoặc cuộn, có độ dày mà bạn mong muốn.
Các sản phẩm nhôm tấm, nhôm lá, nhôm cuộn được sản xuất bằng phương pháp cán có tính linh hoạt cao. Các nhà sản xuất có thể xử lý thêm như uốn, tạo hình hoặc gia công. Ví dụ, họ có thể sử dụng nhôm cuộn để sản xuất lon nước giải khát và hộp thực phẩm, tấm lợp nhôm, máng xối hay lá nhôm gia dụng.
Một số ứng dụng điển hình của phương pháp cán nhôm:
• Dạng miếng [Vỏ máy bay, thùng nhiên liệu tàu vũ trụ, thùng chứa…]
• Dạng tấm [Sàn chống trượt, tấm trao đổi nhiệt, mái tôn, tấm composite…]
• Dạng giấy [Hộp đựng thực phẩm, giấy bạc gia dụng…]
4. Rèn Nhôm
Rèn là phương pháp tạo hình kim loại bằng cách ép, đập hoặc đè để đạt được hình dạng mong muốn. Nhà sản xuất sẽ làm nóng một phiến nhôm và sử dụng máy ép hoặc búa để thay đổi hình dạng của nó.
Nhôm có thể được rèn bằng cách sử dụng khuôn đóng hoặc mở. Khuôn đóng bao gồm hai nửa khuôn đối ứng có hình dạng cuối cùng của sản phẩm, tương tự như khuôn đúc. Các khuôn mở sẽ không hạn chế hình dạng, vì vậy khi được ép hoặc đóng theo một hướng, nó có thể nở ra theo các hướng khác. Các nhà sản xuất thường sử dụng phương pháp rèn khuôn mở cho các tấm nhôm kích thước lớn.
Các sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp rèn có độ bền và khả năng chống va đập lớn nhờ sự gia cố chắc chắn từ kỹ thuật xử lý.
Một số ứng dụng điển hình của phương pháp rèn nhôm:
• Ô tô [Bánh xe, piston…]
• Dụng cụ [Búa, kìm, cờ lê…]
• Không gian vũ trụ [Bánh răng, bánh xe…]
Nên lựa chọn phương pháp sản xuất nhôm nào?
Phương pháp sản xuất tốt nhất là phương pháp cung cấp các đặc tính phù hợp nhất với dự án của bạn.
- Nếu muốn sản xuất nhanh và có nhiều lựa chọn thiết kế với bề mặt hoàn thiện tuyệt vời, hãy cân nhắc sử dụng nhôm định hình từ phương pháp đùn.
- Nếu muốn một phương pháp đơn giản, tiết kiệm mà vẫn tạo được những hình dạng phức tạp, thì đúc nhôm có thể là phương pháp dành cho bạn.
- Nếu muốn tạo hình một tấm, miếng hoặc lá nhôm để gia công thêm đáp ứng nhu cầu của bạn, thì cán nhôm là lựa chọn hợp lý hơn cả.
Nếu sản phẩm của bạn yêu cầu khả năng chống va đập và độ bền ở mức cao, thì phương án phù hợp nhất có thể sẽ là rèn nhôm.
Nguồn: gabrian.com
Trong quá trình tăng trưởng dự án Bất Động Sản, việc lựa chọn chiêu thức sản xuất cũng đóng vai trò quan trọng tương tự như như việc lựa chọn vật tư. Đối với vật tư nhôm, bạn sẽ cần lựa chọn một trong số những giải pháp sản xuất thông dụng nhất lúc bấy giờ là : đùn, đúc, cán và rèn. Mỗi giải pháp đều có ảnh hưởng tác động về đặc thù vật lý và chi phí sản xuất khác nhau .
Nhôm là gì?
Nhôm là một sắt kẽm kim loại mềm, nhẹ màu xám bạc có ánh kim mờ, dẻo, nhiệt độ nóng chảy cao và không bị oxy hóa khiến nhôm có một độ bền đáng nể, vì nguyên do này nên nhôm được sử dụng rất thoáng đãng trong đời sống hằng ngày như lợp mái nhà, sản xuất vách dựng, muỗng nĩa, dây dẫn điện, …
Tham khảo thêm : Nhôm Là Vật Liệu Gì ? Nhôm Định Hình Là Gì ? Ứng dụng của nhôm trong đời sống
Nguyên liệu sản xuất nhôm là gì
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nhôm trong công nghiệp là quặng boxit. Thành phần của quặng Boxit trong hóa học là Al2O3.nH2O [thường lẫn SiO2, Fe2O3 và một số tạp chất khác. Ngoài quặng boxit ra, nhôm vẫn còn quặng Cryolit với Na3AlF6 hay AlF3.3Na. Cao lanh: Al2O3.2SiO2.2H2. Tuy nhin, quặng boxit là được sử dụng nhiều nhất
Bạn đang đọc: Quy trình sản xuất nhôm trong công nghiệp
Sản xuất nhôm trong công nghiệp
Quy trình sản xuất nhôm gồm có bất kể chiêu thức nào được sử dụng để sản xuất kim loại tổng hợp nhôm thành một hình dạng đơn cử. Những kỹ thuật này hoàn toàn có thể tương quan đến một loạt những quy trình tiến độ vật lý và hóa học để tạo ra những đặc tính vật lý khác nhau của nhôm .
