Perindustrian dan penerapan kerajang aluminium sarang lebah

Penyelidikan mengenai aplikasi perindustrian aluminium sarang lebah

Bahan komposit sandwic sarang lebah ringan, mempunyai penyerapan tenaga mampatan yang baik, dan mempunyai kekakuan khusus dan kekuatan khusus.

Dengan kenaikan berat badan yang minimum, Mereka dapat meningkatkan kekakuan lentur dengan berkesan dan meningkatkan keupayaan untuk menahan momen lentur dan tekanan, menjadikan mereka bahan perindustrian ringan yang ideal.

Pada masa ini, dengan peningkatan kerjasama interdisipliner, Bahan sandwic sarang lebah menarik lebih banyak perhatian dari penyelidik.

Perkembangan pesat dan pematangan proses pengeluaran pada tahun -tahun kebelakangan ini telah membawa kepada penurunan yang ketara dalam kos pengeluaran, Memandu permohonan bahan sandwic sarang lebah dari bidang ketenteraan dan aeroangkasa ke sektor awam dan komersial.

Pada masa ini, Struktur sandwic sarang lebah yang paling banyak digunakan di pasaran kebanyakannya struktur sarang lebah heksagon yang meniru sarang lebah semula jadi.

Yang paling biasa digunakan termasuk sarang lebah aluminium, Nomex Honeycomb, Honeycomb kertas, dan sarang lebah gentian, yang digunakan secara meluas dalam automotif, pembinaan kapal, pembinaan, dan industri pembungkusan.

Makalah ini akan memberi tumpuan kepada membincangkan kaedah pengeluaran perindustrian, proses, dan sifat mekanikal bahan sandwic sarang lebah aluminium.

Teras sarang lebah aluminium

1. Struktur sandwic sarang lebah aluminium

Struktur sandwic sarang lebah aluminium terdiri daripada panel muka, panel asas, dan tebal, Core Honeycomb Lightweight Core diapit di antara mereka.

Panel muka dan teras terikat bersama dengan pelekat untuk membentuk tegar, struktur bersepadu.

Panel atas dan bawah biasanya dibuat 3003 atau 5052 Lembaran aluminium aloi, dan juga boleh dilaminasi dengan papan api, batu, atau seramik.

Rawatan permukaan untuk panel muka termasuk salutan fluorokarbon, salutan penggelek, Percetakan pemindahan haba, memberus gigi, dan pengoksidaan. Ketebalan panel muka berlamina ialah 0.4-2.0 mm.

Bahan bingkai ialah profil aluminium 6063-T4 atau keluli tahan karat. The bahan teras sarang lebah aluminium kebanyakannya diperbuat daripada 3003 atau 5052 kertas aluminium.

Disebabkan kos pemprosesan yang lebih tinggi 5052 aloi, 3003 aloi kini paling banyak digunakan di pasaran komersial. Ketebalan kerajang aluminium di teras sarang lebah dari 0.02 kepada 0.08 mm, dan panjang sampingan sarang lebah aluminium boleh didapati di 5 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm, dan 12 mm.

Teras sarang lebah boleh dikategorikan mengikut bentuk, termasuk persegi, Rhomboid, bulat, dan heksagon biasa.

Membandingkan struktur dan prestasi pelbagai bentuk, Struktur heksagon biasa mudah dibuat, menggunakan bahan yang kurang, mempunyai kecekapan struktur yang tinggi, dan menawarkan tekanan dan ketahanan tegangan yang lebih baik, menjadikannya jenis yang paling banyak digunakan. Ketebalan keseluruhan panel sarang lebah adalah 15-25 mm.

2. Aluminium Honeycomb Foil Pemprosesan kosong

Kekosan jalur sejuk diproses terutamanya menggunakan tiga kaedah: Pemutus ingot panas, pemutus dan bergulir berterusan berkembar, dan Hazlett Casting and Rolling Continuous.

Konvensional 3003 Produk Foil Honeycomb Alloy menggunakan proses pemutus panas yang menyejukkan langsung mencairkan.

Semasa peleburan, aluminium jongkok dengan kandungan 99.7% atau lebih tinggi, sisa pepejal, dan 10% kepada 30% Cecair aluminium elektrolitik diletakkan di dalam relau peleburan.

Aluminium cair dibentuk menjadi jongkong (jongkong rata yang besar) daripada 400-600 ketebalan mm melalui acuan dengan saiz yang berbeza.

Jongkong perlu ditenggelamkan di kedua -dua hujungnya, giling, dan dipanaskan semula ke 480-550 ℃ dan diadakan untuk 20-25 beberapa jam sebelum dihantar ke kilang rolling panas dua gegelung.

