Dvere a okná z hliníkovej zliatiny, puzdrá na mobilné telefóny, hliníkové plechovky a dokonca aj krídla lietadiel, s ktorými sa stretávame každý deň, sa zdajú byť vyrobené z „hliníka“, no v skutočnosti sú typovo rôznorodé a majú veľmi odlišné využitie. Medzi nimi „tepaný hliník“, ako „všetko-univerzálne“ z rodiny hliníka, preniká do každého aspektu priemyselnej výroby a každodenného života.
Mnoho ľudí si mýli „tepaný hliník“ s bežnými hliníkovými materiálmi. Dnes si všetko objasníme: Čo je to vlastne kovaný hliník? A aké sú niektoré bežné hliníkové materiály okolo nás?
01
Tepaný hliník, čo to vlastne je „kované“?
Jednoducho povedané, tvárnený hliník (spracovaná hliníková zliatina) je hliníková zliatina, ktorá prešla rôznymi procesmi plastickej deformácie na výrobu plechov, tyčí, profilov alebo výkovkov. Jeho základnými charakteristikami sú „tvarovateľnosť a vysoká pevnosť“, čím sa odlišuje od liateho hliníka, ktorý je priamo odlievaný do tvaru.
Jeho „proces zrodu“ je ako „kovanie železa na užitočný predmet“: najskôr sa roztavia hliníkové ingoty a odlejú sa do predvalkov. Po homogenizácii sa opakovane spracovávajú valcovaním, vytláčaním, ťahaním a kovaním, aby sa nakoniec stali rôznymi tvarmi, ktoré potrebujeme-, ako sú valcovanie tenkých plechov na plechovky od nápojov, vytláčanie profilov na dvere a okná a výkovky na časti lietadiel.
Po tom všetkom si predstavme tri hlavné výhody kovaného hliníka:
· Nízka hmotnosť: S nízkou hustotou, len asi 1/3 oproti oceli, dokáže znížiť hmotnosť produktu pri zachovaní štrukturálnej pevnosti, čo z neho robí „zázrak na úsporu hmotnosti{2}}v leteckom a automobilovom priemysle.
· Jednoduché spracovanie: Vynikajúca plasticita umožňuje jeho výrobu do zložitých tvarov prostredníctvom rôznych deformačných procesov. Môže tiež prejsť tepelným spracovaním, ako je žíhanie a kalenie, aby sa flexibilne upravili jeho vlastnosti.
· Kombinované viaceré výhody: Dobrá elektrická a tepelná vodivosť, silná odolnosť proti korózii a niektoré modely po zosilnení môžu dokonca konkurovať pevnosti ocele, vďaka čomu sú vhodné pre rôzne zložité aplikácie.
Tu je zásadný bod, ktorý treba rozlíšiť: hlavný rozdiel medzi tvárneným hliníkom a odlievaným hliníkom spočíva v ich „metóde tvarovania“-liaty hliník je „tvarovanie v tekutom-stave“ (ako liatie cementu, roztavený hliník sa naleje do formy, aby vychladol a stuhol), vhodné na výrobu súčiastok zložitých tvarov, ale s nízkymi požiadavkami na pevnosť (napríklad bloky motorov); tvárnený hliník je tvorený „pevným{2}}stavom“, ktorý je vhodný pre konštrukčné komponenty vyžadujúce vysokú pevnosť a vysokú plasticitu (ako sú krídla lietadiel a karosérie automobilov).
02
Rodina kovaného hliníka je rozdelená do dvoch kategórií s výrazne odlišným využitím
Skupina tvárneného hliníka je obrovská a na základe toho, či môže byť spevnená tepelným spracovaním, môže byť rozdelená do dvoch hlavných kategórií:
1. Tepaný hliník, ktorý nemožno tepelne-spracovať: Tento materiál je relatívne mäkký, odolný proti korózii-a bežne sa používa v každodenných aplikáciách.
Tieto typy tvárneného hliníka sa primárne spoliehajú na spevnenie tuhým roztokom a spevnenie deformáciou za studena, aby sa zvýšila ich pevnosť. Ich hlavnou výhodou je dobrá plasticita a vysoká odolnosť proti korózii, ale ich pevnosť je relatívne nízka. Sú vhodné pre výrobky, ktoré nevyžadujú vysokú pevnosť, ale vyžadujú ľahké spracovanie a odolnosť proti korózii. Bežné typy zahŕňajú:
* Zliatiny hliníka-mangánu: Typickým príkladom je LF21 (čínske označenie). Majú vynikajúcu odolnosť proti korózii a dobrú plasticitu a bežne sa používajú na výrobu nápojových plechoviek, kuchynského náčinia a strešných panelov. Mnohé z hliníkových plechoviek, ktoré pijeme, sú vyrobené z tohto typu hliníka.
* Hliníkové-zliatiny horčíka: Majú vyššiu pevnosť ako hliníkové-zliatiny mangánu, dosahujú viac ako 300 MPa, a silnú odolnosť proti korózii, vďaka čomu sú obzvlášť vhodné pre morské prostredie. Sú široko používané v zváraných konštrukciách, ako sú karosérie sklápačov, nádrže na skladovanie ropy, trupy malých lodí a niektoré komponenty v architektonickej výzdobe.
