हनीकॉम्ब एल्युमिनियम फॉयल का औद्योगीकरण और अनुप्रयोग

हनीकॉम्ब एल्युमीनियम फ़ॉइल के औद्योगिक अनुप्रयोग पर अनुसंधान

हनीकॉम्ब सैंडविच मिश्रित सामग्री हल्की होती है, अच्छा संपीड़न ऊर्जा अवशोषण है, और उच्च विशिष्ट कठोरता और विशिष्ट ताकत रखते हैं.

न्यूनतम वजन वृद्धि के साथ, वे प्रभावी ढंग से झुकने की कठोरता में सुधार कर सकते हैं और झुकने के क्षणों और दबावों को झेलने की क्षमता बढ़ा सकते हैं, उन्हें एक आदर्श हल्के औद्योगिक सामग्री बनाना.

वर्तमान में, बढ़ते अंतःविषय सहयोग के साथ, मधुकोश सैंडविच सामग्री शोधकर्ताओं का अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित कर रही है.

हाल के वर्षों में उत्पादन प्रक्रियाओं के तेजी से विकास और परिपक्वता के कारण उत्पादन लागत में उल्लेखनीय कमी आई है, सैन्य और एयरोस्पेस क्षेत्रों से नागरिक और वाणिज्यिक क्षेत्रों में हनीकॉम्ब सैंडविच सामग्री के अनुप्रयोग को बढ़ावा देना.

वर्तमान में, बाज़ार में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली मधुकोश सैंडविच संरचनाएं ज्यादातर हेक्सागोनल मधुकोश संरचनाएं हैं जो प्राकृतिक छत्ते की नकल करती हैं.

सबसे अधिक इस्तेमाल होने वाले एल्यूमीनियम मधुकोश शामिल हैं, नोमेक्स मधुकोश, कागज का छत्ते, और फाइबरग्लास मधुकोश, जो ऑटोमोटिव में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, जहाज निर्माण, निर्माण, और पैकेजिंग उद्योग.

यह पेपर औद्योगिक उत्पादन विधियों पर चर्चा पर केंद्रित होगा, प्रक्रियाओं, और एल्यूमीनियम हनीकॉम्ब सैंडविच सामग्री के यांत्रिक गुण.

एल्यूमिनियम फ़ॉइल हनीकॉम्ब कोर

1. एल्यूमिनियम हनीकॉम्ब सैंडविच संरचना

एल्यूमीनियम हनीकॉम्ब सैंडविच संरचना में एक फेस पैनल होता है, एक आधार पैनल, और एक मोटा, उनके बीच हल्के एल्यूमीनियम हनीकॉम्ब कोर सैंडविच किया गया है.

कठोर बनाने के लिए फेस पैनल और कोर को एक चिपकने वाले पदार्थ के साथ एक साथ जोड़ा जाता है, एकीकृत संरचना.

ऊपर और नीचे के पैनल आम तौर पर बने होते हैं 3003 या 5052 मिश्र धातु एल्यूमीनियम शीट, और इसे अग्निरोधक बोर्डों से लैमिनेट भी किया जा सकता है, पत्थर, या चीनी मिट्टी की चीज़ें.

फेस पैनल के लिए सतही उपचार में फ़्लोरोकार्बन कोटिंग शामिल है, रोलर कोटिंग, गर्मी हस्तांतरण मुद्रण, ब्रश करना, और ऑक्सीकरण. लेमिनेटेड फेस पैनल की मोटाई 0.4-2.0 मिमी है.

फ़्रेम सामग्री 6063-T4 एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल या स्टेनलेस स्टील है. The एल्यूमीनियम मधुकोश कोर सामग्री अधिकतर से बना होता है 3003 या 5052 एल्यूमीनियम पन्नी.

