13.09.2019
На колко градуса се стопява алуминий. Алуминиево бързо топене: технологии и предпазни мерки
Мнозина излязоха с тази идея, но малцина я направиха. Помислете как правилно да разтопите алуминия у дома.
Преди да започнете работа
Първо трябва да определите размера на продукта и количеството работа:
- За малки е подходяща газова печка.
- За средно - домашно приготвена малка печка, направена от огнеупорни тухли
- За големи - муфелна пещ.
При всеки избор е необходимо да затворите контейнера с разтопен алуминий от тягата колкото е възможно повече и да запечатате стените възможно най-много, за да намалите топлинните загуби. Алуминият бързо отделя топлина, така че е трудно да се нагрява в прости условия. Помислете как да постигнете това.
Какви са технологиите за топене на метал?
Когато използвате газова печка, трябва да премахнете съществуващата плоска дюза и да монтирате специално устройство върху решетката - цилиндър, който може да бъде направен от всяка желязна консервна кутия с подходящ размер. На дъното на цилиндъра се прави отвор с дължина 3-4 см и се затягат 3 винта - те са необходими, за да може калъпът с алуминий вътре в цилиндъра да застане върху тях.
Фампа ще излезе от камфор, попадайки в цилиндъра, ще нагрее формата с метал. Цилиндър е необходим, за да спести топлина и да увеличи максимално концентрацията на пламъка около формата. Той е заровен отгоре с плоча, така че топлината да не отшумява, но се оставя малка празнина за сцепление.
За печките се използва същия принцип, тук могат да се поставят големи контейнери поради минимални загуби на топлина и голямо пространство вътре в пещта. Прави се малък мангал, върху който се поставят формите, след което пещта се затваря максимално от всички страни, има само малки дупки отдолу и отгоре за сцепление.
Муфелна пещ - идеалният вариант за дома за честа работа
Муфелната пещ е един вид проста "печка с топки" със само дебели стени. Може да бъде както на дърва, така и на електричество, на кого е удобно. Във втория случай телта се изтегля в спирала от вътрешната страна на тухлите, по-близо до формата.
Вътре в средата е тигел - специален контейнер за топене на метал. При този дизайн загубите са сведени до минимум - тигел заема свободно пространство, между което между стените остава малка празнина от 5-10 см.
Поради голямата дебелина - 20-30 см, стените могат да бъдат напълнени с различни топлоизолатори, за да се запази топлината. Тя може да бъде прехвърлена или направена неподвижна, във връзка с която се избира топлоизолатор. Вътре има тухла, отвън - желязо, а как да запълните останалото пространство остава по преценка на всеки отделно.
Топене на метал
При топенето е важно да използвате чисти съдове (изработени от желязо или цветни метали). Ако за първи път се разтопи - има смисъл в следващата подготовка. Необходимо е да почистите контейнера, да премахнете ръжда и отпадъци, прах, да изплакнете старателно, да оставите да изсъхне и едва след това може да се използва.
По време на готвенето отстранете изскачащите шлаки - остатъци от боя или мръсотия, те значително ще намалят качеството на метала. След като металът се разтопи добре, трябва да се охлади малко, така че да има по-малко пръскане и е по-удобно да го напълните във форми. Последното не трябва да е мокро, така че изпарената влага да не създава мехурчета в продукта.
И така, задачата: да се разтопи за получаване на стабилна течна фаза малко количество алуминий (за начало) и отливка. Бюджет: 0 rub. , налични само газова печка и импровизирани (стъпални))) материали. Време преди пристигането на съпругата: 2 часа, Да вървим!
1. Фурна - консервна кутия с диаметър 100 мм. В долната част има отвор за входа на пламъка, тигелът стои на три кита с болтове вътре в кутията, на 20 мм от дъното (фиг. 1). Пламъкът трябва да тече около тигела, създавайки термовъздушна възглавница - това решава проблем № 1: колосални топлинни загуби чрез излъчване и конвекция, когато горелката се нагрява от отворен тигел.
2. Тигелът - консервна кутия с диаметър 70 мм. Тигелът трябва да бъде затворен с капак, за да се намалят топлинните загуби. Има риск от изгаряне на дъното, така че водата и пясъкът са под ръка, водата се излива върху печката (като същевременно предпазва печката от прегряване). Тигелът се нагрява повече от краищата, рискът от изгаряне на центъра е минимален.
