Что было первым изделием сделанным из алюминия

Алюминий

Алюминий – это пластичный и лёгкий металл белого цвета, покрытый серебристой матовой оксидной плёнкой. В периодической системе Д. И. Менделеева этот химический элемент обозначается, как Al (Aluminium) и находится в главной подгруппе III группы, третьего периода, под атомным номером 13. Купить алюминий вы можете на нашем сайте.

История открытия

В 16 веке знаменитый Парацельс сделал первый шаг к добыче алюминия. Из квасцов он выделил «квасцовую землю», которая содержала оксид неизвестного тогда металла. В 18 веке к этому эксперименту вернулся немецкий химик Андреас Маргграф.

Оксид алюминия он назвал «alumina», что на латинском языке означает «вяжущий». На тот момент металл не пользовался популярностью, так как не был найден в чистом виде.
Долгие годы выделить чистый алюминий пытались английские, датские и немецкие учёные.

В 1911 году в Дюрене выпустили первую партию дюралюминия, названного в честь города. В 1919 из этого материала был создан первый самолёт.

Физические свойства

Металл алюминий характеризуется высокой электропроводностью, теплопроводностью, стойкостью к коррозии и морозу, пластичностью. Он хорошо поддаётся штамповке, ковке, волочению, прокатке. Алюминий хорошо сваривается различными видами сварки.

Важным свойством является малая плотность около 2,7 г/см³. Температура плавления составляет около 660°С.
Механические, физико-химические и технологические свойства алюминия зависят от наличия и количества примесей, которые ухудшают свойства чистого металла.

Основные естественные примеси – это кремний, железо, цинк, титан и медь.

По степени очистки различают алюминий высокой и технической чистоты.  Практическое различие заключается в отличии коррозионной устойчивости к некоторым средам. Чем чище металл, тем он дороже. Технический алюминий используется для изготовления сплавов, проката и кабельно-проводниковой продукции.

Металл высокой чистоты применяют в специальных целях.
По показателю электропроводности алюминий уступает только золоту, серебру и меди. А сочетание малой плотности и высокой электропроводности позволяет конкурировать в сфере кабельно-проводниковой продукции с медью.

Длительный отжиг улучшает электропроводность, а нагартовка ухудшает.

Теплопроводность алюминия повышается с увеличением чистоты металла. Примеси марганца, магния и меди снижают это свойство. По показателю теплопроводности алюминий проигрывает только меди и серебру.

Благодаря этому свойству металл применяется в теплообменниках и радиаторах охлаждения.
Алюминий обладает высокой удельной теплоёмкостью и теплотой плавления. Эти показатели значительно больше, чем у большинства металлов.

Чем выше степень чистоты алюминия, тем больше он способен отражать свет от поверхности. Металл хорошо полируется и анодируется.

Эта плёнка защищает металл от последующего окисления и обеспечивает его хорошие антикоррозионные свойства.

Алюминий обладает стойкостью к атмосферной коррозии, морской и пресной воде, практически не вступает во взаимодействия с органическими кислотами, концентрированной или разбавленной азотной кислотой.

Химические свойства

Алюминий – это достаточно активный амфотерный металл. При обычных условиях прочная оксидная плёнка определяет его стойкость. Если разрушить оксидную плёнку, алюминий выступает как активный металл-восстановитель.

В мелкораздробленном состоянии и при высокой температуре металл взаимодействует с кислородом. При нагревании происходят реакции с серой, фосфором, азотом, углеродом, йодом. При обычных условиях металл взаимодействует с хлором и бромом. С водородом реакции не происходит.

С металлами алюминий образует сплавы, содержащие интерметаллические соединения – алюминиды.

При условии очищения от оксидной пленки, происходит энергичное взаимодействие с водой. Легко протекают реакции с разбавленными кислотами. Реакции с концентрированной азотной и серной кислотой происходят при нагревании. Алюминий легко реагирует со щелочами. Практическое применение в металлургии нашло свойство восстанавливать металлы из оксидов и солей – реакции алюминотермии.

Получение

Алюминий находится на первом месте среди металлов и на третьем среди всех элементов по распространённости в земной коре. Приблизительно 8% массы земной коры составляет именно этот металл.

Алюминий содержится в тканях животных и растений в качестве микроэлемента. В природе он встречается в связанном виде в форме горных пород, минералов.

  Каменная оболочка земли, находящаяся в основе континентов, формируется именно алюмосиликатами и силикатами.

Алюмосиликаты – это минералы, образовавшиеся в результате вулканических процессов в соответствующих условиях высоких температур.

При разрушении алюмосиликатов первичного происхождения (полевые шпаты) сформировались разнообразные вторичные породы с более высоким содержанием алюминия (алуниты, каолины, бокситы, нефелины). В состав вторичных пород алюминий входит в виде гидроокисей или гидросиликатов.

Однако не каждая алюминийсодержащая порода может быть сырьём для глинозёма – продукта, из которого при помощи метода электролиза получают алюминий.

