Chemickou cestou se získá čistý oxid hlinitý Al2O3
Elektrolýzou se vyrobí elektrolytický hliník čistoty 99,3 - 99,8 % (nejčastěji 99,5 %)
Ještě čistší hliník se získává rafinací (z elektrolytického) na čistotu 99,99%
Pásmovou rafinací lze vyrobit hliník čistoty téměř 100 %
V ČR se nevyrábí
Vyrobený hliník se odlévá do tvaru:
Housek
Bloků
Ingotů (kruhový nebo čtvercový průřez)
Desky
Housek
Bloků
Ingotů (kruhový nebo čtvercový průřez)
Desky
Podle počtu tavení rozeznáváme čistý hliník
a) Prvního tavení
Vyroben hutnicky přímo ze surovin a odlit přímo do obchodně obvyklých tvarů (desky, čepy, čtvercové ingoty nebo housky) nebo z odpadu vznikajícího při zpracovávání polotovaru z čistého hliníku (např. ve válcovně)
Výroba v několika jakostech
Zpracování tvářením za tepla i za studena
ČSN rozeznává následující jakosti
Vyroben hutnicky přímo ze surovin a odlit přímo do obchodně obvyklých tvarů (desky, čepy, čtvercové ingoty nebo housky) nebo z odpadu vznikajícího při zpracovávání polotovaru z čistého hliníku (např. ve válcovně)
Výroba v několika jakostech
Zpracování tvářením za tepla i za studena
ČSN rozeznává následující jakosti
| Název | Značka | ČSN norma | Vlastnosti |
|---|---|---|---|
| Čistý hliník | Al 99,85 | 42 4002 |
|
| Elektrovodný hliník | E Al 99,5 | 42 4004 |
|
| Čistý hliník | Al 99,5 | 42 4005 |
|
| Rafinovaný hliník |
|
b) Druhého tavení
Přetavovaný
Získaný části nebo úplně z hliníkového odpadu
Určen:
- Chemický a potravinářský průmysl
- Výroba nádobí
Přetavovaný
Získaný části nebo úplně z hliníkového odpadu
Určen:
- Chemický a potravinářský průmysl
- Výroba nádobí
Vlastnosti hliníku
Hustota: 2 700 kg.m-3
Smrštivost při přechodu z tekutého stavu do tuhého: 1,7 až 1,8 %
Smrštivost při přechodu z tekutého stavu do tuhého: 1,7 až 1,8 %
Elektrická vodivost:
- asi 60% čisté mědi
- 34 S
- asi 60% čisté mědi
- 34 S
Pevnost v tahu měkkého čistého hliníku je 40 až 70 MPa při tažnosti 30 %
Tvrdost HB: 15 až 23
Teplota tavení: 660 °C
Tvářením za studena může hliník dosáhnout pevnosti více než 200 MPa při tažnosti 1 až 2 % a tvrdosti HB 35 až 40
Po ohřevu na teplotu 360 až 450 °C a při rychlém ochlazení dosáhne kov opět původní měkkosti
Tvrdost HB: 15 až 23
Teplota tavení: 660 °C
Tvářením za studena může hliník dosáhnout pevnosti více než 200 MPa při tažnosti 1 až 2 % a tvrdosti HB 35 až 40
Po ohřevu na teplotu 360 až 450 °C a při rychlém ochlazení dosáhne kov opět původní měkkosti
Odolnost proti povětrnostním vlivům: Dobrá (Na vzduchu vytváří hliník velmi odolnou, nevodivou, ochrannou vrstvičku oxidů, která chrání před další oxidací.)
Eloxování: Zvýšení odolnosti proti korozi, tím že se "zesílí" ochranná vrstvička oxidů umělou oxidací. (Možnost různých barev povrchů -> Použití: k výrobě ozdobných předmětů a bižutérie)
Nebezpečná je elektrolytická koroze (vzniká při styku dvou různých kovů v elektrolytu (např. vlhkostí vzduchu vznikne galvanický článek -> začne se rozpouštět kov méně elektrochemicky odolný (většinou to bývá hliník)
Poměrně dobře odolává:
- Mořské vodě
- Neutrálním nebo oxidačním roztokům soli
- Koncentrované kyselině dusičné
- Mořské vodě
- Neutrálním nebo oxidačním roztokům soli
- Koncentrované kyselině dusičné
Málo odolný proti zásadám
Tváření hliníku
Za tepla 450 až 500 °C
Velmi dobře tvárný i za studena
Při intenzivním tváření hliník zpevní -> před dalším tvářením se musí vyžíhat (ohřát na 340 až 380 °C a 2 až 4 hodiny ochlazovat na vzduchu)
Za tepla 450 až 500 °C
Velmi dobře tvárný i za studena
Při intenzivním tváření hliník zpevní -> před dalším tvářením se musí vyžíhat (ohřát na 340 až 380 °C a 2 až 4 hodiny ochlazovat na vzduchu)
Svařitelnost hliníku
Dobrá -> snadno oxiduje
Nutno používat pro svařování speciálních tavidel nebo ochrannou atmosféru argonu
Dobrá -> snadno oxiduje
Nutno používat pro svařování speciálních tavidel nebo ochrannou atmosféru argonu
Pájení hliníku: Dobré