3. Горелка Той е конструиран на базата на обикновена горелка. Първата стъпка е да премахнете разделителя на пламъка и да инсталирам парче тръба - използвах диаметър ~ 10 мм и дължина ~ 40 мм (фиг. 2). По-големият диаметър на изхода в сравнение със стандартния позволява на пламъка да не изгасне с по-голям обем подаден газ (това беше проблем № 2). И сега основната тайна на горелката - с помощта на жица тръбата се фиксира отвъд изхода! По този начин газът засмуква въздух, а газо-въздушната смес с висока скорост (важно е сместа да няма време да изгори) се хвърля в пещта и изгаря там, течаща около тигела от всички страни (фиг. 3). В този случай пламъкът е прозрачно син, без сажди и т.н. - изгаря много добре (на снимка 3 горелката работи за цялото, въпреки че пламъкът не се вижда). За всеки случай, стаята е добре проветрена.
Тигелът се нагрява до червен цвят моментално. Добавете алуминий (тел), затворете капака - започва топенето (Фиг. 4). Металът се стопява, шлаката плава нагоре и / или се установява на дъното. От съображения за безопасност процесът не се игнорира за минута. Металът се добавя на части на всеки 5 минути. Общо отне около 20 минути (колкото е възможно по-бързо, отнемаше повече навик). След това добавете сол, премахнете токсините и вуаля! Отличен течен метал (фиг. 5), подходящ за леене на малки изделия. Металът се лее в консервна кутия, получаваме блокове с тегло около 100 g (фиг. 6). Проблемът е решен!
Резултатите. Според предварителните оценки, да се разтопи в такава фурна до 0,5 кг е лесно, трябва да се опита до ~ 1 кг (330 мл е обемът на консервата). В бъдеще, тъй като всичко работи, ще бъде възможно да се подобри дизайна и да се оптимизира процеса: тигелът може еднозначно да бъде заменен с неръждаема стомана, по-правилно е да флуира и дегазира метал, да се озадачава от проблеми с леенето и т.н. Сега трябва да прикрием следите, за да може съпругата да изпържи кюфтетата си, сякаш нищо не се е случило. Направих го!
Благодаря на форума за информация и поддръжка.
Точката на топене на алуминия характеризира градиента на прехода към течно състояние и определя физичните параметри на химичния елемент. Свойствата на метала позволяват използването му в различни индустрии, а способността за образуване на стабилни съединения значително разширява обхвата на неговата употреба.
Способността за преминаване от твърдо в течно определя физическите свойства на метала.
Характеристика на физическите и техническите параметри на алуминия
- Алуминият е един от най-разпространените химични елементи и се характеризира с леко тегло и мекота. Основните физични параметри на метала, способността да образува съединения, устойчиви на въздействието на средата, позволяват използването му в различни индустрии.
- Металът е атрактивен материал за работа у дома. Специфичната топлина на синтеза на алуминий е 390 kJ / kg и за леярски цели не е трудно да се разтопи при домашни условия.
- Топенето на метали може да се извърши чрез повърхностно и вътрешно нагряване. Методът на външно излагане на топлина не изисква специално оборудване и се използва в занаятчийски условия.
- Алуминият, чиято точка на топене зависи от чистотата на съединението, налягането, за преминаване към течно състояние изисква нагряване до средно 660 ° С или 993,5 ° К.
- Има различни мнения относно точката на топене на метал у дома, но те могат да бъдат проверени само на практика.
Свойства на металните сплави
Индексът на температурния градиент се колебае за метални съединения с други химически елементи, които определят техните свойства. За леене на сплави, съдържащи магнезий и силиций, тя е 500 ° C.
Специфичната топлина на синтеза определя физическото свойство на химичен елемент. За сплавите този индикатор характеризира процеса на преход от едно състояние на агрегация в друго в определен температурен диапазон.
Температурата на началото на прехода към течно състояние се нарича точка на солидус (твърд), а краят се нарича ликвид (течност). Съответно, началото на кристализацията ще се определя от ликвидната точка, а краят - солидус. В температурния диапазон съединението е в състояние на преход от течна към твърда фаза.
