Лом деформируемого алюминия
Самой важной задачей при переработке алюминиевого лома – при переплавке алюминиевого лома – является поддержание заданного химического состава алюминиевого расплава. При этом необходимо учитывать особенности химического состава различных видов алюминиевых сплавов, в первую очередь, деформируемых или литейных.
Деформируемые алюминиевые сплавы
Как следует из их названия, деформируемые алюминиевые сплавы – это те сплавы, которые, в отличие от литейных алюминиевых сплавов, превращаются в конечный продукт путем пластического деформирования – обработки давлением, а именно – прессования (экструзии), ковки или прокатки. Таких зарегистрированных сплавов более 200. Почти все они состоят, по крайней мере, на 90 % из алюминия, а большинство из них – даже на 95 %. Деформируемые алюминиевые сплавы подразделяются на восемь серий (классов, групп), которые основаны на выборе легирующих элементов. Эта система классификации деформируемых алюминиевых сплавов была разработана в США в 1950-е годы и в настоящее время является общепринятой во всем мире.
Сплавы 1ххх – нелегированный алюминий
Эти сплавы – сплавы 1ххх по международной классификации – содержат 99 % и более алюминия. Высокое содержание алюминия обеспечивает им высокую электрическую проводимость и сопротивление коррозии, но также и дает самую низкую прочность среди других алюминиевых сплавов. Сплавы серии 1ххх применяют в электрической промышленности, а также в виде упаковочной фольги и химическом оборудовании.
Поскольку требуемое минимальное содержание алюминия в этих сплавах так высоко, то, вообще говоря, очень трудно использовать лом для производства этих сплавов. В результате, для изготовления сплавов 1ххх применяют только первичный алюминий и тщательно отобранный лом самих этих сплавов. Однако отходы и лом сплавов 1ххх охотно применяют для производства алюминиевых сплавов любой другой серии.
Рисунок 1 – Лом нелегированного алюминия
Сплавы 2ххх: много меди
Сплавы 2ххх – в том числе, знаменитые дюрали-дюралюмины Д1 и Д16 – содержат от 1 до 6 % меди в зависимости от сплава. Другие легирующие элементы этих сплавов включают железо, магний, марганец и кремний. Эти сплавы относятся к одним из самых прочных алюминиевых сплавов, а также отличаются неплохой вязкостью. Их широко применяют в самолетостроении, а также для изготовления алюминиевого крепежа – винтов, гаек, заклепок. Сплавы серии 2ххх являются не особенно стойкими к коррозии и обычно перед вводом в эксплуатацию их окрашивают или наносят на них какие-либо защитные покрытия. Большинство алюминиевых сплавов, которые не относятся к серии 2ххх, имеют содержание меди не более 0,30 % или даже меньше. По этой причине отходы и лом сплавов 2ххх нельзя использовать для производства большинства деформируемых сплавов других серий.
Сплавы 3ххх: марганец и железо
Число сплавов 3ххх весьма ограничено, однако они имеют довольно широкое распространение. Эти сплавы отличаются содержанием марганца до 1,5 %, а также обычно имеют 0,7-0,8 % железа. Они легко поддаются деформационному упрочнению – нагартовке – и имеют очень высокую коррозионную стойкость.
Больше всего эти сплавы известны за их применение при производстве корпусов алюминиевых пивных банок – это сплавы 3004 и 3104 (рисунок 2). Сплавы этой серии также широко применяют для изготовления кухонной утвари, автомобильных радиаторов, кровельных и облицовочных строительных материалов, а также теплообменников. Ограничение применения алюминиевых сплавов 3ххх связано с высоким содержанием в них марганца и железа, которые часто являются нежелательными в других сплавах.
Рисунок 2 – Лом алюминиевых банок
Сплавы 4ххх: много кремния
Алюминиевых сплавов 4ххх немного и их не так широко применяют как другие деформированные алюминиевые сплавы. Сплавы 4ххх содержат до 13 % кремния, что повышает их сопротивление износу. Их основное применение – поковки для цилиндров самолетных двигателей. Кроме того, сплавы 4ххх применяют для сварки других алюминиевых сплавов. Высокое содержание кремния делает эти сплавы неподходящими для переработки в какие-нибудь алюминиевые сплавы кроме литейных сплавов и самих деформируемых сплавов 4ххх. В литейном ломе, как правило, всегда много кремния (рисунок 3)
Рисунок 3 – Литейный алюминиевый лом
Сплавы 5ххх: много магния
Сплавы 5ххх отличаются высоким содержанием магния – до 6 %. Их преимущества – высокая коррозионная стойкость, высокая вязкость и хорошая свариваемость. Поэтому сплавы 5ххх очень широко распространены. Сплавы 5ххх применяют в таких больших изделиях, как элементы мостов и цистерн, и таких маленьких, как крышки пивных банок (сплав 5182). Эти сплавы все чаще применяют в несущих элементах конструкций автомобилей. Крышки пивных банок изготавливают из алюминиево-магниевого сплава 5182, а встроенную “открывашку” – алюминиево-магниевого сплава 5042 (см. рисунок 2).
Магний является единственным легирующим элементом, который может быть довольно легко удален из расплавленного алюминия. В результате сплавы 5ххх более легко поддаются переработке, чем большинство других алюминиевых сплавов. Однако высокая стоимость магния диктует, чтобы эти сплавы переплавлялись, если это возможно, опять в сплавы этой же серии 5ххх.
Сплавы 6ххх: магний и кремний
Алюминиевые сплавы 6ххх содержат до 1,5 % магния и до 1,8 % кремния. Присутствие этих обоих элементов в этих сплавах делает их термически упрочняемыми. Довольно низкое общее содержание легирующих элементов в этих сплавах обеспечивает их хорошую прессуемость для производства профилей методом экструзии. Эти сплавы наиболее популярны в строительстве в виде алюминиевых профилей для окон, дверей, фасадов и других ограждающих строительных конструкций. Наиболее прочные сплавы из этой серии применяют в автомобилестроении, в сварных строительных конструкциях, а также в виде высокопрочных электрических проводов.
Подобно сплавам 4ххх главным ограничением их переработки в другие сплавы является довольно высокое содержание кремния. Кроме того, большинство строительных профилей имеют термоизолирующие пластиковые вставки – термомосты, которые делают их переплав большой проблемой.
Сплавы 7ххх: много цинка
Сплавы серии 7ххх являются наиболее легированными из всех деформируемых алюминиевых сплавов. Они содержат от 1,5 до 10 % цинка в зависимости от сплава. Эти сплав также содержать до 3 % магния, а некоторые из них – до 2,6 % меди.
Термически упрочняемые сплавы 7ххх имеют самую высокую прочность из промышленных алюминиевых сплавов и впечатляющие вязкие свойства. Как и сплавы 2ххх эти сплавы из-за их низкой коррозионной стойкости обычно окрашивают или подвергают защитному покрытию.
Максимальное потребление эти сплавы находят в самолетостроении, а также в транспортном машиностроении. Высокое содержание цинка и меди делает сплавы 7ххх трудными для переработки в другие сплавы, кроме самих сплавов 7ххх, а также литейных алюминиевых сплавов.
Сплавы 8ххх – все остальное
Алюминиевые сплавы этой серии – все остальные, которые не вошли в первые семь серий. Экстравагантные легирующие элементы сплавов этой серии делают их непригодными для переработки в другие сплавы. Дороговизна лития вынуждает перерабатывать сплавы с литием только в самих себя.
Источники:
