Dveře a okna z hliníkové slitiny, pouzdra na mobilní telefony, hliníkové plechovky a dokonce i křídla letadel, se kterými se setkáváme každý den, se zdají být všechny vyrobeny z „hliníku“, ale ve skutečnosti jsou různého typu a mají velmi odlišné použití. Mezi nimi „tepaný hliník“, jako „vše-objektivnější“ z rodiny hliníku, prostupuje každý aspekt průmyslové výroby a každodenního života.
Mnoho lidí si plete „kovaný hliník“ s běžnými hliníkovými materiály. Dnes si vše ujasníme: Co to vlastně je tepaný hliník? A jaké jsou některé běžné hliníkové materiály kolem nás?
01
Tvářený hliník, co to vlastně je „tepaný“?
Jednoduše řečeno, tvářený hliník (zpracovaná hliníková slitina) je hliníková slitina, která prošla různými procesy plastické deformace za účelem výroby plechů, tyčí, profilů nebo výkovků. Jeho základními vlastnostmi jsou „tvarovatelnost a vysoká pevnost“, čímž se odlišuje od litého hliníku, který je přímo odléván do tvaru.
Jeho „proces zrození“ je jako „vykování železa v užitečný předmět“: nejprve se hliníkové ingoty roztaví a odlijí do sochorů. Po homogenizaci jsou opakovaně zpracovávány válcováním, vytlačováním, tažením a kováním, aby se nakonec staly různými tvary, které potřebujeme-, jako jsou válcování tenkých plechů pro plechovky od nápojů, vytlačování profilů pro dveře a okna a výkovky pro díly letadel.
Po tom všem si představíme tři hlavní výhody kovaného hliníku:
· Nízká hmotnost: S nízkou hustotou, pouze asi 1/3 oproti oceli, dokáže snížit hmotnost produktu při zachování strukturální pevnosti, což z něj činí „zázrak pro úsporu hmotnosti-v leteckém a automobilovém průmyslu.
· Snadno zpracovatelný: Vynikající plasticita umožňuje zhotovování složitých tvarů pomocí různých deformačních procesů. Může také projít tepelným zpracováním, jako je žíhání a kalení, aby se pružně upravily jeho vlastnosti.
· Kombinace mnoha výhod: Dobrá elektrická a tepelná vodivost, vysoká odolnost proti korozi a některé modely mohou po zpevnění dokonce konkurovat pevnosti oceli, takže jsou vhodné pro různé složité aplikace.
Zde je důležité rozlišit: hlavní rozdíl mezi tvářeným hliníkem a litým hliníkem spočívá v jejich „metodě tváření“-litý hliník je „tekuté-tváření“ (jako je lití cementu, roztavený hliník se nalévá do formy, aby se ochladil a ztuhl), vhodné pro výrobu dílů složitých tvarů, ale s nízkými požadavky na pevnost (jako jsou bloky motorů); tvářený hliník je „pevný{2}}formující“ vhodný pro konstrukční součásti vyžadující vysokou pevnost a vysokou plasticitu (jako jsou křídla letadel a karoserie automobilů).
02
Rodina kovaného hliníku je rozdělena do dvou kategorií s výrazně odlišným použitím
Skupina tvářeného hliníku je rozsáhlá a na základě toho, zda může být zpevněna tepelným zpracováním, může být rozdělena do dvou hlavních kategorií:
1. Tvářený hliník, který nelze tepelně-zpracovat: Tento materiál je relativně měkký, odolný proti korozi-a běžně používaný v každodenních aplikacích.
Tyto typy tvářeného hliníku primárně spoléhají na zpevnění pevným roztokem a zpevnění deformací za studena, aby se zvýšila jejich pevnost. Jejich hlavní předností je dobrá plasticita a vysoká odolnost proti korozi, ale jejich pevnost je relativně nízká. Jsou vhodné pro výrobky, které nevyžadují vysokou pevnost, ale vyžadují snadné zpracování a odolnost proti korozi. Mezi běžné typy patří:
* Slitiny hliníku-manganu: Typickým příkladem je LF21 (čínské značení). Mají vynikající odolnost proti korozi a dobrou plasticitu a běžně se používají k výrobě nápojových plechovek, kuchyňského náčiní a střešních panelů. Mnoho hliníkových plechovek, které pijeme, je vyrobeno z tohoto typu hliníku.
* Hliníkové-slitiny hořčíku: Tyto slitiny mají vyšší pevnost než slitiny hliníku-manganu, dosahují přes 300 MPa, a mají vysokou odolnost proti korozi, díky čemuž jsou zvláště vhodné pro mořské prostředí. Jsou široce používány ve svařovaných konstrukcích, jako jsou karoserie sklápěčů, nádrže na skladování ropy, trupy malých lodí a některé součásti v architektonické výzdobě.