В някои съединения на алуминий с други химически елементи няма интервал между температурните показатели на прехода от твърдо в стопило. Тези сплави се наричат евтектична.
Например, комбинацията от алуминий с 12,5% силиций, подобно на чист метал, има точка на топене, а не интервал. Тази сплав принадлежи към леярни и се характеризира с постоянна температура от 577 ° C.
С увеличаване на количеството силиций в сплавта градиентът на ликвидас намалява от максималната характеристика на чист метал. Сред лигатурните добавки температурен градиент намалява използването на магнезий (450 ° C). За съединенията с мед е 548 ° C, а с манган е само 658 ° C.
Алуминият образува различни сплави с минерали.
Повечето съединения са съставени от няколко компонента, което влияе върху скоростта на втвърдяване и топене на материала. Концепциите за температурни градиенти солидус и ликвид са дефинирани за безкрайна продължителност на процесите на равновесни преходи в течно и твърдо състояние.
На практика се вземат предвид корекциите на скоростта на нагряване и охлаждане на съставите.
Използването на метал в промишленото производство
При естествени условия алуминият има тенденция да образува тънък оксиден филм, който предотвратява реакциите с вода и азотна киселина (без нагряване). Когато филмът се унищожи в резултат на контакт с основи, химическият елемент действа като редуциращ агент.
За да се предотврати образуването на оксиден филм, към сплавта се добавят други метали (галий, калай, индий). Металът практически не претърпява корозионни процеси. Това е търсен материал в различни индустрии.
Алуминият и неговите сплави са много популярни в различни области на човешкия живот.
- Алуминият се счита за популярен материал за производството на чинии, основната суровина за авиационната и космическата индустрия. Отличната електрическа проводимост на метала позволява използването му при отлагане на проводници в микроелектрониката.
- Свойството на алуминия и неговите сплави при ниски температури да станат крехки позволява използването му в криогенни технологии. Отражателната способност и ниската цена, лекотата на вакуумно отлагане правят алуминия незаменим материал за производството на огледала.
- Отлагането на метал върху повърхността на частите на турбината и маслените платформи дава корозионна устойчивост на стоманени сплави. Металният сулфид се използва за получаване на сероводород, а чистият алуминий се използва като редуктор на редки оксидни сплави.
- Химическият елемент се използва като компонент на съединения, например в алуминиеви бронзи, магнезиеви сплави. Заедно с други материали, той се използва за производството на спирали в електрически нагреватели. Металните съединения са широко използвани в производството на стъкло.
- В момента чистият алуминий рядко се използва като материал за бижута, но неговата сплав със злато, която има специален блясък и игра, набира популярност. В Япония металът се използва вместо сребро за направата на бижута.
- В хранително-вкусовата промишленост алуминият е регистриран като добавка. Алуминиевите кутии за бира са се превърнали в популярна опаковка за напитки от 60-те години на миналия век. Технологичната линия предвижда производството на контейнери от 0,33 и 0,5 литра. Опаковката е със същия диаметър и се различава само по височина.
- Основното предимство на опаковката пред стъклото е възможността за рециклиране на материала.
- Кутии за бира (газирани напитки) издържат на налягане до 6 атмосфери, имат куполообразно, дебело дъно и тънки стени. Характеристиките на технологията на производство чрез изтегляне осигуряват структурна здравина и надеждни експлоатационни свойства на контейнерите.
аЛУМИНИЕВИ
Al
(от лат. алуминий), химичен елемент IIIA от подгрупата на периодичната система от елементи (B, Al, Ga, In, Tl), най-разпространеният метал в земната кора, се намира в голям брой минерали, например, глина и гранит. Основните суровини за производството на алуминий са боксит - руда, която е главно хидратиран алуминиев оксид Al2O3CH2H2O. Световният лидер в производството на алуминий са САЩ, след това Русия, Канада и Австралия. Алуминият е най-известен като суровина за производството на сплави, използвани за производството на хранителни контейнери (кутии, цилиндри, консерви и др.), Леки кухненски прибори и други домакински прибори. Суровият алуминий за първи път е изолиран от Х. Ерстед през 1825 г., въпреки че още през 1807 г. Х. Дейви открива непознат метал по време на обработката на глина със сярна киселина. Дейви не можеше да изолира метала от съединенията, но го нарече алуминий (от латински alumen - alum), а неговият оксид - алуминий (alimina); скоро това име на метала, по аналогия с имената на други метали, е променено на „алуминий“, което става общоприето.