Melalui tekanan tinggi, Multi-Pass Rolling, gegelung aluminium panas 6-8 Ketebalan mm dihasilkan, yang kemudiannya dipindahkan ke proses rolling sejuk untuk bergulir selanjutnya.

Peralatan rolling panas memerlukan pelaburan yang tinggi, melibatkan proses kompleks, menggunakan banyak tenaga, mempunyai kitaran pengeluaran yang panjang, dan mengakibatkan kos pengeluaran yang agak tinggi.

Biasanya digunakan untuk menghasilkan stok boleh, Lembaran keluli automotif, plat aloi keras tebal, plat CTP mewah, dan kerajang aluminium elektronik.

Pemutus dan Rolling Berterusan berkembar mempunyai tiga bentuk: atas untuk, mendatar, dan cenderung. Proses pemutus mereka adalah sama.

Pertama, aluminium jongkok dengan kandungan 99.7% atau lebih tinggi, sisa pepejal, dan 20% kepada 60% cecair aluminium elektrolitik digunakan sebagai bahan mentah.

Ini cair dalam relau untuk membentuk aloi aluminium atau aluminium cair. Suhu biasanya di bawah 760 ℃, 90 hingga 100 ℃ lebih tinggi daripada titik lebur aluminium atau aloi aluminium, Menggunakan suhu terendah yang mungkin.

Huawei 3003 aluminium foil jumbo roll

Setelah menyempurnakan dan menetap, Aluminium cair dipindahkan ke relau pegangan di mana suhu dikawal pada 720-740 ℃. Ia kemudian mengalir melalui spout dan palung ke dalam peranti degassing, di mana penapis bijirin ditambah secara dalam talian.

Selepas penapisan, ia mengalir ke ruang depan di mana tahap cecair dapat dikawal. Ia kemudian melalui muncung pemutus yang diperbuat daripada bahan silikat aluminium dengan pembahagi aliran, dan memasuki ruang antara gulungan pemutus yang berputar ke arah yang sama dan dilengkapi dengan air penyejuk yang beredar, membentuk a 6-8 MM Cast Strip.

Jalur ini kemudiannya digulung ke dalam gegelung cast lebar tertentu menggunakan peranti penggodam. Proses pemutus dan rolling berterusan berkembar memerlukan kurang pelaburan, sangat cekap, mempunyai penggunaan tenaga yang rendah, dan kos pengeluaran yang rendah.

Semasa pengeluaran, Logam cair mengalami penyejukan pesat di zon pemutus dan rolling, dengan kadar penyejukan mencapai 102-103 ° C/s. Pemejalan berlaku melalui pesat, Penghabluran terma arah, mengakibatkan pertumbuhan kristal yang sangat berarah, Hampir tegak lurus ke permukaan gulungan pemutus.

Proses ini dicirikan oleh pembentukan pelbagai kristal dendritik, diiringi oleh beberapa pemisahan. Secara tempatan, Kristal dendritik di pusat jalur berkembang pesat menjadi kristal kolumnar, membentuk sudut 55 ° -65 ° dengan pusat jalur.

Apabila menghasilkan 6-7 mm tebal 3003 aloi, dengan kelajuan pemutus 600-800 mm/min, Mikrostruktur yang dihasilkan mempamerkan pemisahan dan bijirin kasar tempatan.

Ini bukan sahaja meningkatkan ketidakstabilan pengeluaran tetapi juga membawa kepada penurunan kestabilan prestasi produk selepas proses rolling berikutnya.

High-throughput (Hazlett) Pemutus dan Rolling Berterusan menggunakan relau cair, bekerja 80%-85% aluminium cair dan 15%-20% Bahan pepejal untuk mencairkan, dengan suhu lebur dikawal pada 740-760 °C.

Proses ini menggunakan kilang penapisan HD2000, di mana nisbah tertentu AR dan Cl₂ disuntik melalui pemutar grafit berputar berkelajuan tinggi. Selepas menetap >1 jam, Aluminium cair mengalir melalui saluran aliran ke dalam salur masuk ruang snif.

Penapis bijirin ditambah di salur masuk. Aluminium cair kemudian mengalir melalui kotak penapis ke dalam ruang depan dengan tahap cecair yang stabil dan laras. Di bawah tekanan hidrostatik, Aluminium cair mengalir ke dalam muncung pemutus yang bertebat vakum ke bawah pada kira-kira 6 °.

Muncung dipenuhi dengan air yang beredar, disokong oleh penggelek sokongan magnet, dan terus membuang a 19 papak tebal mm di antara jalur keluli atas dan bawah dengan salutan tertentu di permukaan luarnya.