Наиболее часто алюминий получают из бокситов. Залежи этого минерала распространены в странах тропического и субтропического пояса. В России также применяются нефелиновые руды, месторождения которых располагаются в Кемеровской области и на Кольском полуострове. При добыче алюминия из нефелинов попутно также получают поташ, кальцинированную соду, цемент и удобрения.

В автоклаве руду нагревают с едким натром, охлаждают, отделяют от жидкости «красный шлам» (твёрдый осадок). После осаждают гидроокись алюминия из полученного раствора и прокаливают её для получения чистого глинозёма.

Глинозём должен соответствовать высоким стандартам по чистоте и размеру частиц.

Из добытой и обогащённой руды извлекают глинозём (оксид алюминия). Затем методом электролиза глинозём превращают в алюминий. Заключительным этапом является восстановление процессом Холла-Эру. Процесс заключается в следующем: при электролизе раствора глинозёма в расплавленном криолите происходит выделение алюминия.

Катодом служит дно электролизной ванны, а анодом – угольные бруски, находящиеся в криолите. Расплавленный алюминий осаждается под раствором криолита с 3-5% глинозёма. Температура процесса поднимается до 950°С, что намного превышает температуру плавления самого алюминия (660°С).

Глубокую очистку алюминия проводят зонной плавкой или дистилляцией его через субфторид.

Применение

Алюминий применяется в металлургии в качестве основы для сплавов (дуралюмин, силумин) и легирующего элемента (сплавы на основе меди, железа, магния, никеля).

Сплавы алюминия используются в быту, в архитектуре и строительстве, в судостроении и автомобилестроении, а также в космической и авиационной технике. Алюминий применяется при производстве взрывчатых веществ.

Анодированный алюминий (покрытый окрашенными плёнками из оксида алюминия) применяют для изготовления бижутерии. Также металл используется в электротехнике.

Рассмотрим, как используют различные изделия из алюминия

Алюминиевая лента представляет собой тонкую алюминиевую полосу толщиной 0,3-2 мм, шириной 50-1250 мм, которая поставляется в рулонах. Используется лента в пищевой, лёгкой, холодильной промышленности для изготовления охлаждающих элементов и радиаторов.

Круглая алюминиевая проволока применяется для изготовления кабелей и проводов для электротехнических целей, а прямоугольная для обмоточных проводов.

Алюминиевые трубы отличаются долговечностью и стойкостью в условиях сельских и городских промышленных районов. Применяются они в отделочных работах, дорожном строительстве, конструкции автомобилей, самолётов и судов, производстве радиаторов, трубопроводов и бензобаков, монтаже систем отопления, магистральных трубопроводов, газопроводов, водопроводов.

Алюминиевые втулки характеризуются простотой в обработке, монтаже и эксплуатации. Используются они для концевого соединения металлических тросов.

Алюминиевый круг – это сплошной профиль круглого сечения. Используется это изделие для изготовления различных конструкций.

Алюминиевый пруток применяется для изготовления гаек, болтов, валов, крепежных элементов и шпинделей.
Около 3 мг алюминия каждый день поступает в организм человека с продуктами питания.

Больше всего металла в овсянке, горохе, пшенице, рисе.

Учёными установлено, что он способствует процессам регенерации, стимулирует развитие и рост тканей, оказывает влияние на активность пищеварительных желёз и ферментов.

Алюминиевый лист

Алюминиевая плита

Алюминиевые чушки

Алюминиевые уголки

Алюминиевая проволока

При использовании алюминиевой посуды в быту необходимо помнить, что хранить и нагревать в ней можно исключительно нейтральные жидкости. Если же в такой посуде готовить, к примеру, кислые щи, то алюминий поступит в еду, и она будет иметь неприятный «металлический» привкус.

Алюминий входит в состав лекарственных препаратов, используемых при заболеваниях почек и желудочно-кишечного тракта.

Алюминиевый лом: сортировка сплавов

Неуклонный рост цен на первичный алюминий, а также все более строгие экологические требования к производству алюминия, делают все более важным повышение эффективности переработки алюминиевого лома в новый высококачественный алюминий. Задача состоит не только в максимальном извлечении самого алюминия, но и эффективном повторном использовании легирующих элементов, которые уже присутствуют в алюминиевом ломе.

Алюминий: первичный и вторичный

Алюминий является вторым после стали по объемам производства и потребления в мире. Привлекательность алюминию как материалу для изготовления различных изделий и конструкций дают его уникальные свойства, такие как:

• малый вес,
• достаточно высокие прочностные свойства,
• хорошая коррозионная стойкость,
• способность к обработке всеми методами холодной и горячей формовки,
• высокая электрическая и тепловая проводимость;
• высокие отражательные свойства.

Природным сырьем для извлечения первичного алюминия являются ископаемые минералы бокситы. Для производства первичного алюминия требуется большое количество электрической энергии.

Вторичным алюминием называют алюминий, который производят из отходов и лома алюминия. При этом потребляется только 5 % энергии и, соответственно, 5 выделяется только 5 % парниковых газов по сравнению с производством первичного алюминия. За рубежом вторичный алюминий (secondary aluminium) часто называют более «толерантно»: «переработанный алюминий» (recycling aluminium).