Properties. Забележително свойство на алуминия е неговата лекота; плътността на алуминия е около три пъти по-ниска от тази на стомана, мед или цинк. Чистият алуминий е мек метал, но образува сплави с други елементи, което осигурява широк спектър от полезни свойства. Сред стойностите на топлопроводимостта и електрическата проводимост алуминият стои след среброто и медта. Алуминият е силно реактивен, така че не се среща в природата в свободно състояние. Алуминиевият метал бързо се разтваря в солна киселина с образуването на хлорид на AlCl3, по-бавно в сярна киселина с образуването на сулфат Al2 (SO4) 3, но реагира с азотна киселина само в присъствието на живачни соли. В реакция с основи, той образува алуминати, например, с NaOH образува NaAlO2. Алуминият проявява амфотерни свойства, тъй като реагира както с киселини, така и с основи. Във въздуха алуминият бързо се покрива със силен защитен филм от Al2O3 оксид, който го предпазва от по-нататъшно окисляване. Следователно алуминият е стабилен на въздух и при наличие на влага, дори при умерено нагряване. Ако защитният филм на оксида е счупен, тогава при нагряване на въздух или кислород той гори с ярък бял пламък. При нагряване алуминият активно реагира с халогени, сяра, въглерод и азот. Разтопеният алуминий реагира с вода с експлозия. СВОЙСТВА НА АЛУМИНАМ
Атомно число 13 Атомна маса 26.9815 Изотопи
стабилен 27
нестабилни 24, 25, 26, 28, 29
Точка на топене, ° С 660 Температура на кипене, ° С 2467 Плътност, g / cm3 2.7 Твърдост (Mohs) 2.0-2.9 Съдържание в земната кора,% (маса) 8.13 Окисляване +3
Заявление. От древни времена, стипца се използва в медицината като стягащо средство, за боядисване на морда и за дъбене на кожата. Алумът често се нарича смесени сулфати на едновалентни и тривалентни метали, например алуминий и калий (минерален сулфат). Римският учен Плиний Старши (I в. Сл. Хр.) В своята Естествена история споменава стипца като соли, свойствата на които са изследвани от алхимиците. За първи път египтяните използвали стипца за дъбене на кожата и за медицински цели; те, както и лидийците, финикийците и евреите, знаеха, че някои бои, като индиго и кохинея, се запазват по-добре, ако се смесят или напоят с стипца. Кристалния алуминий, който се среща в природата под името корунд, се използва като абразив поради високата си твърдост. Рубин и сапфир - разновидностите на корунда, боядисани с примеси, са скъпоценни камъни.
Използването на алуминиев метал. Алуминият е един от най-леките структурни метали (виж таблицата). Сплавите, получени от алуминий след термична обработка, заедно с ниската плътност, се характеризират с висока якост и други важни механични свойства, което прави алуминия незаменим за производството на части от автомобила (бутала и колянови каркаси, блокове и глави на цилиндри на самолети и автомобилни двигатели, лагери, мощност и покритие фюзелажи и др.). Алуминият лесно се изтегля и изтегля, което се използва при производството на хранителни контейнери. Електрическата проводимост на алуминия е ок. 61% от електропроводимостта на медта, но плътността на алуминия е три пъти по-малка. Комбинацията от добра проводимост и висока устойчивост на корозия във въздуха разширява използването на алуминиеви кабели, често подсилени със стомана, за предаване на мощност с високо напрежение. Алуминият също се характеризира с висока топлопроводимост, която се използва в двигатели, охладителни системи и други устройства. Металът лесно се полира механично и електролитно, поради което се използва и за телескопни отражатели и подобни цели. Алуминият се използва широко като опаковъчен материал и има най-високата степен на оползотворяване сред останалите опаковъчни материали по време на рециклирането. Възстановяването на алуминиеви рециклируеми материали спестява енергия, тъй като в този случай потреблението му е по-малко, отколкото при производството на алуминий от руда. През 1981 г. делът на възстановения алуминий в производството на хранителни контейнери е 53.2%, а до 1991 г. достига 62.4% и продължава да расте. Алуминият се характеризира с висока устойчивост на корозия поради образуването на оксиден филм върху повърхността му и затова се използва като покривен материал, облицовка, както и в отражатели на дневна светлина и инфрачервена светлина. Нейната устойчивост на корозия може да бъде допълнително увеличена чрез метода на електролитично анодно окисляване, известен като анодизиране, в резултат на което дебелината и адхезията на оксидния филм се увеличават. Анодизираната повърхност се боядисва лесно, този метод често се използва за архитектурни панели.