की उच्च प्रसंस्करण लागत के कारण 5052 मिश्र धातु, 3003 मिश्र धातु वर्तमान में वाणिज्यिक बाजार में सबसे अधिक उपयोग की जाती है. हनीकॉम्ब कोर में एल्यूमीनियम पन्नी की मोटाई होती है 0.02 को 0.08 मिमी, और एल्यूमीनियम हनीकॉम्ब की साइड लंबाई में उपलब्ध हैं 5 मिमी, 6 मिमी, 8 मिमी, 10 मिमी, और 12 मिमी.

हनीकॉम्ब कोर को आकार के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है, वर्ग सहित, तिर्यग्वर्ग, परिपत्र, और नियमित षट्कोणीय.

विभिन्न आकृतियों की संरचनाओं और प्रदर्शन की तुलना करना, नियमित हेक्सागोनल संरचना का निर्माण करना आसान है, कम सामग्री का उपयोग करता है, उच्च संरचनात्मक दक्षता है, और बेहतर दबाव और तन्य प्रतिरोध प्रदान करता है, इसे सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार बनाता है. हनीकॉम्ब पैनल की कुल मोटाई है 15-25 मिमी.

2. एल्यूमिनियम हनीकॉम्ब फ़ॉइल ब्लैंक प्रसंस्करण

कोल्ड-रोल्ड स्ट्रिप ब्लैंक को मुख्य रूप से तीन तरीकों का उपयोग करके संसाधित किया जाता है: हॉट-रोल्ड पिंड कास्टिंग, ट्विन-रोल निरंतर कास्टिंग और रोलिंग, और हेज़लेट निरंतर कास्टिंग और रोलिंग.

पारंपरिक 3003 मिश्र धातु हनीकॉम्ब फ़ॉइल उत्पाद पिघल-कास्टिंग डायरेक्ट-कूलिंग हॉट-रोलिंग कास्टिंग प्रक्रिया का उपयोग करते हैं.

गलाने के दौरान, की सामग्री के साथ एल्यूमीनियम सिल्लियां 99.7% या उच्चतर, ठोस अपशिष्ट, और 10% को 30% इलेक्ट्रोलाइटिक एल्यूमीनियम तरल को गलाने वाली भट्टी में रखा जाता है.

पिघला हुआ एल्यूमीनियम सिल्लियों में बनता है (बड़े चपटे सिल्लियां) का 400-600 विभिन्न आकारों के साँचे के माध्यम से मिमी मोटाई.

सिल्लियों को दोनों सिरों पर काटने की जरूरत है, मिल्ड, और 480-550℃ तक दोबारा गरम किया गया और लंबे समय तक रखा गया 20-25 डबल-कॉइल हॉट रोलिंग मिल में भेजे जाने से कुछ घंटे पहले.

उच्च दबाव के माध्यम से, मल्टी-पास रोलिंग, हॉट-रोल्ड एल्यूमीनियम कॉइल्स 6-8 मिमी मोटाई का उत्पादन किया जाता है, जिन्हें फिर आगे रोलिंग के लिए कोल्ड रोलिंग प्रक्रिया में स्थानांतरित कर दिया जाता है.

हॉट रोलिंग उपकरण के लिए उच्च निवेश की आवश्यकता होती है, इसमें जटिल प्रक्रियाएँ शामिल हैं, बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होती है, इसका एक लंबा उत्पादन चक्र है, और इसके परिणामस्वरूप उत्पादन लागत अपेक्षाकृत अधिक होती है.

इसका उपयोग आम तौर पर कैन स्टॉक का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, ऑटोमोटिव स्टील शीट, मोटी कठोर मिश्र धातु प्लेटें, हाई-एंड सीटीपी प्लेटें, और इलेक्ट्रॉनिक एल्यूमीनियम पन्नी.

ट्विन-रोल निरंतर कास्टिंग और रोलिंग के तीन रूप हैं: शीर्ष के लिए, क्षैतिज, और झुका हुआ. उनकी कास्टिंग प्रक्रिया काफी हद तक एक जैसी है.

