Is é alúmanam an dúil miotail is flúirseach i screamh an domhain. Is é an miotal neamhfheiriúil leis an dara haschur agus an úsáid is mó ar domhan i ndiaidh cruach. Tá dlús íseal aige, thart ar 1/3 de chruach. Ós rud é go bhfuil alúmanam íon bog agus neart íseal aige, dá bhrí sin, trí mhéid beag d’eilimintí cosúil le maignéisiam, copar, since, sileacan, agus litiam a chur le halúmanam, is fearr feidhmíocht chóimhiotal alúmanaim. Is iad cóimhiotail alúmanaim na hábhair struchtúracha miotail neamhfheiriúla is mó a úsáidtear sa tionscal mar gheall ar a n-airíonna meicniúla den scoth agus a bhfriotaíocht creimeadh. Úsáidtear go forleathan iad i dtionscail na tógála, an aeraspáis, na ngluaisteán, na déantúsaíochta innealra, na tógála long agus na gceimiceán.
Tá airíonna den scoth ag cóimhiotail alúmanaim i meicnic agus i gceimic:
① Gnéithe meicniúla, léirithe go príomha i ndlús íseal, neart ard, modúl ard, etc. Tá dlús íseal ag alúmanam agus tá sé níos éadroime ná miotail eile, níl ach 1/4 den chruach, mar sin tá sé oiriúnach le húsáid i réimsí a bhfuil riachtanais arda maidir le meáchan éadrom iontu;
② Maidir le hairíonna ceimiceacha, toisc gur féidir le cóimhiotal alúmanaim scannán dlúth ocsaíde a fhoirmiú ar a dhromchla san aer, is féidir leis é féin a chosaint ar ocsaídiú domhain. Dá bhrí sin, tá friotaíocht creimeadh den scoth aige agus comhdhéanamh ceimiceach an-chobhsaí.
③Tá dea-phlaisteacht ag cóimhiotal alúmanaim agus is féidir é a phróiseáil i bpróifílí éagsúla. Tá seoltacht leictreach agus theirmeach den scoth aige. Dá bhrí sin, úsáidtear go forleathan é sa tionscal, agus níl ach cruach ina dhá rogha eile.
Faoi láthair, tá níos mó ná 250 cóimhiotal alúmanaim le comhdhéanamh éagsúil sa tionscal. Chun an t-idirdhealú a éascú, de réir na gcomhdhéanamh cóimhiotal éagsúil, glacann an tSín leis an modh aicmithe grád ceithre dhigit atá glactha go hidirnáisiúnta chun marcáil láithreáin táirgthe, cuimhne agus bainistíocht ríofa a éascú. Áirítear ar na cóimhiotail alúmanaim a úsáidtear sa tionscal míleata den chuid is mó cóimhiotail alúmanaim-litiam, cóimhiotail alúmanaim sraith 2XXX (A1-Cu-Mg) agus sraith 7XXX.
Éileamh an mhargaidh agus treocht forbartha ábhar cóimhiotal alúmanaim éagsúla
Cóimhiotal alúmanaim sraith 2XXX
Tá neart teanntachta ard, déine agus neart tuirse, friotaíocht teasa mhaith, airíonna próiseála agus táthúcháin ag cóimhiotail alúmanaim sraith 2XXX (A1-Cu-Mg), agus úsáidtear go forleathan iad i dtionscail aeraspáis, feithicleach agus arm. Is iad na príomhghráid ná 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, etc. Forbraíodh sraith cóimhiotail chun neart, meaitseáil déine, agus caoinfhulaingt damáiste a fheabhsú, amhail cóimhiotail 2024, 2124, 2524, 2324, etc.
