Процесс изготовления алюминиевого профиля: от начального сырья до конечного продукта

Производство алюминиевого профиля — это многоступенчатый процесс, начинающийся с добычи и подготовки сырья и заканчивающийся выпуском готовых изделий, которые находят применение в самых разных областях: от строительства до авиации. Алюминий благодаря своим уникальным свойствам, таким как легкость, прочность, коррозионная стойкость и легкость обработки, пользуется большим спросом в индустриальных и бытовых приложениях.

Основные этапы производства

1. Подготовка сырья
   • Алюминий получают из бокситов — это главное сырье. Бокситы подвергают процессу глубокой переработки, известному как Байеровский процесс, в результате которого из них извлекается оксид алюминия (алюминий).
   • Далее оксид алюминия преобразуется в чистый алюминий посредством электролитического восстановления в электролизерах.
2. Литье
   • Полученный алюминий заливают в большие формы для получения слитков, которые могут быть различной формы и размера в зависимости от конечного продукта.
3. Гомогенизация
   • Слитки алюминия подвергаются процессу гомогенизации, который заключается в их нагреве до температуры, близкой к температуре плавления, с последующим контролируемым охлаждением. Это необходимо для устранения внутренних напряжений и улучшения механических свойств материала.
4. Экструзия (выдавливание)
   • Гомогенизированные слитки нагревают до 400-500 °C и подают в пресс для экструзии, где алюминий выдавливается через матрицу, придавая ему необходимую форму профиля.
   • Профили могут иметь различное сечение — от простых оконных рам до сложных конструкций для автомобильной промышленности.
5. Охлаждение
   • Сразу после формирования, профили охлаждают с помощью воздуха или воды, что предотвращает их деформацию.
6. Искусственное старение
   • Этот процесс необходим для увеличения прочности и твердости профилей. Профили подвергаются тепловой обработке, которая заключается в поддержании температуры в течение определенного времени.
7. Поверхностная обработка
   • Поверхностная обработка может включать анодирование, покрытие порошковой краской или ламинацию для улучшения внешнего вида и увеличения коррозионной стойкости.

Выбор сырья: алюминиевые сплавы и их свойства

Для производства алюминиевых профилей используют различные сплавы, свойства которых определяют их применение в тех или иных изделиях. Алюминиевые сплавы выбираются на основе их физических, химических и механических свойств, которые влияют на стоимость производства, прочность, вес, коррозийную стойкость и другие важные характеристики профиля.

1. Серии сплавов
   • Серия 1000 (чистый алюминий)
     • Преимущественно состоит из алюминия с минимальным добавлением других элементов. Этот сплав обладает высокой коррозионной стойкостью и хорошей электрической проводимостью, но низкой прочностью.
   • Серия 2000 (алюминий-медь)
     • Сплавы этой серии обладают высокой прочностью и хорошей устойчивостью к усталости, но средней коррозионной стойкостью. Используются в авиационной и военной промышленности.
   • Серия 3000 (алюминий-марганец)
     • Увеличенное содержание марганца повышает прочность сплава по сравнению с серией 1000, при этом сохраняется хорошая коррозионная стойкость. Широко применяется в химической промышленности и при производстве бытовой техники.
   • Серия 6000 (алюминий-магний-кремний)
     • Является одним из самых распространенных сплавов для производства профилей, благодаря своей превосходной коррозионной стойкости и хорошим механическим свойствам. Идеально подходит для конструкций, требующих хорошей свариваемости и машинной обработки.
2. Свойства сплавов
   • Прочность: Сплавы 2000 и 6000 серий обеспечивают высокую прочность, что критично для конструкционных элементов.
   • Коррозионная стойкость: Сплавы серии 1000 и 3000 предлагают лучшую стойкость против коррозии, что важно для использования в агрессивных средах.
   • Теплопроводность: Чистый алюминий обладает высокой теплопроводностью, что делает его идеальным для радиаторов и охлаждающих систем.
   • Пластичность: Высокая пластичность чистого алюминия и сплавов серии 3000 позволяет создавать профили сложных форм.

Купить алюминиевый профиль для светодиодных светильников можно в компании ООО «А-ЛЕД.ПРО«, где предлагается широкий ассортимент профилей, способных удовлетворить любые технические и аэстетические потребности.

Процесс плавки и очистки алюминия

Процесс плавки и очистки алюминия является критическим этапом в производстве алюминиевых профилей, так как именно здесь определяются чистота и качество конечного продукта. Этот процесс делится на несколько ключевых стадий, начиная от подготовки сырья до получения чистого металла, готового к дальнейшим операциям формования.

1. Подготовка сырья
   • Сбор и сортировка: Сначала собирают и сортируют алюминиевый лом и отходы производства, которые будут использоваться в качестве сырья. Это включает в себя удаление всех видов загрязнений и неметаллических включений.
   • Измельчение: Сырье измельчают для уменьшения размеров, что облегчает последующее плавление.
2. Плавка
   • Загрузка в печь: Измельченный лом загружают в плавильные печи, которые могут быть различных типов, включая роторные и стационарные.
   • Плавление: При температуре около 660 градусов Цельсия алюминий плавится, превращаясь в жидкий металл. Этот процесс требует строгого контроля температуры и времени для избежания потерь металла и минимизации окисления.
3. Очистка
   • Удаление шлака: По мере плавления на поверхности металла образуется шлак, который необходимо регулярно удалять для предотвращения его вмешательства в качество алюминия.
   • Флотация: Жидкий алюминий проходит через процесс флотации, где с помощью газов (часто аргон) удаляются нежелательные примеси и включения.
   • Рафинирование: Для повышения чистоты металла используют различные методы рафинирования, включая электролитическое и химическое. Это помогает удалить такие примеси, как железо, кремний и другие.
4. Подготовка к литью
   • Слитки: Очищенный алюминий заливают в формы для создания слитков, которые затем можно использовать для гомогенизации и экструзии.
   • Контроль качества: Перед заливкой в формы, жидкий алюминий проходит контроль качества на соответствие заданным спецификациям.

Этот процесс не только обеспечивает получение алюминия высокой чистоты, но и влияет на экономичность всего производства за счет повторного использования отходов. Максимальная очистка и правильное управление плавкой позволяют получить материал, соответствующий всем требованиям к последующей обработке и использованию в различных промышленных сферах. Подобный подход к переработке не только экономит ресурсы, но и снижает экологическую нагрузку, делая производство алюминиевых профиля наиболее выгодным.

Как вам статья?