2. Tepelně-tepaný hliník: Vysoká tvrdost.
Tyto typy tvářených hliníkových slitin primárně zvyšují svou pevnost precipitačním vytvrzováním (zpevnění stárnutím), což vede k pevnostem, které daleko převyšují pevnost prvně jmenovaných. Některé modely se používají ve špičkových{1}}průmyslových aplikacích. Mezi běžné typy patří:
* **Hliník-měď/hliník-měď-hořčík (duralumin):** Označeno jako LY, typickým příkladem je LY12 (odpovídající mezinárodní slitině 2024). Díky pevnosti v tahu dosahující 470-480 MPa je jeho vysoká pevnost běžnou volbou v leteckém průmyslu, který se používá k výrobě trupů letadel, křídel a dalších konstrukčních součástí. Používá se také u některých vysoce pevných mechanických dílů.
* **Hliník-hořčík-křemík:** Nejčastěji používaná slitina se střední-pevností, označená jako LD, typickým příkladem je LD1 (odpovídající mezinárodní slitině 6063). Má dobrou svařitelnost a odolnost proti korozi a snadno se povrchově upravuje (např. eloxování). Je základním pilířem stavebních profilů, nezbytný pro dveře, okna, fasády a nábytek.
* Hliník-zinek-hořčík-slitina mědi (super-tvrdý hliník): Označuje se jako LC, typickým příkladem je LC9 (odpovídající mezinárodní slitině 7075). Jeho pevnost v tahu může dosáhnout 540-570 MPa a vykazuje extrémně vysokou pevnost. Používá se hlavně v letectví a armádě, jako jsou přistávací zařízení letadel a vysoce pevné konstrukční součásti.
Kromě tvářeného hliníku je kolem nás mnoho dalších běžných hliníkových materiálů s různými formami a použitím. Po průzkumu online jsme sestavili seznam čtyř nejčastěji se vyskytujících hliníkových materiálů. Pojďme se na to podívat.
03
Nejen kovaný hliník! Tyto hliníkové materiály jsou také běžné v každodenním životě
1. Čistý hliník: Nejzákladnější typ hliníku, měkký, ale užitečný.
Vysoká čistota (obvykle nad 99 %), výborná elektrická a tepelná vodivost, ale nízká pevnost. Dobrá plasticita, používá se hlavně při výrobě vodičů, kabelů a izolačních materiálů, stejně jako běžně používané hliníkové fólie (obaly potravin, kuchyňská fólie). Část čistého hliníku se také používá v jednoduchých věcech denní potřeby.
2. Hliníkový odlitek: Schopnost vytvářet složité tvary, vysoká nákladová{1}}efektivita.
Výše zmíněný „kapalně{0}}formovaný“ hliníkový materiál má vysoký obsah křemíku (7 %~25 %), dobrou tekutost a lze jej snadno tvarovat do složitých tvarů, jako jsou bloky motorů automobilů, skříně převodovek, polotovary nábojů kol a některé malé mechanické díly. Nízká cena a vysoká rychlost tváření z něj činí nákladově-efektivní volbu v průmyslové oblasti.
3. Hliníkové profily: První volba pro dveře, okna a obvodové pláště; nutnost.
Většinou patří do slitiny hliníku -hořčíku- křemíku (slitina 6063) v tvářeném hliníku a jsou vyráběny vytlačováním s různými tvary průřezu- (ploché, kanálové a kulaté trubky atd.). Jsou široce používány ve stavebních dveřích a oknech, záclonových stěnách, zábradlích, jakož i podpěrách a rámech průmyslových zařízení a dokonce i dekorativních komponentech pro nábytek a domácí spotřebiče. Dveře a okna z hliníkové slitiny běžně vídané v našich domácnostech jsou nejtypičtějšími hliníkovými profily.
4. Hliníkové plechy/fólie: Nachází se v každé domácnosti; široce používané.
Hliníkové plechy jsou válcovány z kovaného hliníku. Různé tloušťky mají různé použití; tenké hliníkové plechy se používají na karoserie automobilů a střechy budov, silnější plechy na tlakové nádoby. Hliníková fólie je ultra-tenký za studena{3}}válcovaný hliníkový produkt s dobrým těsněním a odolností proti korozi. Kromě potravinových obalů se používá také ve farmaceutických obalech a stínicích materiálech pro elektronické výrobky, jako jsou hliníkové obaly na pilulky a stínící fólie uvnitř mobilních telefonů.
Tvářený hliník není „jediný typ hliníku“, ale obecný termín pro „zpracovatelnou hliníkovou slitinu“. Díky své vysoké pevnosti, nízké hmotnosti a snadnému zpracování podporuje významnou část průmyslu v leteckém, stavebním a automobilovém průmyslu. Mezitím čistý hliník, litý hliník a hliníkové profily také hrají svou roli v různých aplikacích.
Až příště uvidíte výrobky z hliníkové slitiny, zkuste rozlišit, zda se jedná o kovaný hliníkový profil nebo odlévaný hliníkový díl. Po přečtení tohoto článku se i vy můžete stát „odborníkem na hliník“.