Марки и сплавы алюминия

Алюминий применяют в основном в виде марок алюминия и алюминиевых сплавов:

• Марки алминия – это нелегированный алюминий c содержанием алюминия не менее 99,00 %, а также с заданными пределами содержания примесей и загрязнений.
• Алюминиевые сплавы также имеют пределы содержания примесей и загрязнений, а также заданные интервалы содержания одного или нескольких легирующих элементов. Эти легирующие элементы обеспечивают алюминиевому сплаву особые свойства по сравнению с нелегированным алюминием, а также другими алюминиевыми сплавами.

Алюминиевые сплавы подразделяются на две больших группы – деформируемые сплавы и литейные сплавы:

• из деформируемых сплавов конечную алюминиевую продукцию производят методами обработки металлов давлением: прокаткой, прессованием, ковкой, штамповкой и т. п.
• из литейных сплавов продукцию производят различными методами литья (в песчаные формы, под давлением, в кокиль и т. п.).

Легирующие элементы алюминиевых сплавов

Большинство деформируемых сплавов, по крайней мере, на 90 % процентов, а большинство из них – на 95 %, состоят из алюминия. Остальные проценты занимают легирующие элементы, примеси и загрязнения. Исключение составляют некоторые сплавы серии 4ххх.

Литейные сплавы отличаются более значительным содержанием легирующих элементов, а также примесей и загрязнений. Так, в некоторых алюминиевых сплавах содержание легирующих элементов превышает 20 % [1].

По основным легирующим элементам все сплавы – и деформируемые, и литейные – подразделяются на серии. Например, деформируемые сплавы подразделяются на восемь таких серий с соответствующими главными легирующими элементами:

• 1ххх – марки нелегированного алюминия
• 2ххх – медь, а также магний
• 3ххх – марганец
• 4ххх – кремний
• 5ххх – магний
• 6ххх – магний и кремний
• 7ххх – цинк, а также медь
• 8ххх – железо, а также другие элементы.

Основные легирующие элементы и примеси наиболее популярных в алюминиевой промышленности деформируемых алюминиевых сплавов представлены в таблице 1. Синим цветом выделены особенности этих сплавов по совместимости с другими сплавами или их отличия от других сплавов.

Таблица 1 – Популярные деформируемые алюминиевые сплавы

Роль вторичного алюминия

Массовое производство алюминиевых изделий, в том числе, для потребления в быту, началось в 1940-х годах. С тех пор в мире накопилось огромное количество алюминиевых изделий, которые закончили свой срок службы – алюминиевого лома.

Большинство вторичного алюминия, около 70 %, традиционно идет на производство алюминиево-кремниевых литейных сплавов, которые применяют в основном для изготовления деталей автомобилей. Вторая крупная доля вторичного алюминия идет на производство деформируемых алюминиевых сплавов для изготовления листового проката и прессованных изделий, в том числе, прессованных профилей.

В настоящее время доля вторичного алюминия составляет около одной трети от всего мирового производства алюминия и алюминиевой продукции [1, 2].

Категории и группы алюминиевого лома

Долгое время в СССР, а затем в России и других странах СНГ, действовал ГОСТ 1639, который в своей последней редакции 2009 года выделял 32 категории алюминиевого лома: от Алюминия 1 до Алюминия 32.

В настоящее время в России введен ГОСТ Р 54564-2011, который содержит даже 38 категорий алюминиевого лома: от А1 до А38. Европейский стандарт EN 13920 определяет 15 категорий алюминиевого лома: от чистого нелегированного алюминия до алюминиевого шлака. Американская система классификации подразделяет алюминиевый лом на 44 категории (см. подробнее здесь).

На практике приемные пункты алюминиевого лома применяют обычно только около десятка различных групп алюминия [3], таких как:

• электротехнический
• пищевой
• профили
• кабели (без изоляции)
• смешанный
• радиаторы
• стружка
• лодки
• банки.

Сортировка «навзгляд»?

Обычно алюминиевый лом поступает с приемных пунктов на предприятие по сортировке металлического лома в составе лома других цветных металлов и их сплавов. Здесь типичной картиной является ручная сортировка по нескольким коробам отдельных компонентов лома по их внешнему виду, происхождению и типичному применению.

Самыми популярными – и дорогими – категориями алюминиевого лома являются «электротехнический алюминий» («электротех») и «пищевой алюминий».

Однако, как будет показано ниже, эти категории алюминиевого лома могут быть весьма неоднородными и неопределенными по химическому составу. Поэтому применять этот лом без предварительного инструментального контроля его химического состава весьма рискованно: можно испортить весь алюминиевый расплав, который находится в печи.

Электротех

К электротехническому алюминию относятся такие алюминиевые изделия и материалы, как провода, голые жилы кабелей, электрические шины [2]. Обычно считается, что электротехнический алюминий – это различные марки нелегированного алюминия.