पहला, की सामग्री के साथ एल्यूमीनियम सिल्लियां 99.7% या उच्चतर, ठोस अपशिष्ट, और 20% को 60% इलेक्ट्रोलाइटिक एल्यूमीनियम तरल का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है.

इन्हें एल्यूमीनियम या एल्यूमीनियम मिश्र धातु पिघलाने के लिए भट्ठी में पिघलाया जाता है. तापमान आम तौर पर 760℃ से नीचे रहता है, 90 एल्यूमीनियम या एल्यूमीनियम मिश्र धातु के पिघलने बिंदु से 100℃ तक अधिक, न्यूनतम संभव तापमान का उपयोग करना.

हुवाई 3003 एल्यूमीनियम पन्नी जंबो रोल

परिष्कृत और व्यवस्थित करने के बाद, पिघले हुए एल्यूमीनियम को एक होल्डिंग भट्टी में स्थानांतरित किया जाता है जहां तापमान 720-740 ℃ पर नियंत्रित किया जाता है. फिर यह एक टोंटी और एक गर्त के माध्यम से एक डीगैसिंग डिवाइस में प्रवाहित होता है, जहां एक अनाज रिफाइनर को ऑनलाइन जोड़ा जाता है.

छानने के बाद, यह एक सामने वाले कक्ष में बहती है जहां तरल स्तर को नियंत्रित किया जा सकता है. फिर यह फ्लो डिवाइडर के साथ एल्यूमीनियम सिलिकेट सामग्री से बने कास्टिंग नोजल से गुजरता है, और कास्टिंग रोल के बीच की जगह में प्रवेश करती है जो एक ही दिशा में घूमती है और परिसंचारी शीतलन जल से सुसज्जित होती है, एक गठन 6-8 मिमी कास्ट स्ट्रिप.

फिर इस पट्टी को एक कॉइलिंग डिवाइस का उपयोग करके एक निश्चित चौड़ाई के कास्ट कॉइल में कुंडलित किया जाता है. ट्विन-रोल निरंतर कास्टिंग और रोलिंग प्रक्रिया में कम निवेश की आवश्यकता होती है, अत्यधिक कुशल है, कम ऊर्जा खपत है, और कम उत्पादन लागत.

उत्पादन के दौरान, पिघली हुई धातु कास्टिंग और रोलिंग क्षेत्र में तेजी से ठंडी होती है, शीतलन दर तक पहुँचने के साथ 102-103 डिग्री सेल्सियस/से. जमना तेजी से होता है, दिशात्मक थर्मल क्रिस्टलीकरण, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक दिशात्मक क्रिस्टल विकास होता है, कास्टिंग रोल की सतह के लगभग लंबवत.

यह प्रक्रिया अनेक डेंड्राइटिक क्रिस्टलों के निर्माण की विशेषता है, कुछ पृथक्करण के साथ. स्थानीय स्तर पर, पट्टी के केंद्र में डेंड्राइटिक क्रिस्टल तेजी से स्तंभाकार क्रिस्टल में विकसित होते हैं, पट्टी के केंद्र से 55°-65° का कोण बनाते हुए.

उत्पादन करते समय 6-7 मिमी मोटा 3003 मिश्र धातु, की कास्टिंग गति के साथ 600-800 मिमी/मिनट, परिणामी सूक्ष्म संरचना अलगाव और स्थानीय रूप से मोटे अनाज को प्रदर्शित करती है.

इससे न केवल उत्पादन अस्थिरता बढ़ती है बल्कि बाद की रोलिंग प्रक्रियाओं के बाद उत्पाद प्रदर्शन स्थिरता में भी कमी आती है.

उच्च throughput (हेज़लेट) निरंतर कास्टिंग और रोलिंग में पिघलने वाली भट्ठी का उपयोग किया जाता है, रोजगार 80%-85% पिघला हुआ एल्यूमीनियम और 15%-20% भट्ठी में पिघलाने के लिए ठोस सामग्री, पिघलने के तापमान को नियंत्रित किया जाता है 740-760 डिग्री सेल्सियस.