2. Tepelne-spracovateľný hliník: Vysoká tvrdosť.
Tieto typy tvárnených hliníkových zliatin predovšetkým zvyšujú svoju pevnosť precipitačným vytvrdzovaním (spevnenie starnutím), čo vedie k pevnostiam ďaleko prevyšujúcim ich pevnosť. Niektoré modely sa používajú v špičkových{1}}priemyselných aplikáciách. Bežné typy zahŕňajú:
* **Hliník-meď/hliník-meď-horčík (dural):** Označené ako LY, typickým príkladom je LY12 (zodpovedá medzinárodnej zliatine 2024). S pevnosťou v ťahu dosahujúcou 470-480 MPa je jeho vysoká pevnosť bežnou voľbou v leteckom a kozmickom priemysle, ktorý sa používa na výrobu trupov lietadiel, krídel a iných konštrukčných komponentov. Používa sa aj v niektorých mechanických častiach s vysokou pevnosťou.
* **Hliník-horčík-kremík:** Najbežnejšie používaná zliatina strednej{2}}pevnosti, označená ako LD, typickým príkladom je LD1 (zodpovedá medzinárodnej zliatine 6063). Má dobrú zvárateľnosť a odolnosť proti korózii a ľahko sa povrchovo upravuje (ako je eloxovanie). Je základom v stavebných profiloch, nevyhnutný pre dvere, okná, závesné steny a nábytok.
* Hliník-zinok-horčík-zliatina medi (super-tvrdý hliník): Typickým príkladom je LC9 (zodpovedá medzinárodnej zliatine 7075). Jeho pevnosť v ťahu môže dosiahnuť 540-570 MPa, pričom vykazuje extrémne vysokú pevnosť. Používa sa hlavne v kozmickom a vojenskom priemysle, ako sú podvozok lietadiel a vysokopevnostné konštrukčné komponenty.
Okrem tvárneného hliníka je okolo nás mnoho ďalších bežných hliníkových materiálov s rôznymi formami a využitím. Po online prieskume sme zostavili zoznam štyroch najčastejšie sa vyskytujúcich hliníkových materiálov. Poďme sa na to pozrieť.
03
Nielen kovaný hliník! Tieto hliníkové materiály sú bežné aj v každodennom živote
1. Čistý hliník: Najzákladnejší typ hliníka, mäkký, ale užitočný.
Vysoká čistota (zvyčajne nad 99%), vynikajúca elektrická a tepelná vodivosť, ale nízka pevnosť. Dobrá plasticita, používa sa hlavne pri výrobe drôtov, káblov a izolačných materiálov, ako aj bežne používaná hliníková fólia (obaly potravín, kuchynská fólia). Trochu čistého hliníka sa používa aj v jednoduchých každodenných potrebách.
2. Hliníkový odliatok: Schopnosť vytvárať zložité tvary, vysoká{1}}hospodárnosť.
Vyššie uvedený „kvapalne-formovaný“ hliníkový materiál má vysoký obsah kremíka (7 %~25 %), dobrú tekutosť a možno ho ľahko tvarovať do zložitých tvarov, ako sú bloky automobilových motorov, skrine prevodoviek, polotovary nábojov kolies a niektoré malé mechanické časti. Vďaka nízkym nákladom a rýchlej rýchlosti tvarovania je cenovo-efektívnou voľbou v priemyselnej oblasti.
3. Hliníkové profily: Prvá voľba pre dvere, okná a závesy; nevyhnutnosť.
Väčšinou patria do hliníkovej{0}}horčíkovej{1}}zliatiny kremíka (zliatina 6063) v tvárnenom hliníku. Vyrábajú sa vytláčaním s rôznymi tvarmi prierezu-(ploché, kanálové a okrúhle rúrky atď.). Široko sa používajú v stavebných dverách a oknách, závesných stenách, zábradlích, ako aj podperách a rámoch priemyselných zariadení a dokonca aj pri dekoratívnych komponentoch pre nábytok a domáce spotrebiče. Dvere a okná z hliníkovej zliatiny, ktoré bežne vidíme v našich domácnostiach, sú najtypickejšie hliníkové profily.
4. Hliníkové plechy/fólie: Nájdeme ich v každej domácnosti; široko používaný.
Hliníkové plechy sú valcované z kovaného hliníka. Rôzne hrúbky majú rôzne využitie; tenké hliníkové plechy sa používajú na karosérie automobilov a strechy budov, hrubšie plechy na tlakové nádoby. Hliníková fólia je ultra-tenký za studena{3}}valcovaný hliníkový produkt s dobrým tesnením a odolnosťou proti korózii. Okrem obalov na potraviny sa používa aj vo farmaceutických obaloch a tieniacich materiáloch pre elektronické produkty, ako sú hliníkové fóliové obaly na pilulky a tieniace fólie vo vnútri mobilných telefónov.
Tváraný hliník nie je „jediný typ hliníka“, ale všeobecný pojem pre „spracovateľné hliníkové zliatiny“. Vďaka svojej vysokej pevnosti, nízkej hmotnosti a ľahkému spracovaniu podporuje významnú časť priemyslu v leteckom, stavebnom a automobilovom priemysle. Čistý hliník, liaty hliník a hliníkové profily tiež zohrávajú svoju úlohu v rôznych aplikáciách.
Keď nabudúce uvidíte výrobky z hliníkovej zliatiny, skúste rozlíšiť, či ide o kovaný hliníkový profil alebo odliaty hliníkový diel. Po prečítaní tohto článku sa aj vy môžete stať „odborníkom na hliník“.
