ちょっと、そこ！私はアルミニウムの生産サプライヤーです。今日は、アルミニウムの世界への旅にあなたを連れて行くことに非常に興奮しています。これは、アルミニウムとニッケルのユニークな特性を組み合わせて、本当に便利な素材を作成する非常にクールなプロセスです。
基本から始める：アルミニウムとは何ですか - ニッケル合金？
これらの合金がどのように作られているかに飛び込む前に、それらが何であるかについてすぐに話しましょう。アルミニウム - ニッケル合金はアルミニウムのブレンドであり、これは軽量、腐食 - 耐性があり、非常に順応性があり、その強度、耐熱性、磁気特性で知られているニッケルです。これら2つの金属を混ぜると、航空宇宙から電子機器まで、さまざまな産業で使用できる合金が得られます。
原材料を集めます
アルミニウム - ニッケル合金を作る最初のステップは、原材料を集めることです。アルミニウムの場合、通常、ボーキサイトから始めます。ボーキサイトは、酸化アルミニウムの割合が高い鉱石です。 Bayer Processと呼ばれるプロセスを通じて、ボーキサイトからアルミニウムを抽出します。これには、ボーキサイトを粉砕し、水酸化ナトリウムの熱い溶液で処理することが含まれます。これにより、酸化アルミニウムが溶け、他の不純物が残ります。一連のろ過と沈殿の手順の後、純粋な水酸化アルミニウムアルミニウムになり、アルミナ（酸化アルミニウム）を生成するために焼成されます。最後に、ホール - ヘロールプロセスを使用して、アルミナを電解し、純粋なアルミニウムを取得します。
ニッケルの場合、ペントランダイトやラテライトのようなニッケル鉱石から調達します。これらの鉱石は採掘され、純粋なニッケルを得るために、製錬や精製などのさまざまな方法で処理されます。純粋なアルミニウムとニッケルの両方ができたら、次のステップに進む準備ができています。
融解と混合
今、楽しい部分がやって来ます - 金属を溶かして混合します。純粋なアルミニウムとニッケルを取り、それらを高い温度炉に入れます。炉は、両方の金属を溶かすのに十分な高さの温度まで加熱されます。アルミニウムは約660°C（1220°F）で溶けますが、ニッケルの融点は約1455°C（2651°F）のはるかに高い融点を持っています。そのため、炉がこれらの高温に到達し、維持できるようにする必要があります。
金属が溶けたら、溶融混合物を攪拌するために特別なツールを使用します。これにより、アルミニウムとニッケルが溶融中に均等に分布することが保証されます。合金中のアルミニウムに対するニッケルの比率は、最終製品に持っている特定の特性に依存します。たとえば、高強度と耐熱性の合金が必要な場合は、ニッケルの割合が高い場合があります。
合金を鋳造します
金属が順調になった後、混合された後、合金を目的の形状に投げ込む時が来ました。この目的のために金型を使用します。よく使用する型の1つの型はインゴット型雌豚型。これらの型は、インゴットと呼ばれる合金の大きくて長方形のブロックを作成するように設計されています。溶融合金は型に注がれ、冷まして固化するために残されます。
合金が冷えると、液体から固体への相変化を経ます。このプロセス中、合金の原子は特定の結晶構造にそれ自体を配置し、合金に独自の特性を与えます。ここでは、冷却速度が本当に重要です。合金があまりにも速く冷却された場合、内部応力と亀裂が発生する可能性があります。一方、冷えすぎると、結晶粒が大きくなりすぎて、合金の特性にも影響を与える可能性があります。そのため、合金の可能な限り最高の品質を確保するために、冷却速度を慎重に制御します。
不純物を削除します
合金が鋳造された後でも、まだいくつかの不純物が存在する可能性があります。これらの不純物は、原材料または融解および鋳造プロセスから生じる可能性があります。それらを削除するには、さまざまなテクニックを使用します。 1つの一般的な方法は使用することです熱 - 耐性ドロスパン。ドロスは、溶融合金の表面に形成される不純物の層です。熱 - 耐性ドロスパンは、このドロスを集めて合金から除去するために使用されます。
また、化学処理を使用して、残りの不純物を除去することもできます。たとえば、溶融合金に特定のフラックスを追加する場合があります。これらのフラックスは不純物と反応し、表面にスラグ層を形成し、それを除去することができます。
熱処理
合金に不純物がないと、私たちはそれを熱処理に服従させるかもしれません。熱処理とは、物理的および機械的特性を変えるための制御された方法で合金を加熱および冷却するプロセスです。アニーリング、クエンチング、焼き戻しなど、さまざまな種類の熱処理があります。
アニーリングは、合金を特定の温度に加熱し、ゆっくりと冷却するプロセスです。これは、合金の内部応力を緩和し、それをより延性させるのに役立ちます。一方、消光は、合金を加熱してから急速に冷却することを伴います。通常は、水や油のような液体に突っ込みます。これにより、合金が強くなり、強くなります。焼き付けは、合金の脆性を減らし、その靭性を改善するために消した後に行われます。
仕上げと品質管理
熱処理後、合金はいくつかの仕上げプロセスを経ます。これには、合金に目的の形状と表面仕上げを与えるために、機械加工、研削、研磨が含まれる場合があります。また、一連の品質管理テストを実施して、合金が必要な仕様を満たしていることを確認します。これらのテストには、合金の組成をチェックする化学分析、その強度と硬度を測定する機械的テスト、および内部欠陥を検出するための超音波検査などの非破壊テスト方法を含めることができます。
アルミニウムのアプリケーション - ニッケル合金
アルミニウム - ニッケル合金には幅広い用途があります。航空宇宙産業では、航空機のエンジンや構造部品などのコンポーネントを製造するために使用されています。エレクトロニクス業界では、これらの合金は、電気的導電率と腐食抵抗が良好であるため、電気接点とコネクタで使用されています。また、自動車産業では、エンジンブロックやトランスミッションコンポーネントなどの部品にも使用されています。
まとめて手を伸ばします
したがって、それはアルミニウムの生産がどのように機能するかについての簡単な概要です。これは、多くの専門知識と専門装置を必要とする複雑なプロセスです。しかし、最終結果は、多くの有用な特性とアプリケーションを備えた高品質の合金です。
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参照
- JR Davisによる「アルミニウム：テクノロジー、アプリケーション、環境」
- 「ニッケル：包括的なガイド」によるCAハンペル
- ジェフ・クレイマーによる「ダミーのための冶金」