इस प्रक्रिया में HD2000 रिफाइनिंग मिल का उपयोग किया जाता है, जहां Ar और Cl₂ का एक विशिष्ट अनुपात उच्च गति से घूमने वाले ग्रेफाइट रोटर के माध्यम से इंजेक्ट किया जाता है. के लिए समझौता करने के बाद >1 घंटा, पिघला हुआ एल्युमीनियम एक प्रवाह चैनल के माध्यम से एसएनआईएफ डीगैसिंग कक्ष के इनलेट में प्रवाहित होता है.

इनलेट पर एक अनाज रिफाइनर जोड़ा गया है. फिर पिघला हुआ एल्यूमीनियम एक फिल्टर बॉक्स के माध्यम से एक स्थिर और समायोज्य तरल स्तर के साथ सामने वाले कक्ष में प्रवाहित होता है. हाइड्रोस्टैटिक दबाव के तहत, पिघला हुआ एल्युमीनियम लगभग 6° पर नीचे की ओर झुके हुए वैक्यूम-इंसुलेटेड कास्टिंग नोजल में प्रवाहित होता है.

नोजल परिसंचारी पानी से भरा होता है, चुंबकीय समर्थन रोलर्स द्वारा समर्थित, और लगातार एक डालता है 19 ऊपरी और निचली स्टील पट्टियों के बीच उनकी बाहरी सतह पर एक विशिष्ट कोटिंग के साथ मिमी मोटी स्लैब.

कास्टिंग के दौरान शीतलन दर 30~80 ℃/s तक पहुंच जाती है, पारंपरिक हॉट रोलिंग और ट्विन-रोल निरंतर कास्टिंग के बीच गिरना. उत्पादन करते समय 3003 एल्यूमीनियम पन्नी, अनाज की संरचना हॉट-रोल्ड सिल्लियों के करीब है.

गर्म निरंतर रोलिंग के लिए कास्ट स्लैब को सीधे तीन-रोल मिल में डाला जाता है, , उत्पादन 3003 2.5~4.5 मिमी की मोटाई के साथ मिश्र धातु स्लैब. ढलाई की गति 6.5~8 मीटर/मिनट है, रोलिंग गति 30~80 मीटर/मिनट है, और थ्रूपुट 35~50 t/h है. यह उच्च-थ्रूपुट निरंतर कास्टिंग और रोलिंग प्रक्रिया उच्च उत्पादन दक्षता का दावा करती है.

हॉट रोलिंग की तुलना में, यह काटने की क्रिया को समाप्त करता है, पिसाई, और समरूपीकरण प्रक्रियाएँ, न केवल उत्पादन दक्षता में सुधार और कार्य-प्रक्रिया चक्र को छोटा करना, लेकिन बचत भी 500 बिजली की खपत में kWh/t और कुल लागत में अधिक की कमी 600 युआन/टी.

वर्तमान घरेलू अनुसंधान मुख्य रूप से उत्पादन के लिए हॉट-रोल्ड इनगट कास्टिंग का उपयोग करने पर केंद्रित है 3003 मिश्र धातु मधुकोश पन्नी सैंडविच सामग्री, जबकि उत्पादन के लिए उच्च-थ्रूपुट निरंतर कास्टिंग और रोलिंग प्रक्रियाओं पर शोध 3003 मिश्र धातु मधुकोश पन्नी सैंडविच सामग्री लगभग नगण्य है.

मधुकोश एल्यूमीनियम पन्नी का औद्योगीकरण और अनुप्रयोग

3. प्रायोगिक प्रक्रिया

पारंपरिक हॉट-रोल्ड 6-8 मिमी बिलेट रोलिंग प्रक्रिया इस प्रकार है: 6-8 मिमी बिलेट → समरूपीकरण → कोल्ड रोलिंग → 0.02-0.08 मिमी → स्लीटिंग → कोटिंग → इलाज → हनीकॉम्ब कोर तैयार उत्पाद.