Tá samhlacha trealaimh na Síne ag forbairt i dtreo meáchan éadrom, saolré fada, ard-iontaofachta agus costas íseal, agus tá ceanglais arda acu maidir le diana briste, friotaíocht iomadú scoilteanna agus friotaíocht creimeadh ábhar craicinn an fhiúsálaig. Bunaithe ar an pláta tiubh cóimhiotal alúmanaim 2024-T351, tá cóimhiotail alúmanaim 2324, 2624 agus cóimhiotail alúmanaim eile a bhfuil ard-fhulaingt damáiste acu forbartha ag tíortha iasachta don dromchla sciatháin íochtarach le neart, diana, friotaíocht tuirse agus creimeadh éagsúil, agus tá suiteáil agus cur i bhfeidhm bainte amach acu. Tá cóimhiotail alúmanaim sraith 2XXX a bhfuil ard-fhulaingt damáiste acu á bhforbairt ag an tSín. Amach anseo, beidh micrea-chóimhiotalú ilchodach ina threo forbartha tábhachtach do chóimhiotail alúmanaim ard-neart sraith Al-Cu-Mg.
Cóimhiotal alúmanaim sraith 4XXX
Faoi láthair, úsáidtear cóimhiotail Al-Si eiteicteacha agus hipeiteicteacha den chuid is mó le haghaidh loiní gluaisteán sa tSín. Mar sin féin, le feabhas leanúnach ar riachtanais fheidhmíochta innill, tá sé deacair riachtanais feidhmíochta a chomhlíonadh. Tá dlús íseal, comhéifeacht leathnú líneach beag, friotaíocht caitheamh níos airde agus cobhsaíocht toirte ag cóimhiotal Al-Si hipeiteicteach, agus is ábhar loine níos fearr é i gcomparáid le cóimhiotail Al-Si eiteicteacha. Tá loiní cóimhiotail Al-Si hipeiteicteacha mais-tháirgthe thar lear agus curtha i bhfeidhm ar thrucailí agus ar ghluaisteáin, amhail cóimhiotal A390 sna Stáit Aontaithe, cóimhiotail AC9A agus AC8A (ZL109) sa tSeapáin, agus cóimhiotal A390 san Astráil. Mar sin féin, is beag monaróir sa tSín faoi láthair a tháirgeann loiní cóimhiotail Al-Si hipeiteicteacha, agus braitheann an chuid is mó díobh ar allmhairí. Ina theannta sin, tá bearna mhór idir ábhair chóimhiotail alúmanaim turbocharger feithicleach agus tíortha iasachta. Braitheann ábhair chóimhiotail alúmanaim turbocharger feithicleach ardfheidhmíochta den chuid is mó ar an tSeapáin agus ar thíortha eile. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach ábhair chóimhiotal alúmanaim feithicleach a fhorbairt le haghaidh loiní ardfheidhmíochta agus impellerí turbocharger.
Cóimhiotail Alúmanaim Sraith 5XXX
Tá neart sonrach ard, dea-tháthaitheacht agus friotaíocht creimeadh ag cóimhiotail Al-Mg, go háirithe cóimhiotail Al-Mg a bhfuil cion ard Mg iontu, agus beidh siad ina n-ábhair an-iomaíocha san aeraspás, i dtraenacha ardluais, sna haigéin agus i réimsí eile amach anseo. Faoi láthair, braitheann plátaí cóimhiotail Al-Mg, próifílí agus sreanga táthúcháin le haghaidh aeraspáis, traenacha, aigéin agus feidhmeanna eile den chuid is mó ar allmhairí. Tá margadh na sreinge táthúcháin ardleibhéil faoi mhonaplaíocht ALCOA sna Stáit Aontaithe den chuid is mó. Braitheann cóimhiotail ER5183 agus ER5356 den chuid is mó ar allmhairí, agus is ionann an méid allmhairithe agus thart ar 70% dá ndíolacháin. Braitheann cóimhiotail Al-Mg do longa den chuid is mó ar an Rúis. Tá deindrídí dea-fhorbartha, deighilt chéime eiteictigh throm, agus feidhmíocht fhoirmithe bhocht ag ingotanna traidisiúnta de chóimhiotail a bhfuil cion ard Mg iontu. Tá go leor fadhbanna fós ag baint leis na modhanna próiseála reatha, amhail feidhmíocht íseal, droch-chaighdeán dealraitheach, próiseas fada, cáilíocht éagobhsaí, agus toradh íseal. Is féidir le soladú agus foirmiú fo-thapa deascadh Mg a chosc, agus ag an am céanna is féidir é a rialáil chun criostail chomhionanna míne agus céimeanna nana-deasctha a fháil, rud a fheabhsaíonn feidhmíocht agus aonfhoirmeacht an ábhair go mór. Dá bhrí sin, meastar go gcomhlíonfaidh forbairt teicneolaíochta easbhrúite agus rollta reolaíoch leanúnach sholadaithe fo-thapa le haghaidh cóimhiotail Al-Mg ardfheidhmíochta an t-éileamh ar chóimhiotail Al-Mg ardchaighdeáin.