• Действительно, согласно ГОСТ 22483 алюминиевые провода и жилы делали в основном из марок первичного алюминия А7Е и А5Е по ГОСТ 11069.
• Однако, согласно ГОСТ 15176 прессованные электротехнические шины могут быть изготовлены как из различных марок алюминия (А5, А5Е, А6, А7, АД00, АД0), так и из алюминиевого сплава АД31 в состояниях Т, Т1 и Т5.
• За рубежом, например, в США, электротехнические шины также изготавливают  как из марки алюминия 1350 (АД0Е), так и из алюминиевого сплава 6101, а также сплавов 6063 и 6061 [1].
• Стоит также отметить, что за рубежом провода и кабели изготавливают не только из марки алюминия 1350, а также из сплавов 8030 и 8176. Эти сплавы могут иметь  содержание железа до 1,0 % и меди – до 0,30 %. Такие провода и кабели начали производить также и в России (см. подробнее здесь).

Лом пищевого алюминия

К «пищевому алюминию» обычно относят штампованную алюминиевую посуду: кастрюли, чайники, миски, ложки, кружки, сковородки и т. п. Популярным видом «пищевого алюминия» являются также 40-литровые молочные фляги.  Иногда в пищевой алюминий включают также и литую кухонную посуду (рисунок 1).

Рисунок 1 – Лом пищевого алюминия [3]

Штампованная кухонная посуда

По ГОСТ 17451 на штампованную алюминиевую посуду все компоненты посуды, которые непосредственно контактируют  с пищевыми продуктами изготавливают из марок алюминия АД1, АД, А7, А6, А5 и А0.

Однако по этому же ГОСТ 17451:

• при наличии внутреннего покрытия посуду допускается изготавливать из листов и лент из алюминиевого сплава АМц (3003), который содержит от 1,0 до 1,5 % марганца.

Ручки, дужки и ушки допускается изготавливать:

• из любых алюминиевых сплавов по ГОСТ 4787
• из нержавеющих сталей, цветных металлов, сталей с защитно-декоративными покрытиями.

Алюминиевые молочные фляги

По ГОСТ 5037 для изготовления штампованных алюминиевых молочных фляг, которые часто называют «бидонами», применяют (рисунок 1):

• корпус и крышка:– марки алюминия А7, А6, А5, А0, АД0, АД, АД1, АД0 в различных состояниях;
• опорный обруч:– стальной лист толщиной 2 мм или– марка алюминия АД1 или– алюминиевые сплавы АМц, АМг1 и АД31;
• ручки, верхний обруч и арматура:– тонколистовая сталь или– любые марки алюминия и алюминиевые сплавы по ГОСТ 4784.

Рисунок 2 – Алюминиевая 40-литровая молочная фляга [ГОСТ 5037-97]

Поэтому алюминиевые молочные фляги  перед отправкой их в «пищевой» алюминиевый лом требуют трудоемкой подготовки по удалению всех “неалюминиевых” деталей. Нелишне заметить, что по этому же ГОСТ 5037 изготавливают и стальные молочные фляги, которые имеют похожий внешний вид.

Литая кухонная посуда

Литая алюминиевая кухонная посуда (кастрюли, сковородки, казаны, ложки-вилки – рисунок 3) состоит из следующих литейных алюминиевых сплавов:

• корпусы и крышки: из литейных сплавов АК5М2, АК7, АК12
• крышки также: из марок алюминия АД1, АД, А7, А6, А5, А0.

Рисунок 3 – Алюминиевый литой казан [ГОСТ Р 51162-98]

Литейные сплавы отличаются высоким содержанием кремния. Сплав АК5М2 содержит до 3,5 % меди.

Лом нелегированного алюминия

Эта категория алюминиевого лома обычно включает листы, ленты, трубы и, иногда, профили. По внешнему виду и по прочности их легко перепутать с аналогичными листами, лентами, трубами и радиаторами из алюминиево-марганцевых сплавов серии 3xxx, которые содержат до 1,5 % марганца. Уровень прочность этих сплавов где-то на 20 % выше, чем у марок нелегированного алюминия.

Заметим, что ошибочное применение сплавов серии 3ххх вместо марок нелегированного алюминия, например, для приготовления сплавов 6060 и 6063 приведет к чрезмерному содержанию в расплаве марганца, который является в них нежелательной примесью с пределом содержания до 0,10 %.

Лом алюминиевых профилей

Среди прессованных алюминиевых профилей могут встречаться сплавы из нескольких различных серий, которые могут быть не совместимыми, например, с самыми популярными сплавами для профилей – сплавами 6060 и 6063:

• 2014 и 2024 – содержание меди до 5,0 %, марганца – до 1,2 %. Не годятся для приготовления сплавов 6060 и 6063: слишком много меди и марганца. Применяются в самолетостроении. Очень трудно прессуются, поэтому имеют простые формы поперечного сечения с толстыми стенками.
• Сплавы серии 5ххх: содержание магния до 4,0 % и марганца – до 1,0 %. Повышенное содержание марганца ограничивает применение для приготовления, например, сплавов 6060 и 6063. Чем выше содержание магния, тем  труднее прессуются. Имеют простые формы поперечного сечения.
• 6060 и 6063 (АД31) – содержание марганца, меди, хрома и цинка не более 0,1 %. Могут иметь сложные формы поперечного сечения, в том числе, с несколькими полостями и тонкими стенками. Массово применяются для изготовления рам окон и дверей, а также фасадных конструкций.
• 6061 (АД33) – содержание железа до 0,7 % и меди – до 0,40 %. кремния и магния в 1,5-2 раза выше, чем у сплавов 6060 и 6063. Трудность прессования – средняя, профили имеют простые поперечные сечения.
• 6082 (АД35) – содержание марганца до 1,0 % ограничивает применение для сплавов 6060 и 6063. Профили имеют простые поперечные сечения.
• 7005 (1915) – профили из этого сплава применялись раньше для изготовления ограждающих конструкций, например, витражей. До недавнего времени сплав 1915 включался в ГОСТ 22233 в качестве материала для ограждающих конструкций. Содержит до 5,0 % цинка.

Сортировка алюминиевого лома с идентификацией сплавов

В настоящее время для сортировки металлов и их сплавов в «полевых» условиях, то есть непосредственно на складе алюминиевого лома, применяют два метода анализа химического состава алюминиевых сплавов:

Портативные рентгено-флуоресцентные спектрометры применяются для идентификации и анализа металлов уже около 40 лет. За эти годы эти ручные спектрометры прошли путь от тяжелого прибора, который нужно было носить на спине, до высокоточного прибора размером с небольшую дрель.

Портативные лазерные спектрометры появились относительно недавно – в последние 10 лет. Оптико-эмиссионные спектрометры (OES) имеют несколько большие размеры, чем рентгеновские и лазерные спектрометры.

Поэтому их удобнее применять в лаборатории, а не в полевых условиях склада металлического лома или шихтового двора литейного предприятия.

Что дает сортировка алюминиевого лома с идентификацией сплавов:

• предотвращение загрузки в расплав нежелательных загрязнений и легирующих элементов;
• внесение в расплав нужных легирующих элементов в заданных количествах;
• разделение сплавов с высокой и низкой ценностью;
• приготовление сплавов заданных узких интервалах химического состава;
• идентификация внутри серий алюминиевых сплавов с повышением ценности лома из отдельного сплава.

Источники:

1. Aluminum and Aluminum Alloys / ed. J.R. Davis – ASM International, 1993.
2. Advancements in Handheld XRF Technology Improve Scrap Sorting and Segregation /J. Margalit – 20th Intern. Recycling Aluminium Conference, 2012, Salzburg, Austria.
3. http://xlom.ru/vidy-metalloloma/lom-alyuminiya-vidy-opisanie-ceny/

Что было первым изделием сделанным из алюминия

25 апреля 2017 г. в 16:01

О том, где еще может использоваться алюминий, рассказывает Life.ru.

В небе и в космосе

Впервые алюминий «полетел» в 1900 году — в виде каркаса и винтов огромного дирижабля LZ-1 Фердинанда Цеппелина. Но мягкий чистый металл годился только для медлительных летательных аппаратов легче воздуха.

По-настоящему «крылатый» алюминий  был уже прочнее в пять раз, поскольку содержал в своём составе марганец, медь, магний, цинк в разных процентных соотношениях — небо и космос покоряли разновидности дюралюминия, сплава, изобретённого ещё в начале ХХ века немецким инженером Альфредом Вильмом.

Материал был перспективным, но имел и немало ограничений — требовал так называемого старения, то есть набирал заложенную в него прочность не сразу, а лишь со временем. Да и сварке не поддавался… И тем не менее покорение космоса началось именно с дюраля, из которого в том числе выполнен и шар знаменитого первого искусственного спутника Земли.

К примеру, дружба алюминия с литием позволила сделать детали самолётов и ракет значительно легче, не снижая прочности, а сплавы с титаном и никелем обладают свойством «криогенного упрочнения»: в космическом холоде пластичность и прочность их только возрастают.

Из тандема алюминия и скандия была выполнена обшивка космического челнока «Буран»: алюминиево-магниевые пластины стали гораздо прочнее на разрыв, сохранив при этом гибкость и вдвое повысив температуру плавления.

Более современные материалы — не сплавы, а композиты. Но и в них основой чаще всего является алюминий.

Один из современных и перспективных авиакосмических материалов называется «бороалюминиевый композит», где волокна бора прокатываются сэндвичем со слоями алюминиевой фольги, образуя под высокими давлениями и температурами крайне прочный и лёгкий материал. К примеру, лопатки турбин продвинутых авиационных двигателей представляют собой бороалюминиевые несущие стержни, одетые в титановую «рубашку».

В автопроме и на транспорте

Сегодня у новых моделей Range Rover и Jaguar доля алюминия в конструкции кузова составляет 81%. Первые же эксперименты с алюминиевыми кузовами принято приписывать компании Audi, презентовавшей A8 из лёгких сплавов в 1994 году.

Однако ещё в начале ХХ века этот лёгкий металл на деревянном каркасе был фирменным стилем кузовов знаменитых британских спорткаров Morgan.

Настоящее «алюминиевое вторжение» в автопром началось в 1970-е, когда заводы массово принялись использовать этот металл для блоков цилиндров двигателей и картеров коробок передач вместо привычного чугуна; чуть позже распространение получили легкосплавные колёса вместо штампованных стальных.