Lepení hliníku
Dobré
Pro Tenké hliníkové plechy a jejich slitiny
Pro lepení se používají uměle vytvrzovatelné pryskyřice, zejména epoxidovými
Dobré
Pro Tenké hliníkové plechy a jejich slitiny
Pro lepení se používají uměle vytvrzovatelné pryskyřice, zejména epoxidovými
Slévatelnost
Není dobrá
Lije se hlavně pod tlakem nebo odstředivě
Není dobrá
Lije se hlavně pod tlakem nebo odstředivě
Obrobitelnost
Není dobrá
Maže se -> tvoří dlouhé a měkké třísky -> nehodí se k práci na automatech
Není dobrá
Maže se -> tvoří dlouhé a měkké třísky -> nehodí se k práci na automatech
Použití hliníku
| Účel | Procentuální podíl |
|---|---|
| Slévárenské slitiny | 47% |
| Polotovary | 37% |
| Slitiny k tváření | 15% |
| Nespecifikované účely | 1% |
Použití ve velkém množství oborů
Strojírenství, doprava, stavebnictví, chemii
- Méně namáhané konstrukce a spotřební předměty -> uplatní se "malá" hmotnost či odolnost vůči korozi
Strojírenství, doprava, stavebnictví, chemii
- Méně namáhané konstrukce a spotřební předměty -> uplatní se "malá" hmotnost či odolnost vůči korozi
Potravinářství, farmakologie
- Hliníkové fólie
- Tepelná izolace -> odráží tepelné záření
- Používá se hliník čistoty nejméně 99%
- Hliníkové fólie
- Tepelná izolace -> odráží tepelné záření
- Používá se hliník čistoty nejméně 99%
Elektrotechnika:
- Vodiče všeho druhu
- Dnes se ve většině případů nahrazuje mědí
- Vodiče všeho druhu
- Dnes se ve většině případů nahrazuje mědí
Slitiny hliníku
Pro konstrukce se používají častěji různé slitiny hliníku než v čisté podobě
Vlastnosti slitin:
Malá hustota
Dobré mechanické vlastnosti
Nemagnetické
"Relativně" dobře obrobitelné
Vyhovující odolnost proti korozi
Malá hustota
Dobré mechanické vlastnosti
Nemagnetické
"Relativně" dobře obrobitelné
Vyhovující odolnost proti korozi
Základní druhy slitin:
a) Tvářené
Dobře tvárné
Zhotovují se: Plechy, dráty, trubky, různé profily, tyče, výkovky
b) Slévárenské
a) Tvářené
Dobře tvárné
Zhotovují se: Plechy, dráty, trubky, různé profily, tyče, výkovky
b) Slévárenské
Větší obsah příměsí
Nižší tvárnost
Nižší tvárnost
Vlastnosti se zlepšují vytvrzováním
Předmět se ohřeje na určitou teplotu (asi 500 °C) = rozpouštěcí žíhání
Předmět se rychle ochladí až na normální teplotu ponořením do vody
Předmět se nechá ležet několik dní na vzduchu při normální teplotě = přírodní stárnutí
nebo
Předmět se popustí
- Předmět se ohřeje na teplotu 150°C
- Teplota se udržuje několik hodin = umělé stárnutí
Rychlým ochlazením se získá měkká a houževnatá slitina
K vytvrzování jsou vhodné slitiny obsahující měď, křemík
Předpoklad vytvrzování: možnost nechat slitinu přechladit = rychlým ochlazením vytvořit přechlazený tuhý roztok - nerovnovážný stav
Vytvrzují se převážně tvářené slitiny
Předmět se ohřeje na určitou teplotu (asi 500 °C) = rozpouštěcí žíhání
Předmět se rychle ochladí až na normální teplotu ponořením do vody
Předmět se nechá ležet několik dní na vzduchu při normální teplotě = přírodní stárnutí
nebo
Předmět se popustí
- Předmět se ohřeje na teplotu 150°C
- Teplota se udržuje několik hodin = umělé stárnutí
Rychlým ochlazením se získá měkká a houževnatá slitina
K vytvrzování jsou vhodné slitiny obsahující měď, křemík
Předpoklad vytvrzování: možnost nechat slitinu přechladit = rychlým ochlazením vytvořit přechlazený tuhý roztok - nerovnovážný stav
Vytvrzují se převážně tvářené slitiny
Tvářené slitiny
Dural
Nejrozšířenější, nejznámější, nejstarší hliníková slitina
Složení: Al Cu4 Mg
Číselné značení:ČSN 42 4201
Hustota: 2 800 kg/m3
Teplota tavení: 540 až 650 °C
Složení: Al Cu4 Mg
Číselné značení:ČSN 42 4201
Hustota: 2 800 kg/m3
Teplota tavení: 540 až 650 °C
Duralumin
Důležitý konstrukční materiál ke stavbě letadel, kolejových vozidel a automobilů
Pro velký obsah mědi má menší odolnost proti korozi než čistý hliník nebo slitiny bez mědi
Důležitý konstrukční materiál ke stavbě letadel, kolejových vozidel a automobilů