Cóimhiotail Alúmanaim Sraith 6XXX
Is ábhair ríthábhachtacha iad ábhair chóimhiotail alúmanaim sraith 6XXX i réimsí an iompair iarnróid, na ngluaisteán, na leictreonaice, etc. Ó na 1980idí i leith, tá cóimhiotail alúmanaim forbartha do ghluaisteáin, gráid chláraithe ar nós 6009, 6016, 6010, 6111, 6022, agus 6082, forbartha ag tíortha agus réigiúin forbartha ar nós na hEorpa, na Stát Aontaithe, agus an tSeapáin, agus tá córas táirgthe agus cur i bhfeidhm réasúnta iomlán bunaithe acu do phainéil choirp gluaisteán, easbhrúiteáin, gaibhneachta, etc. Níl tús curtha le taighde agus forbairt tionsclaíochta ar phainéil choirp agus gaibhneachta cóimhiotail alúmanaim sraith 6XXX sa tSín ach anois, agus tá bearna shoiléir ann. Tá sé molta ag Aireacht Tionscail agus Teicneolaíochta Faisnéise na Síne gurb iad seo a leanas na bileoga cóimhiotal alúmanaim feithicleach atá le forbairt: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, etc. Tá fadú A50 nach lú ná 25%, luach r nach lú ná 0.60, neart toraidh páirceála 60 d Rp0.2 nach lú ná 140 N/mm2 agus méadú neart toraidh cruaithe péint nach lú ná 80 N/mm2 ag an mbileog chóimhiotal alúmanaim sraith 6XXX tipiciúil. Mar fhreagra ar riachtanais éagsúla, tá forbairt teicneolaíochta dearaidh, ullmhúcháin agus próiseála cóimhiotail alúmanaim sraith 6XXX ina treocht forbartha dosheachanta.
Cóimhiotail Alúmanaim Sraith 7XXX
Tá friotaíocht mhaith creimeadh struis ag cóimhiotail alúmanaim sraith 7XXX agus is iad an tsraith is láidre i measc na gcóimhiotail alúmanaim. Aithnítear go hidirnáisiúnta iad mar ábhair dhroma na heitlíochta. Le déanaí, d'fhorbair tíortha coigríche cóimhiotal 7055 (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr), a bhfuil a strus toraidh níos mó ná 620 MPa i riocht T77511. Úsáidtear é in aerárthaí Boeing 777 agus laghdaíonn sé meáchan faoi 635 kg. Faoi láthair, níl teicneolaíocht chórasach dearaidh agus ullmhúcháin agus próiseála cóimhiotail ag an tSín do chóimhiotail alúmanaim sraith 7XXX don eitlíocht, agus tá roinnt táirgí ag brath go hiomlán ar allmhairí. Mar gheall ar na tinní mórscála de chóimhiotail alúmanaim sraith 7XXX le go leor eilimintí cóimhiotail, raon soladaithe leathan, strus réitigh mór, agus ocsaídiú/deighilt éasca d'eilimintí cóimhiotail, tá droch-chaighdeán miotalóireachta na dtinní agus tá an fheidhmíocht fhoirmithe teocht an tseomra íseal, tá sé ríthábhachtach cóimhiotail alúmanaim nua sraith 7XXX a fhorbairt.