Отечественных автомобилей с алюминиевыми кузовами пока нет. Но нержавеющий и лёгкий материал уже начинает проникать в российскую транспортную сферу.

Характерный пример — ультрасовременные скоростные трамваи «Витязь-М», чьи салоны полностью выполнены из алюминиевых сплавов, практически вечных и не нуждающихся в постоянной подкраске.

Стоит отметить, что на создание одного трамвайного интерьера требуется до 1,7 тонны алюминия, который поставляет Красноярский алюминиевый завод «Русала».

«Потолок, стены, стойки — всё алюминиевое.

И это не просто обшивка листами, детали сложные, совмещающие в себе и отделочные, и несущие элементы, и туннели для вентиляции и проводки, — рассказывает Виталий Деньгаев, гендиректор компании «Красноярские машиностроительные компоненты», где были созданы алюминиевые салоны «Витязя». — Плюс помимо эстетики мы получаем ещё и высочайшую безопасность: в отличие от пластиков и синтетики алюминиевый салон не выделяет вредных веществ, если возникло возгорание!»

С 17 марта этого года 13 трамваев «Витязь-М» начали ходить по Москве и к 5 апреля уже перевезли первую сотню тысяч пассажиров! Этот быстрый и бесшумный городской транспорт с салонами на 260 человек, с Wi-Fi, климат-контролем, местами для инвалидов и детских колясок и прочими элементами комфорта, рассчитан на срок службы в 30 лет, что вдвое больше, чем у составов прошлых моделей. В ближайшие три года столица получит 300 «Витязей», 100 из которых встанут на рельсы уже в этом сезоне.

В принтерах будущего

Элементарными любительскими 3D-принтерами, печатающими из пластиковой нити, уже никого не удивишь. Сегодня начинается эра полноценной серийной 3D-печати деталей из металла.

Алюминиевый порошок — едва ли не самый распространённый материал для технологии, называемой AF (от Additive Fabrication, «аддитивное производство»).

Additive по-английски — «добавка», и в этом глубокий смысл названия технологии: деталь производится не из болванки, от которой в процессе обработки отрезается лишний материал, а наоборот — добавлением материала в рабочую зону инструмента.

Металлический порошок выходит из дозатора AF-машины и послойно спекается лазером в единую прочную массу монолитного алюминия.

Ещё недавно все технологии, связанные с Additive Fabrication, были иностранными. Но сейчас активно развиваются отечественные аналоги.

Например, в Уральском федеральном университете (УрФУ) готовится к запуску экспериментальная установка по производству металлических порошков для AF-3D-печати.

Установка работает на принципе распыления расплавленного алюминия струёй инертного газа, такой метод позволит получать металлические порошки с любыми заданными параметрами размерности зерна.

В строительстве и освещении

Алюминий может быть также фасадным и кровельным материалом, срок службы которого не ограничивается парой лет и который крайне удобен для дизайнеров и монтажников! Для строительства разработаны особые патентованные сплавы и композиты с самыми разными свойствами — Alclad, Kal-Alloy, Kalzip, Dwall Iridium. Из алюминия можно штамповать детали, в которых кровельная плоскость составляет единое целое с несущими элементами. Это необходимо, к примеру, для создания раздвижных крыш стадионов.

Что было первым изделием сделанным из алюминия – Металлы, оборудование, инструкции

Производство изделий из алюминия сегодня очень популярно. Для конструкций из данного материала свойственна надежность и высокая прочность. Кроме этого, изделия из алюминия реализуются по низким ценам и обладают эстетической красотой.

Основное преимущество алюминия – устойчивость к атмосферным воздействиям. Это позволяет изготавливать различные конструкции, предназначенные для установки на открытом воздухе.

Элементы алюминиевых конструкций очень легкие. Покраска изделий из алюминия не требует такой периодичности, как, например, деревянные изделия.

Данный материал очень эластичен, что позволяет изделию принимать различную форму.

Преимущества алюминия

К основным свойствам и характеристикам алюминия относят:

• высокую стойкость к коррозийному воздействию;
• металлоизделия из алюминия можно устанавливать в комнатах и зданиях с повышенным уровнем влажности;
• любые изделия из алюминия обладают высокими декоративными и эстетическими свойствами;
• широкий выбор оттенков и тонов;
• долговечность;
• выбор различной поверхности, например, матовой или зеркальной;
• устойчивость к царапинам, трещинам, потертостям и иным механическим повреждениям.

Применение алюминия

Первое изделие, сделанное из алюминия еще в 19 веке – погремушка. С тех пор металл применяют в различных областях жизнедеятельности. Алюминий часто применяется в качестве материала для производства конструкций.

Изделия из алюминиевых листов применяются в качестве кровельных и облицовывающих материалов. Не ядовитость металла обусловили популярность производства алюминиевой посуды и фольги, применяемой в пищевой промышленности. Единственный минус материала – достаточная хрупкость.

Поэтому в его состав добавляют некоторое количество цинка или меди для упрочнения конструкции.

Одно из свойств алюминия – электропроводность. Она сопоставима с медью, однако, алюминий как материал для изготовления дешевле. Этим обусловлено применение материала в электротехнической промышленности при изготовлении проводов и кабелей.

Также алюминий применяют для производства чипов для электротехники. Правда, структурные особенности металла мешают его пайке.

Алюминий успешно применяется для производства теплового оборудования.

Транспортная промышленность также не обходится без применения данного материала.

Алюминиевые детали используют в авиастроении, судостроении. Алюминиевые сплавы отлично подходят для изготовления корпуса кораблей, надстроек, специального оборудования и механизмов. Сварные изделия из алюминия также пользуются большой популярностью в строительстве.

Производство алюминия

Алюминий в чистом виде не встречается в природе. Метод его производства был открыт в конце 19 столетия и с тех пор практически не изменился. Металл получают обработкой бокситов – специальной горной породы, залежи которой расположены в тропиках.

Оборудование для алюминиевого производства включает в себя специальные дробилки, с помощью которых происходит измельчение бокситов. Бокситный песок высушивают и размалывают в мельницах с небольшим количеством воды. Полученная густая масса собирается в сосуды и нагревается воздействием пара. Таким образом из массы выводится кремний.

Первичный алюминий после гидролиза отливается в формы. Он либо отправляется на реализацию, либо следует дальше для производства конкретных деталей и изделий. В конце жизненного цикла алюминиевое изделие может быть переработано для создания новой детали.

Где оформить заказ

Заслуживает упоминания тот факт, что стоимость на изделия из алюминия значительно ниже, чем на изделия из большинства других материалов. При этом низкая стоимость никоим образом не влияет на качество материала.

Сегодня изделия из алюминия на заказ реализуются во многих магазинах, в том числе через сеть интернет. Наибольшей популярностью пользуется обращение за услугами в частные мастерские. Это помогает в полной мере контролировать процесс производства изделия. Частные мастерские выполняют заказы по оригинальным эскизам и чертежам, которые предоставляют сами заказчики.

В частных мастерских также можно оформить заявку на изделие через электронную почту или официальный сайт предприятия. Это очень удобно, так как экономит время клиента.

Также можно обсудить все нюансы заказа и заранее определится со стоимостью работы.

Возврат к списку

Источник: https://imnz.ru/articles/osobennosti-proizvodstva-metalloizdeliy-iz-alyuminiya/

Алюминиевые смартфоны: Apple и другие

Не важно, какой у вас смартфон – iPhone, Samsung или Lenovo, никто не станет возражать против того, что металлические — алюминиевые — айфоны компании Apple – самые «крутые».

Справедливости ради надо признать, что еще в конце 1990-х годов компания Motorola первая применила алюминиевые профили в конструкции металлического корпуса своих мобильных телефонов Razr.

Стив Джобс – человек, который сделал алюминий модным

Однако легендарный Стив Джобс и великая компания Apple были первыми, кто поставил алюминий в самый центр конструирования своих  металлических ноутбуков, айфонов, айпадов и айподов, а также своих умных часов Watch Sport. Еще в 2008 году компания Apple  презентовала свою концепцию the unibody – металлического корпуса ноутбука Macbook из цельного куска прессованного алюминиевого профиля.

Именно Стив Джобс сделал алюминиевые смартфоны и ноутбуки модными и престижными.

Он был настолько фанатом алюминия, что заказал себе алюминиевую яхту, которая, к сожалению, была построена только через год после его смерти, в 2012 году.

Конструкция и дизайн этой алюминиевой яхты по имени «Venus» выполнены в том же минималистском духе, который Джобс продвигал в Apple. Она тоже выглядит так, как будто сделана из одного куска алюминия.

Алюминиевая яхта Стива Джобса в голландском корабельном доке

Металлические смартфоны компаний HTC, Nokia и Samsung

Компания НТС недавно выпустила свой металлический — алюминиевый — телефон the One. Его металлический корпус изготовлен из цельной алюминиевой заготовки – отрезка прессованного алюминиевого профиля.

Фирма Nokia также планирует выпустить свою металлическую модель, конечно, из алюминия, модель под названием Catwalk.

Samsung традиционно привержен к пластику в конструкциях своих смартфонов. Однако и он уже готовит свои алюминиевые «умные телефоны». Текущая модель Galaxy S4 пока имеет пластиковый корпус, но уже следующие модели, такие как Galaxy Note и Galaxy S6 уже имеют металлический корпус из алюминиевого сплава.

Алюминиевые ноутбуки (лаптопы, лэптопы)

Многие компании последовали примеру Apple и все активнее применяют алюминий в конструкциях ноутбуков (или лаптопов, или, лучше, лЭптопов) вместо традиционного пластика или окрашенного металла.

Компания Google в своем новом ноутбуке Chromebook Pixel применяет металлический — алюминиевый — корпус, который получают механической обработкой из цельной алюминиевой прессованной заготовки. Это – прямой последователь и конкурент знаменитой конструкции ноутбука Macbook the unibody, который еще в 2008 году разработала компания Apple.