(виж също КОРОЗИЯ НА МЕТАЛИ).
Корозионната устойчивост на алуминия в комбинация с красив външен вид гарантира широкото му използване в хладилника. Алуминият е силно редуциращо средство и се използва за отделяне на по-малко активни метали, а също и като антиоксидант при производството на стомана и експлозиви. Алуминиевият прах се използва при довършителни работи. Алуминиевата боя е устойчива на промишлени емисии и отработени газове, поради което се използва широко като защитно покритие върху предните части на метални конструкции, резервоари за масло, в железопътно оборудване и други конструкции. Алуминиевото фолио е блестящ изолационен материал, използван за опаковане на хранителни продукти и за опаковането им по време на готвене, като декоративно покритие на книги, писма, както и при производството на електрически кондензатори. Алуминиевият прах се използва в праховата металургия за производството на прецизни части, а също така служи като добавка в твърдите горива на ракетните двигатели. Термитовата смес се използва широко като заваръчен материал за ремонт на дебелостенни конструкции, например за заваряване на стоманени релси
(виж също МЕТАЛУРГИЯ НА ПОРЪЧКАТА).
Сплави. Чист алуминий, мек и пластичен, неподходящ за директна техническа употреба. За да се получи широка гама от леки алуминиеви сплави, се използва процесът Хол - Еру (виж също АЛУМИНИЙ ПРОМИШЛЕНОСТ). Нуждите на въздухоплаването по време на Първата световна война допринесоха за интензивното развитие на технологиите на алуминиевите сплави. Днес полето на специални сплави се развива с помощта на различни технологии. Някои алуминиеви сплави произвеждат ламарина и профил, други рисуват щанга, тръби, произвеждат щанга с определен ъгъл, сложни секции и заготовки за обработка на налягане. Много сплави могат да бъдат пресовани, изтеглени, изтеглени и щамповани при стайна температура, други се обработват само при повишени температури (виж също ALLOYS).
Топлинна обработка. Най-важното в технологията на алуминиевите сплави е откритието на А. Вилма през 1911 г., че някои сплави подобряват своите механични свойства в резултат на специална термична обработка, известна като стареене. Това първо е установено за сплави с мед и магнезий, а след това за всички сплави. Остаряването се извършва на два етапа; първо, сплавта се нагрява до температура малко под точката на топене на алуминия, докато компоненти като мед образуват твърд разтвор. При бързо втвърдяване сплавните компоненти остават в твърдия разтвор. На втория етап, при сравнително ниско нагряване, разтворените компоненти на сплавта се отделят под формата на изключително малки частици в алуминиевата матрица, подобрявайки механичните свойства на сплавта. Но не всички ефекти на повишена якост са резултат от термична обработка; някои от тях се обясняват с факта, че сплавните компоненти образуват твърди разтвори или интерметални съединения.
Вижте също ЛЕЧЕНИЕ НА ТЕПЛОВИ МЕТАЛИ.
Инжекционно формоване и обработка. Изливането в земята (по-точно в глинесто-пясъчни форми) се използва за производството на масивни части като цилиндров блок на двигатели, а за масовото производство на малки части леенето се използва в стандартни форми, включително леене под налягане. Широко се използват леярски форми от керамика, стомана или чугун (постоянно леене или леене в студ). Конвенционалната лята сплав може да съдържа до 8% Cu или до 13% Si. Най-често срещаните алуминиеви отливки съдържат добавки Mg, Ni, Fe, Mn или Zn. Ниската точка на топене на алуминия и неговите добри отливащи свойства допринасят за широкото използване на алуминиевото леене.