– Sản xuất oxit nhôm
Sản xuất nhôm cơ bản bắt đầu bằng quá trình sản xuất nhôm oxit từ quặng boxit, hay còn gọi là “quá trình Bayer”. Đây là một quá trình chuẩn, sử dụng kiềm soda để triết alumina từ quặng ở nhiệt độ và áp xuất cao. Bùn được sinh ra trong quá trình này chứa sodium aluminate đã được hòa tan và hỗn hợp oxit kim loại được gọi là bùn đỏ, nó được lấy ra trong những bể lắng. Dung dịch aluminate được làm nguội và kết hạt với alumina kết tinh thành alumina hydrated. Những tinh thể được rửa và sau đó nung trong lò quay hoặc lò nung tầng sôi trước khi sử dụng.
– Khử điện phân
Nhôm cơ bản được sản xuất bởi sự khử điện phân, nhôm được hòa tan trong bồn nấu chảy cùng khoáng chất criolit ở nhiệt độ xấp xỉ 960 độ C. Quá trình điện phân xảy ra trong những cell thép phủ carbon. Điện cực carbon được kéo dài trong cell và tác dụng như những anot, trong khi lớp bọc carbon của cell là cathode. Nhôm lỏng được tạo ra ở cathode, trong lúc ở anode oxygen kết hợp với carbon từ anode tạo thành carbon dioxide.
Nhôm nấu chảy tập trung chuyên sâu ở đáy của cell và sau đó được rút ra. Alumina được thêm vào những cell để duy trì lượng 2-6 % trong bồn nấu chảy. Một nhà máy sản xuất văn minh sẽ sử dụng máy tính để điều khiển và tinh chỉnh quy trình tiếp liệu. Thành phần khác là fluoride được thêm vào để làm giảm điểm nóng chảy, làm quy trình hoàn toàn có thể vận hành tại những cell ở nhiệt độ thấp hơn. Aluminium fluoride [ AlF3 ] ngoài những còn được thêm vào để trung hòa sodium oxide xuất hiện như một tạp chất trong alumina nguyên liệu .
Lượng lớn năng lượng đã được sử dụng để gia nhiệt criolit và cho điện sản xuất. Như một kết quả, aluminium thành phẩm sẽ đắt. Và nó sẽ rẻ hơn khi nhôm sản xuất từ tái chế nhôm.
– Lọc tạp chất trong nhôm
Sau khi điện phân, kim loại được lọc để loại bỏ tạp chất như sodium, hạt calcium oxide và hydrogen. Bước lọc này được thực hiện bằng cách phun khí gas vào kim loại nóng chảy, thường trong một thiết bị nối tiếp. Khí gas xử lý được sử dụng thay đổi tùy thuộc vào tạp chất.
Xỉ nổi được tạo ra ở bước này và được vô hiệu ra từ mặt phẳng của kìm loại nóng chảy. Chúng được tái sử dụng cho công nghiệp nhôm thứ cấp .
– Đúc nhôm
Xem thêm: Sản xuất – Wikipedia tiếng Việt
Thanh, thỏi-T hoặc phôi được đúc trong thiết bị đúc làm mát trực tiếp thẳng đứng, sử dụng nước làm mát những khuôn kim loại và một bàn giữ ở phần đáy của khuôn. Bàn giữ hạ xuống khi thỏi được hình thành. Một số phương pháp đúc khác bao gồm sử dụng khuôn kim loại, đúc liên tục tấm mỏng và đúc liên tục bó sợi.
Kim loại nóng chảy liên tục cung ứng từ gầu múc tới gầu trung gian, từ đây nó được rót liên tục vào trong khuôn ở một vận tốc kiểm soát và điều chỉnh được, giữ Lever nóng chảy ở vị trí không biến hóa . Khuôn mạ đồng làm lạnh bằng nước [ vùng làm nguội chính ] hút nhiệt của sắt kẽm kim loại làm nó đóng rắn . Khi vật đúc đi ra từ khuôn, nó được làm lạnh trong vùng làm lạnh thứ cấp bằng nước [ hoặc nước cùng khí ] phun lên bề bặt vật đúc .
Tham khảo thêm : Các loại nhôm hộp
Ứng dụng của nhôm
Với đặc thù nhẹ và bền kim loại tổng hợp nhôm được dùng trong ngành công nghiệp sản xuất, đơn cử là tạo ra những chi tiết cụ thể cho xe xe hơi, xe tải, tàu hỏa, tàu biển và cả máy bay , Là vật tư để sản xuất nên những vật dụng mái ấm gia đình, nội thất bên trong có độ bền cao như trang thiết bị nấu bếp, bàn và ghế, thau, … . Ngành sản xuất máy móc . Nhôm dùng sản xuất phôi điện thoại cảm ứng, những cụ thể nhỏ bên trong, …
Với nhôm dạng bột thì dùng vào việc tạo màu bạc trong sơn, bông nhôm dùng trong sơn lót trong việc giải quyết và xử lý gỗ để kháng nước .
Các bộ tản nhiệt CPU của máy tính, vỏ máy tính,…
Nhôm khi oxi hóa sẽ tạo nhiệt độ cao, chính vậy nên được dùng làm nguyên liệu rắn cho tên lửa, những thành phần trong pháo hoa và còn rất nhiều ứng dụng của nhôm trong đời sống hàng ngày