Компании Samsung и Sony также уже производят свои алюминиевые ноутбуки.

Лучший металл для смартфона — алюминий

Почему конкуренты Apple так долго медлили с применением алюминия в своих изделиях и вдруг заинтересовались им? Эксперты находят этому, как минимум, два объяснения.

Что делают из алюминия? Сферы применения данного металла

Производство алюминия в России идет полным ходом. Всего за год здесь изготавливается свыше 4 000 000 тонн этого сплава. Вопреки популярному заблуждению именно этот металл является самым распространенным на планете, после него идет железо.

Но что делают из алюминия, ведь известно, что он применяется в разных отраслях промышленности? В частности, можно выделить машиностроение, авиацию, химическую промышленность и даже гражданское строительство, не говоря уже о производстве предметов бытового применения.

Авиация

Сплав алюминия является основным конструкционным материалом, который используется в современной авиапромышленности. Его потребление резко возросло на этапе развития самолетами дозвуковых и сверхзвуковых скоростей.

На данный момент существуют сплавы различных серий – от 2ххх до 7ххх. Металл версии 2ххх используется для работы при очень высоких температурах, при этом у него высокий коэффициент вязкости разрушения.

Сплавы серии 7ххх используются для создания деталей, которые будут эксплуатироваться под большой нагрузкой и низкой температурой. Они отличаются высокой сопротивляемостью коррозии. Малонагруженные узлы уместно делать из сплавов серии 3ххх, 5ххх, 6ххх.

Такие используются в масло-, гидро- и топливных системах.

Обшивка лайнера, крылья, фюзеляж, киль и т. д. – все эти элементы изготавливаются именно из этого материала. Сплав 1420 активно используется для создания сварного фюзеляжа пассажирского лайнера.

Теперь понимаем, что делают из алюминия в авиации.

Космическая техника

Также данный металл обладает преимуществом при создании космической техники. Благодаря небольшому весу и высоким показателям удельной прочности из алюминия можно изготовить баки, носовые и межбаковые части ракеты.

Этот металл хорошо работает при криогенных температурах в контакте с гелием, водородом и кислородом. У него происходит криогенное упрочнение – явление, при котором показатели прочности при понижении температуры растут.

Однако это еще не все, что делают из алюминия. Он находит применение и в других отраслях.

Судостроение

В основном в этой отрасли промышленности материал используют для изготовления корпусов судов, а также коммуникаций для оборудования и палубных надстроек. Благодаря применению этого металла конструкторам удалось на 50-60 % снизить массу судов, благодаря чему достигается высокая экономия топлива и повышенная грузоподъемность, маневренность и скорость также растут.

Железнодорожный транспорт

Подвижный состав на железной дороге эксплуатируется в тяжелых условиях, он подвергается ударным нагрузкам. Поэтому и требования к материалам изготовления таких составов высоки.

Алюминий целесообразно применять для изготовления железнодорожных составов из-за высокой удельной прочности, небольшой силы инерции, а также повышенной коррозионной стойкости.

К тому же в специальных алюминиевых емкостях можно перевозить продукты нефтехимической и химической промышленности.

Автомобильная промышленность

В автомобилях уместно использовать металлы высокой прочности и небольшой массы. При этом они должны быть устойчивыми к коррозии и обладать декоративной поверхностью.

Такое вещество, как алюминий, из чего делают кузовы легковых автомобилей, как раз соответствует этим критериям.

Благодаря ему производителям удается снизить вес транспорта, сделать его более экономичным и повысить грузоподъемность, а высокая стойкость к коррозии существенно повышает срок эксплуатации автомобиля.

Также из сплавов могут изготавливать балки и рамы тяжелых грузовых машин.

Строительство

В гражданском или промышленном строительстве алюминиевые сплавы тоже активно используются. Их перспективность подтверждена мировой практикой и технико-экономическими расчетами. Применение алюминия позволяет уменьшить металлоемкость и повысить надежность и долговечность конструкции. Большинство современных зданий со стеклянными фасадами имеют “скелет” из данного материала.

Нефтехимическая промышленность

При разработке деталей, применяемых в оборудовании для разведки, добычи и переработки нефти, предъявляются строгие требования к материалу. Бурильное оборудование становится более легким и эффективным при использовании сплавов алюминия, что позволяет упростить его транспортировку и прохождение глубины.

Эти сплавы являются идеальными для изготовления емкостей для хранения нефти. Нефтегазопроводные, бурильные или насосно-компрессорные алюминиевые трубы также тут активно применяются. В частности, для этого используется сплав Д16.

Производство бытовых предметов

В быту не счесть вещей, которые делаются из этого металла. В частности, популярностью пользуются алюминиевые лестницы – они есть практически в каждом доме, гараже. Кухонная утварь, кронштейны для телевизоров – все эти элементы могут быть выполнены из алюминия, что уже говорить про более мелкие предметы.

Алюминиевые лестницы, кстати, уверенно вытеснили железные, так как последние очень тяжело переносить с места на место. Это еще раз демонстрирует преимущество этого металла. Перечислять изготавливаемые из него предметы быта можно очень долго.