Kadar penyejukan semasa pemutus mencapai 30 ~ 80 ℃/s, Jatuh di antara pemujaan berterusan panas dan berkembar tradisional. Apabila menghasilkan 3003 kertas aluminium, Struktur bijirin dekat dengan jongkong panas.

Papak pelakon diberi makan terus ke kilang tiga roll untuk rolling berterusan panas, menghasilkan 3003 papak aloi dengan ketebalan 2.5 ~ 4.5 mm. Kelajuan pemutus ialah 6.5 ~ 8 m/min, kelajuan rolling ialah 30 ~ 80 m/min, dan throughput adalah 35 ~ 50 t/j. Proses pemutus dan rolling berterusan yang tinggi ini menawarkan kecekapan pengeluaran yang tinggi.

Berbanding dengan rolling panas, Ia menghilangkan gergaji, pengilangan, dan proses homogenisasi, Bukan sahaja meningkatkan kecekapan pengeluaran dan memendekkan kitaran kerja dalam proses, tetapi juga penjimatan 500 kWh/t dalam penggunaan elektrik dan mengurangkan kos keseluruhan dengan lebih 600 yuan/t.

Penyelidikan domestik semasa terutamanya memberi tumpuan kepada menggunakan pemutus ingot panas untuk menghasilkan 3003 alloy honeycomb foil sandwich materials, while research on high-throughput continuous casting and rolling processes for producing 3003 alloy honeycomb foil sandwich materials is almost nonexistent.

Perindustrian dan penerapan kerajang aluminium sarang lebah

3. Prosedur eksperimen

The traditional hot-rolled 6-8 mm billet rolling process is as follows: 6-8 mm billet → homogenization → cold rolling → 0.02-0.08 mm → slitting → coating → curing → honeycomb core finished product.

The high-throughput continuous casting and rolling process is: 2.5-4.5 mm billet → homogenization → cold rolling → 0.02-0.08 mm → slitting → coating → curing. This experiment refers to the national standard 3003 alloy composition, and the smelting process adopts a unified control standard.

The specific alloy composition is shown in Table 1.

The homogenization process for the 3003 Billet aloi adalah 550 ℃ untuk 25-35 h. Selepas homogenisasi, Stok yang dilancarkan panas mempunyai ketebalan 7.0 mm, kekuatan tegangan 106 MPa, dan pemanjangan dari 43%.

Billet yang berterusan dan dilancarkan mempunyai ketebalan 3.5 mm, kekuatan tegangan 117 MPa, dan pemanjangan dari 39%.

Kedua -dua bilet homogen dan diproses menggunakan kaedah yang sama, mengakibatkan ketebalan produk siap 0.038 mm.

Sampel produk siap dipotong 30 mm × 180 kepingan mm, dan sifat mekanikal mereka dan kekuatan pemendakan haba telah diuji.

Stok yang dilancarkan panas mempunyai kekuatan tegangan 264 MPa, pemanjangan 4.5%, dan kekuatan pemanasan panas 15 N.

Stok yang berterusan dan dilancarkan mempunyai kekuatan tegangan 272 MPa, pemanjangan 3.8%, dan kekuatan pemanasan panas 16 N.

Menurut maklum balas pasaran, Ciri -ciri mekanikal produk siap aluminium aluminium biasa memerlukan kekuatan tegangan >260 MPa, pemanjangan >3%, kekuatan meterai haba >14 N, dan permukaan yang rata dan bersih untuk mengelakkan mempengaruhi aplikasi pelekat hiliran.

Membandingkan data ini, Sudah jelas bahawa bahan sandwic aluminium sarang lebah yang dihasilkan menggunakan proses pemutus dan rolling berterusan yang tinggi mempunyai kelebihan yang ketara, termasuk proses pengeluaran yang lebih pendek, hasil yang lebih tinggi, Penggunaan tenaga yang lebih rendah, dan prestasi produk yang lebih baik.

4. Kesimpulan

Proses pemutus dan rolling berterusan yang tinggi untuk menghasilkan 3003 Alloy Honeycomb Franks, berbanding proses rolling panas tradisional, dapat memendekkan aliran proses dengan ketara dan meningkatkan hasil sambil memastikan kualiti produk.

Pemutus dan penggulungan berterusan tinggi 3003 aloi 3.5 mm dan rolling panas 7.0 MM kosong mengikuti proses pengeluaran yang sama, Hasil hampir tidak ada perbezaan dalam sifat mekanik produk siap, Kedua -duanya memenuhi keperluan kualiti aluminium sarang lebah aluminium.