Pro velký obsah mědi má menší odolnost proti korozi než čistý hliník nebo slitiny bez mědi
Plátovaný dural
Číselné značení: ČSN 42 4251
Dobrá odolnost vůči korozi
Vyrábí se naválcováním čistého hliníku Al 99,5 nebo slitiny Al Mg Si na duralové plechy/pásy
Tloušťka plátované vrstvy je z každé strany cca 2,5 až 7,5 % základního materiálu
Číselné značení: ČSN 42 4251
Dobrá odolnost vůči korozi
Vyrábí se naválcováním čistého hliníku Al 99,5 nebo slitiny Al Mg Si na duralové plechy/pásy
Tloušťka plátované vrstvy je z každé strany cca 2,5 až 7,5 % základního materiálu
Superdural
Složení slitiny: Al Cu4 Mg1
Číselné označení: ČSN 42 42 03
Vyšší obsah hořčíku ->Vysoká pevnost
Složení slitiny: Al Cu4 Mg1
Číselné označení: ČSN 42 42 03
Vyšší obsah hořčíku ->Vysoká pevnost
Z konstrukční slitin má největší pevnost má slitina Al Zn6 Mg Cu, číselné značení: ČSN 42 4222
Slitina Y
Vytvrzovaná slitina s přísadou niklu a dalších prvků
Použití: na výkovky a výlisky součástí namáhané za vyšších teplot (písty, hlavy válců spalovacích motorů)
Vytvrzovaná slitina s přísadou niklu a dalších prvků
Použití: na výkovky a výlisky součástí namáhané za vyšších teplot (písty, hlavy válců spalovacích motorů)
Vytvrzovatelná automatová slitina
Složení:l Cu Mg Pb Bi
Přísada Pb + Bi zlepšuje obrobitelnost, ve slitině ji je 1 až 2,5 %
Použití: Pro součásti obráběné na automatech
Odolnost proti korozi mořskou vodou a slabě alkalickými roztoky
Složení:l Cu Mg Pb Bi
Přísada Pb + Bi zlepšuje obrobitelnost, ve slitině ji je 1 až 2,5 %
Použití: Pro součásti obráběné na automatech
Odolnost proti korozi mořskou vodou a slabě alkalickými roztoky
Nevytvrzovatelné slitiny s přísadou:
2 až 7 % Mg
0,03 až 1 % Mn
Použití:
Stavba lodí
Chemický a potravinářský průmysl
Ložiskové kovy
V dnešní době vytlačují kompozice
Používají se tenké ocelové pánve s naplátovanou tenkou vrstvou (výstelkou) z hliníkových slitin
Použití: Pro kluzná ložiska velmi namáhaných strojů (např. automobily)
Tyto ložiskové pánve se vyrábějí z bimetalických pásů a jako výstelky se používá slitina Al Sn20
Životnost ložisek je větší než s kompozicemi
V dnešní době vytlačují kompozice
Používají se tenké ocelové pánve s naplátovanou tenkou vrstvou (výstelkou) z hliníkových slitin
Použití: Pro kluzná ložiska velmi namáhaných strojů (např. automobily)
Tyto ložiskové pánve se vyrábějí z bimetalických pásů a jako výstelky se používá slitina Al Sn20
Životnost ložisek je větší než s kompozicemi
Slévárenské slitiny
Lze odlít do:
- Písku
- Kokil i pod tlakem
- Písku
- Kokil i pod tlakem
Teplota roztaveného kovu: 700 až 750 °C
Nejčastěji legující prvek: Křemík (Si)
Nejčastěji legující prvek: Křemík (Si)
Silumin
Často používaný
Složení: Al Si13
Číselné značení: 42 4330
Teplota tavení: 577°C
Nutno očkovat těsně před litím (přidat maximálně 0,1 sodíku do roztaveného kovu) -> bez očkování by struktura slitiny byla hrubá a odlitek křehký
Hustota:2650 kg/m3
Slévatelnost:Výborná
Odolává různým korozním vlivům
Obrobitelnost:Špatná
Přísadou hořčíku se zlepší mechanické vlastnosti -> umožnění vytvrzování (číselné značení: 42 4331)
Vytvrzený silumin se používá na:
- Skříně leteckých a vznětových motorů
- Součásti automobilového a leteckého průmyslu
- Složité tenkostěnné odlitky
Často používaný
Složení: Al Si13
Číselné značení: 42 4330
Teplota tavení: 577°C
Nutno očkovat těsně před litím (přidat maximálně 0,1 sodíku do roztaveného kovu) -> bez očkování by struktura slitiny byla hrubá a odlitek křehký
Hustota:2650 kg/m3
Slévatelnost:Výborná
Odolává různým korozním vlivům
Obrobitelnost:Špatná
Přísadou hořčíku se zlepší mechanické vlastnosti -> umožnění vytvrzování (číselné značení: 42 4331)
Vytvrzený silumin se používá na:
- Skříně leteckých a vznětových motorů
- Součásti automobilového a leteckého průmyslu
- Složité tenkostěnné odlitky
Žádné komentáře:
Okomentovat