उच्च-थ्रूपुट निरंतर कास्टिंग और रोलिंग प्रक्रिया है: 2.5-4.5 मिमी बिलेट → समरूपीकरण → कोल्ड रोलिंग → 0.02-0.08 मिमी → स्लीटिंग → कोटिंग → इलाज. यह प्रयोग राष्ट्रीय मानक को संदर्भित करता है 3003 मिश्र धातु संरचना, और गलाने की प्रक्रिया एक एकीकृत नियंत्रण मानक अपनाती है.

विशिष्ट मिश्र धातु संरचना तालिका में दिखाई गई है 1.

के लिए समरूपीकरण प्रक्रिया 3003 मिश्रधातु बिलेट है 550 ℃ के लिए 25-35 एच. समरूपीकरण के बाद, हॉट-रोल्ड स्टॉक की मोटाई थी 7.0 मिमी, की एक तन्य शक्ति 106 एमपीए, और का एक बढ़ाव 43%.

लगातार डाली और लुढ़काई गई बिलेट की मोटाई थी 3.5 मिमी, की एक तन्य शक्ति 117 एमपीए, और का एक बढ़ाव 39%.

दोनों बिलेट्स को एक ही विधि का उपयोग करके समरूप बनाया गया और संसाधित किया गया, जिसके परिणामस्वरूप तैयार उत्पाद की मोटाई होती है 0.038 मिमी.

तैयार उत्पाद के नमूने काटे गये 30 मिमी × 180 मिमी टुकड़े, और उनके यांत्रिक गुणों और ताप-सीलिंग शक्ति का परीक्षण किया गया.

हॉट-रोल्ड स्टॉक की तन्यता ताकत थी 264 एमपीए, का एक बढ़ाव 4.5%, और गर्मी-सीलिंग ताकत 15 एन.

निरंतर ढले और लुढ़के हुए स्टॉक की तन्य शक्ति थी 272 एमपीए, का एक बढ़ाव 3.8%, और गर्मी-सीलिंग ताकत 16 एन.

बाजार की प्रतिक्रिया के अनुसार, साधारण मधुकोश एल्यूमीनियम पन्नी से तैयार उत्पादों के यांत्रिक गुणों के लिए तन्य शक्ति की आवश्यकता होती है >260 एमपीए, दीर्घीकरण >3%, गर्मी सील ताकत >14 एन, और डाउनस्ट्रीम चिपकने वाले अनुप्रयोग को प्रभावित करने से बचने के लिए एक सपाट और साफ सतह.

इन आंकड़ों की तुलना कर रहे हैं, यह स्पष्ट है कि उच्च-थ्रूपुट निरंतर कास्टिंग और रोलिंग प्रक्रिया का उपयोग करके उत्पादित एल्यूमीनियम हनीकॉम्ब फ़ॉइल सैंडविच सामग्री के महत्वपूर्ण फायदे हैं, जिसमें एक छोटी उत्पादन प्रक्रिया भी शामिल है, अधिक उपज, कम ऊर्जा खपत, और बेहतर उत्पाद प्रदर्शन.

4. निष्कर्ष

उत्पादन के लिए उच्च-थ्रूपुट निरंतर कास्टिंग और रोलिंग प्रक्रिया 3003 मिश्र धातु मधुकोश पन्नी रिक्त स्थान, पारंपरिक हॉट रोलिंग प्रक्रिया की तुलना में, उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करते हुए प्रक्रिया प्रवाह को काफी कम कर सकता है और उपज में सुधार कर सकता है.

उच्च-थ्रूपुट निरंतर कास्टिंग और रोलिंग 3003 मिश्र धातु 3.5 मिमी और गर्म रोलिंग की 7.0 मिमी रिक्त स्थान ने समान उत्पादन प्रक्रिया का पालन किया, परिणामस्वरूप तैयार उत्पादों के यांत्रिक गुणों में वस्तुतः कोई अंतर नहीं आया, दोनों एल्यूमीनियम हनीकॉम्ब फ़ॉइल की गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा करते हैं.