Вижте също метално леене. В допълнение, те използват алуминиеви заготовки, които придобиват отлични качества след термична обработка и обработка под налягане. Преди това широко се използваше дуралумин - алуминиева сплав с 4% мед, предварително подложена на топлинна и механична обработка. Сега duralumin е широка гама от високоякостни алуминиеви сплави, съдържащи освен мед, също манган, магнезий, силиций и др. Тези сплави имат якост на опън до 414 MPa (42,2 kg / mm2), близка до якостта на нисковъглеродна стомана. По-модерна сплав, съдържаща цинк, има якост на опън от 690 MPa (70.3 kg / mm2) при стайна температура. Тези сплави се използват при производството на части за самолети и могат да заменят някои стари сплави, съдържащи мед.
Топли и студени работни сплави. Алуминият и неговите сплави могат да бъдат подложени на студена и гореща обработка. По време на гореща обработка структурата на слитъка се разрушава и превръща се в хомогенна финозърнеста структура с подобрени свойства. Горещото формоване и щамповане правят възможно производството на тънки заготовки, които не могат да бъдат получени при студена обработка. По този начин се получава щанга, тел, телена пръчка, лист и друг специален профил. Студената обработка се извършва на последния етап, за да се получат главно ламарина, щанга, тел и тръби. Студената обработка увеличава здравината и твърдостта на продукта. По принцип горещата обработка се използва за първична обработка на слитъка, а студената има предимство в последния етап на обработка.
Вижте също ХИМИЧНИ ЕЛЕМЕНТИ.
СПРАВКА
Беляев А.И. Металургия на леките метали. М., 1970 г. Промишлени алуминиеви сплави. М., 1984
Енциклопедия на Колиър. - Отворено общество. 2000 .
Синоними:Вижте какво е „ALUMINIUM“ в други речници:
Или глината (химическо обозначение Al, атомно тегло 27.04) е метал, който не се намира досега в природата в свободно състояние; но под формата на съединения, а именно силикати, този елемент е повсеместен и широко разпространен; тя е част от масата скали ... Енциклопедия на Брокхаус и Ефрон
- (глина) хим. Чар. AL; Ал. инча \u003d 27.12; Sp. инча \u003d 2,6; т. пл. около 700 °. Сребристо-бял, мек, прозрачен метал; във връзка със силициева киселина, основният компонент на глина, фелдшпат, слюда; намира се във всички почви. Отива в ... ... Речник на чужди думи на руския език
- (символ Ал), сребристо-бял метал, елемент от третата група на периодичната таблица. За първи път е получен в чист вид през 1827 г. Най-разпространеният метал в земната кора на земното кълбо; основният му източник е бокситовата руда. Процесът ... ... Научно-технически енциклопедичен речник
аЛУМИНИЕВИ - АЛУМИНИЙ, Алуминий (химическа маркировка А1, атомно тегло 27.1), най-разпространеният метал на земната повърхност и след О и силиций, най-важният компонент на земната кора. А. се среща в природата, главно под формата на соли на силициева киселина (силикати); ... ... Голяма медицинска енциклопедия
алуминий - е синкаво-бял метал, характеризиращ се със специална лекота. Той е много гъвкав, лесно подлежи на търкаляне, рисуване, коване, щамповане, както и леене и др. Подобно на други меки метали, алуминият също се поддава много добре ... ... Официална терминология
алуминий - (Алуминий), Al, химичен елемент от група III на периодичната система, атомен номер 13, атомна маса 26.98154; лек метал, mp660 ° С. Съдържанието в земната кора е 8,8 тегловни%. Алуминият и неговите сплави се използват като структурни материали в ... ... Илюстриран енциклопедичен речник
АЛУМИНУМ, съпруг алуминий., Хим. глина алкален метал, алуминиева основа, глина; както и основата на ръжда, желязо; а яри е мед. Съпругът с алуминит. алуминиев фосил, воден алуминиев сулфат. Съпруг Алюнит. вкаменелост много близо до ... ... Обяснителният речник на Дал
