WesterntechVN – Hợp kim nhôm được chia thành hai nhóm chính: hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm gia công áp lực. Mỗi nhóm có những đặc tính và ứng dụng riêng biệt. Bài viết này sẽ đi sâu vào phân loại, tính chất và ứng dụng chi tiết của từng loại hợp kim nhôm.
1. Hợp kim nhôm đúc
- Khái niệm:
- Hợp kim nhôm đúc là hợp kim nhôm được chế tạo bằng phương pháp đúc.
- Sản phẩm đúc có hình dạng gần giống với chi tiết cần thiết, giảm thiểu gia công cơ khí.
- Phương pháp đúc:
- Đúc khuôn cát: Phương pháp phổ biến, giá thành thấp, thích hợp cho sản xuất loạt nhỏ và vừa.
- Đúc khuôn kim loại: Phương pháp cho độ chính xác cao, chất lượng bề mặt tốt, thích hợp cho sản xuất loạt lớn.
- Đúc áp lực: Phương pháp cho năng suất cao, chi tiết đúc có độ bền và độ kín khít tốt.
- Thành phần hợp kim:
- Silic (Si): Tăng tính đúc, giảm co ngót, cải thiện khả năng chống mài mòn.
- Đồng (Cu): Tăng độ bền và độ cứng, giảm khả năng chống ăn mòn.
- Magiê (Mg): Tăng độ bền và độ dẻo, cải thiện khả năng hàn.
- Kẽm (Zn): Tăng độ bền và độ cứng, giảm khả năng chống ăn mòn.
- Nhiệt luyện hợp kim nhôm đúc:
- Ủ: Làm mềm hợp kim, giảm ứng suất dư.
- Tôi: Tăng độ bền và độ cứng.
- Hóa già: Tăng độ bền và độ cứng theo thời gian.
- Ứng dụng hợp kim nhôm đúc:
- Chi tiết máy: Vỏ động cơ, piston, bánh răng, bơm, van.
- Chi tiết ô tô, xe máy: Mâm xe, nắp máy, hộp số.
- Chi tiết hàng không: Vỏ máy bay, chi tiết động cơ.
- Đồ gia dụng: Nồi, chảo, đồ nội thất.
- Các mác hợp kim nhôm đúc tiêu biểu:
- AL2, AL3, AL4, AL5, AL9, AL10, AL11, AL12, AL13, AL14, AL15.
- AL2: Hợp kim nhôm-silic, dùng cho chi tiết chịu tải trọng thấp.
- AL4: Hợp kim nhôm-đồng, dùng cho chi tiết chịu tải trọng trung bình.
- AL9: Hợp kim nhôm-magiê, dùng cho chi tiết chịu tải trọng cao và môi trường ăn mòn.
- AL12: Hợp kim nhôm-silic-đồng, dùng cho chi tiết chịu tải trọng cao và độ bền nhiệt tốt.
2. Hợp kim nhôm gia công áp lực
- Khái niệm:
- Hợp kim nhôm gia công áp lực là hợp kim nhôm được chế tạo bằng các phương pháp gia công áp lực như cán, kéo, dập, rèn.
- Sản phẩm có độ bền và độ dẻo cao, thích hợp cho các ứng dụng chịu tải trọng lớn.
- Phương pháp gia công áp lực:
- Cán: Cán nóng, cán nguội, cán tấm, cán băng.
- Kéo: Kéo dây, kéo ống.
- Dập: Dập nguội, dập nóng.
- Rèn: Rèn tự do, rèn khuôn.
- Thành phần hợp kim:
- Magiê (Mg): Tăng độ bền và độ dẻo, cải thiện khả năng hàn.
- Mangan (Mn): Tăng độ bền và độ dẻo, cải thiện khả năng chống ăn mòn.
- Đồng (Cu): Tăng độ bền và độ cứng, giảm khả năng chống ăn mòn.
- Kẽm (Zn): Tăng độ bền và độ cứng, giảm khả năng chống ăn mòn.
- Nhiệt luyện hợp kim nhôm gia công áp lực:
- Ủ: Làm mềm hợp kim, giảm ứng suất dư.
- Tôi: Tăng độ bền và độ cứng.
- Hóa già: Tăng độ bền và độ cứng theo thời gian.
- Ứng dụng hợp kim nhôm gia công áp lực:
- Chi tiết máy bay: Vỏ máy bay, cánh máy bay, chi tiết khung.
- Chi tiết ô tô: Thân vỏ, khung gầm, chi tiết động cơ.
- Chi tiết tàu thủy: Vỏ tàu, chi tiết kết cấu.
- Vật liệu xây dựng: Cửa, vách, mái nhà.
- Dây dẫn điện, cáp điện.
- Các mác hợp kim nhôm gia công áp lực tiêu biểu:
- AD, AMts, D1, D16, V95, AK4, AK6, AK8.
- AD: Nhôm kỹ thuật, dùng cho các chi tiết chịu tải trọng thấp và môi trường ăn mòn.
- D16: Hợp kim nhôm-đồng-magiê, dùng cho chi tiết chịu tải trọng cao và độ bền tốt.
- V95: Hợp kim nhôm-kẽm-magiê-đồng, dùng cho chi tiết chịu tải trọng siêu cao.
- AK4: Hợp kim nhôm-đồng-silic-magiê, dùng cho piston động cơ.
3. So sánh hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm gia công áp lực
| Đặc điểm | Hợp kim nhôm đúc |
Hợp kim nhôm gia công áp lực |
| Phương pháp chế tạo | Đúc | Gia công áp lực (cán, kéo, dập, rèn) |
| Hình dạng sản phẩm | Chi tiết đúc có hình dạng gần giống chi tiết cần thiết | Tấm, băng, thỏi, dây, ống, chi tiết dập, rèn |
| Cơ tính | Độ bền và độ dẻo trung bình | Độ bền và độ dẻo cao |
| Ứng dụng | Chi tiết máy, chi tiết ô tô, đồ gia dụng | Chi tiết máy bay, ô tô, tàu thủy, vật liệu xây dựng, dây dẫn điện |
| Giá thành | Thấp hơn | Cao hơn |
- Hợp kim nhôm cường độ cao:
- Nghiên cứu và phát triển các loại hợp kim nhôm có độ bền và độ dẻo cao hơn.
- Ứng dụng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi vật liệu chịu lực cao.
- Hợp kim nhôm composite:
- Kết hợp hợp kim nhôm với các vật liệu khác để tạo ra vật liệu composite có tính chất đặc biệt.
- Ứng dụng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi vật liệu nhẹ, bền, chịu nhiệt.
- Hợp kim nhôm tái chế:
- Tăng cường khả năng tái chế hợp kim nhôm để giảm thiểu tác động đến môi trường.
- Phát triển các công nghệ tái chế hiệu quả hơn.
Hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm gia công áp lực là hai nhóm vật liệu quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Việc lựa chọn loại hợp kim nhôm phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và điều kiện làm việc cụ thể.