Cóimhiotal alúmanaim-litiam (Al-Li)
Is é cóimhiotal alúmanaim-litiam an t-ábhar éadrom is mó fáis in ábhair eitlíochta le blianta beaga anuas. Tá tréithe dlúis íseal, modúl leaisteach ard, dolúbthacht shonrach ard, dea-fheidhmíocht tuirse, agus friotaíocht creimeadh aige. Tar éis cóimhiotail alúmanaim thraidisiúnta a athsholáthar, is féidir an mais a laghdú 10% ~ 20% agus is féidir an dolúbthacht a mhéadú 15% ~ 20%. Go luath san 21ú haois, sheol an comhlacht Meiriceánach ALCOA an “Plean ALCOA Aviation 20/20”, leis an sprioc costas agus meáchan cóimhiotail alúmanaim eitlíochta a laghdú 20% an ceann laistigh de 20 bliain. D'fhorbair Constellium cóimhiotail alúmanaim-litiam 2050 agus 2198 (Al-Cu-Li-Mg-Ag) le dlús íseal, diana ard agus lamháltas ard damáiste. Is beag grád cóimhiotail Al-Li atá forbartha go neamhspleách sa tSín, agus níor úsáideadh ach an cóimhiotal 1420. Soláthraíonn Alcoa an cóimhiotal alúmanaim-litiam a úsáidtear san aerárthach paisinéirí C919. Sa bhaile, ní féidir ach gráid theoranta cóimhiotail ar nós 1420, 2195, 2197, agus 2A97 a tháirgeadh, agus níl sna tinní ach tinní cothroma faoi bhun ((310~400)×1280×4000) mm agus tinní cruinne faoi bhun φ650 mm. Níl tinní cothroma (2B16) le tiús níos mó ná 60 mm agus leithead níos mó ná 1500 mm, agus tinní (2B16) le trastomhas níos mó ná 1500 mm i réimse na bhfeidhmchlár eitlíochta ardleibhéil táirgthe go tionsclaíoch go fóill. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach dearadh nua cóimhiotail alúmanaim-litiam, ullmhú tinní thar a bheith mór agus teicneolaíocht próiseála domhain a fhorbairt.
Cóimhiotal alúmanaim atá frithsheasmhach in aghaidh teasa
Is ábhair bhunúsacha ríthábhachtacha iad cóimhiotail alúmanaim atá frithsheasmhach in aghaidh teasa i réimsí an aeraspáis, na ngluaisteán, an iompair iarnróid, srl. trí eilimintí ar nós Si, Fe, Ni, Ag, agus créanna neamhchoitianta a rialáil chun cóimhiotail alúmanaim a dhéanamh frithsheasmhach in aghaidh ocsaídiúcháin agus creep ag teochtaí arda. I measc na gcóimhiotail alúmanaim traidisiúnta atá frithsheasmhach in aghaidh teasa tá: 2519, 2618, 2219, 2D70, srl. Le forbairt thapa thionscail an aeraspáis agus na ngluaisteán, cuirtear ceanglais níos airde ar chóimhiotail alúmanaim atá frithsheasmhach in aghaidh teasa. Tá luas cúrsála ard ag an nglúin nua de scairdeanna trodaire, agus tá teocht oibriúcháin chraiceann an fhiúsáiste os cionn 150°C. Faoi láthair, tá teocht úsáide fadtéarmach cóimhiotail alúmanaim atá frithsheasmhach in aghaidh teasa amhail 2618 agus 2D70 faoi bhun 150°C. Tá sé ríthábhachtach cóimhiotail alúmanaim nua atá frithsheasmhach in aghaidh teasa a fhorbairt.
Cóimhiotal Al-Sc le cion scaindiam (Sc) thar a bheith íseal
Tá airíonna den scoth ag cóimhiotal Al-Sc amhail neart ard, plaisteacht mhaith agus friotaíocht creimeadh, agus tá sé ina ghlúin nua d’ábhair éadroma don aeraspás, do longa, etc. i ndiaidh chóimhiotal Al-Li. Tá neart teanntachta chóimhiotal Al-Mg ina bhfuil rianmhéideanna scaindiam 30% níos airde ná neart teanntachta chóimhiotal 5083, agus tá an neart toraidh níos mó ná dúbailte. Tá a intháthaitheacht inchomparáide le hintáthaitheacht chóimhiotail shraith 5XXX traidisiúnta, tá airíonna meicniúla an chrios teasa-thionchair agus an táthú cothrom le hairíonna an mhaitrís, agus tá a fhriotaíocht creimeadh inchomparáide le friotaíocht chóimhiotail 5083. Is féidir éifeachtaí suntasacha laghdaithe meáchain a bhaint amach trí chóimhiotail shraith 5XXX nó 6XXX a athsholáthar i ndéantúsaíocht comhpháirteanna aeraspáis, agus is ábhar níos fearr é freisin d’fheithiclí gluaisteán agus d’iarnróid. Tá an Rúis chun tosaigh ar fud an domhain i bhforbairt cóimhiotail alúmanaim ina bhfuil scaindiam, agus tá cóimhiotail Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn-MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc, agus Al-Cu-Mg-Sc déanta aici le cion scaindiam de 0.18% ~ 0.5%. Chun cur i bhfeidhm cóimhiotail alúmanaim-scaindiam san aeraspás agus i ngluaisteáin a chur chun cinn, tá cóimhiotail alúmanaim ina bhfuil scaindiam liostaithe ag Aireacht Tionscail agus Teicneolaíochta Faisnéise na Síne mar cheann de na hábhair nua le haghaidh forbartha tosaíochta. Tá acmhainní scaindiam saibhir sa tSín agus tá líne táirgthe eastósctha ocsaíd scaindiam ard-íonachta tógtha aici, ag leagan an bhunchloch d'fhorbairt cóimhiotail alúmanaim-scaindiam.
Cóimhiotal alúmanaim stampála te grád 500 MPa le haghaidh gluaisteán
Tá bearna fós ann maidir le hábhair chóimhiotail alúmanaim ard-neart a stampáil te sa tSín. Is bealach éifeachtach é an meascán d'ábhair nua agus forbairt próiseas foirmithe nua chun fadhb foirmithe páirteanna gluaisteán cóimhiotail alúmanaim ard-neart a réiteach. Tá ionchais thábhachtacha ann maidir le páirteanna gluaisteán casta-chruthacha a mhonarú trí dhíriú ar chóimhiotail sraith 7XXX, cóimhiotail 2XXX a iniúchadh go gníomhach, agus ábhair chóimhiotail alúmanaim grád 500 MPa a fhorbairt le haghaidh stampála te.
Ábhair chomhchodacha bunaithe ar alúmanam
Pláta ilchodach ilchiseal alúmanaim-cruach: Tá an nasc éifeachtach idir deiceanna alúmanaim agus cruach anois ar cheann de na srianta maidir le meáchan a chur ar fhorstruchtúir long mhóra. Soláthraíonn an t-alt trasdula ilchodach alúmanaim-cruach a úsáidtear le haghaidh táthú idir cabhlacha alúmanaim agus cruach réiteach chun an próiseas traidisiúnta ribeála a athsholáthar. D'fhorbair Honda teicneolaíocht cheangail cruach agus alúmanaim a úsáidfear ar fud an domhain i bhfrámaí gluaisteán mais-tháirgthe. Faoi láthair, is ón thar lear den chuid is mó a allmhairítear na hailt ilchodacha alúmanaim-cruach a úsáidtear sa tSín, agus tá praghas chomh hard le 4 × 10 5 CNY / t orthu. Leis na longa mórscála amach anseo, tá teochtaí táthúcháin níos airde, strus imthacaí níos mó, agus comhéadain nasctha níos láidre ag teastáil le haghaidh hailt trasdula, agus tá géarghá le hailt alúmanaim-cruach ardfheidhmíochta.
Am an phoist: 08 Márta 2025
