NHÔM Cơ Lý hóa Nhôm

  • Mô tả
  • Thông số kỹ thuật

QUI TRÌNH LUYỆN NHÔM

Từ khai quặng dến thành phẩm thương mại

Khai thác bauxite

Sản xuất nhôm bắt đầu từ bauxite, “quặng nhôm”. Hầu hết bauxite được khai thác ở các khu vực nhiệt đới, với khoảng 50km2 đất mới được khai thác mỗi năm. Đồng thời, một vùng đất phù hợp được khôi phục lại tự nhiên.

 

Sản xuất alumina

Ôxít nhôm nguyên chất, được gọi là alumina, được chiết tách từ bauxite thông qua một quá trình gọi là tinh luyện, bao gồm hai bước: quá trình phân hủy,  qua việc sử dụng xút (soda), cho phép tách nhôm hydroxit từ cặn bauxite, tiếp theo là bước nung để loại bỏ hàm lượng nước  có trong hydroxit.

Cả nhôm hydroxit và nhôm oxit đều có những ứng dụng  ra bên ngoài ngành công nghiệp kim loại.

 

Sản xuất kim loại nhôm sơ cấp

Nhôm nóng chảy được chiết tách từ alumina thông qua một quá trình điện phân gọi là luyện kim,  qua đó phá vỡ liên kết hóa học mạnh mẽ của các nguyên tử nhôm và oxy bằng một dòng điện mạnh. Sau đó kim loại lỏng  nhận được, sẽ được chuyển vào xưởng đúc, nơi nó được điều chế , hợp kim hóa  theo đặc điểm kỹ thuật và sau đó đúc thành thỏi để sử dụng cho các bước sản xuất sau này.

Sử dụng nhôm

Nhôm sơ cấp được đúc thành thỏi và được sử dụng trong sản xuất hợp kim nhôm. Nhôm có thể được cán thành các tấm theo các chiều dầy , từ đó được ứng dugnj cho rất nheieuf ngành công nghiệp: sản xuất lon nước giải khát, cũng như các bộ phận của thân xe và một số lớn nhôm được sử dụng cho nhiều lĩnh vực  sản phẩm khác…. Ngoài ra còn được sử dụng quá trình tạo hình đùn, nhôm được định hình ở các hình dạng theo  yêu cầu và mang lại khả năng gần như không giới hạn trong thiết kế sản phẩm.

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA NHÔM

Nhôm là kim loại có một dạng thù hình, có mạng lập phương tâm mặt với thông số mạng a = 4,04 A0, có các tính chất như sau:

-   Khối lượng riêng nhỏ ( = 2,7g/cm3).

-   Tính dẫn diện và dẫn nhiệt cao, có độ giãn nở nhiệt nhỏ.

-   Tính chống ăn mòn cao (vì có màng ôxit Al2O3 xít chặt bảo vệ).

-   Nhiệt độ chảy thấp (660 độ C) có thể làm dễ ràng cho quá trình nấu luyện song các hợp kim nhôm không làm việc được ở nhiệt độ cao. Tính đúc không cao do độ co ngót lớn (lên tới 6%).

-   Cơ tính thấp (σb = 6Kg/mm2, HB = 25, δ = 40%) do đó rất dễ biến dạng, tính gia công cắt thấp.

 

HỆ THỐNG KÝ HIỆU MÁC HỢP KIM NHÔM

-   TCVN 1659-75 quy định ký hiệu nhôm bằng chữ Al và số chỉ % của nhôm, ví dụ Al99, Al99,5.

-   Theo tiêu chuẩn  AA (Aluminium Association) của Mỹ. Nhôm được ký hiệu AA 1xxx, ba số xxx khi biết sẽ dùng để tra bảng để biết tính chất cụ thể. Ví dụ AA 1100 có 99,00% Al.

-   Theo tiêu chuẩn ГOCT của Nga, nhôm nguyên chất được ký hiệu bằng chữ A và số tiếp theo chỉ mức độ sạch. Ví dụ A999 có 99,999% Al; Al995 có 99,995% Al.

Hợp kim nhôm được phân làm 2 nhóm chính là hợp kim nhôm biến dạng và hợp kim nhôm đúc.

Theo TCVN hợp kim của nhôm được ký hiệu bằng các ký hiệu hóa học của các nguyên tố và theo sau mỗi ký hiệu là số chỉ hàm lượng theo %. Nếu là hợp kim nhôm đúc, ở cuối cùng ghi thêm chữ Đ.

Theo tiêu chuẩn AA của Mỹ. Hợp kim nhôm được ký hiệu AA xxxx, số đầu tiên có nghĩa như Bảng dưới đây, ba số xxx tiếp theo sẽ dùng để tra bảng để biết cụ thể các tính chất.

Ký hiệu mác nhôm:

Loại biến dạng

Loại đúc

1xxx - nhôm sạch (≥ 99,0%),   

 1xx.x - nhôm thỏi sạch thương phẩm,

2xxx - Al - Cu, Al - Cu - Mg,  

 2xx.x - Al - Cu,

3xxx - Al -Mn,                                      

3xx.x - Al - Si - Mg, Al - Si - Cu,

4xxx - Al - Si,                              

 4xx.x - Al - Si,

5xxx - Al - Mg,                                

 5xx.x - Al - Mg,

6xxx - Al - Mg - Si,                         

 6xx.x - không có,

7xxx - Al - Zn - Mg, Al - Zn - Mg - Cu,

7xx.x - Al - Zn,

8xxx - Al - các nguyên tố khác      

 8xx.x - Al - Sn.

 

HỆ THỐNG KÝ HIỆU CÁC TRẠNG THÁI CỨNG

Để ký hiệu trạng thái gia công và hóa bền, các nước phương Tây thường dùng các ký hiệu sau:


F: trạng thái phôi thô,


O: ủ và kết tinh lại,


H: hóa bền bằng biến dạng nguội, trong đó:


     H1x (x từ 1 đến 9): thuần túy biến dạng nguội với mức độ khác nhau,
     H2x (x từ 2 đến 9): biến dạng nguội rồi ủ hồi phục,
     H3x (x từ 2 đến 9): biến dạng nguội rồi ổn định hóa,


T: hóa bền bằng tôi + hóa già, trong đó:

    T1: biến dạng nóng, tôi, hóa già tự nhiên,
    T3: tôi, biến dạng nguội, hóa già tự nhiên,
    T4: tôi, hóa già tự nhiên (giống đoạn đầu và cuối của T3),
    T5: biến dạng nóng, tôi, hóa già nhân tạo (hai đoạn đầu giống T1),
    T6: tôi, hóa già nhân tạo (đoạn đầu giống T4),
    T7: tôi, quá hóa già,
    T8: tôi, biến dạng nguội, hóa già nhân tạo (hai đoạn đầu giống T3),
    T9: tôi, hóa già nhân tạo, biến dạng nguội (hai đoạn đầu giống T6).

 (ngoài ra còn Txx, Txxx, Txxxx).

TCVN 1659-75 có quy định cách ký hiệu hợp kim nhôm được bắt đầu bằng Al và tiếp theo lần lượt từng ký hiệu hóa học của nguyên tố hợp kim cùng chỉ số % của nó, nếu là hợp kim đúc sau cùng có chữ Đ. Ví dụ AlCu4Mg là hợp kim nhôm chứa ~4%Cu, ~1%Mg. Với nhôm sạch bằng Al và số chỉ phần trăm của nó, ví dụ Al99, Al99,5.