Индустриализация и применение сотовой алюминиевой фольги

Исследование промышленного применения сотовой алюминиевой фольги

Сотовые сэндвич-композиты легкие., имеют хорошее поглощение энергии сжатия, и обладают высокой удельной жесткостью и удельной прочностью.

С минимальным увеличением веса, они могут эффективно улучшить жесткость при изгибе и повысить способность выдерживать изгибающие моменты и давление., что делает их идеальным легким промышленным материалом.

В настоящее время, с ростом междисциплинарного сотрудничества, Сотовые сэндвич-материалы привлекают все больше внимания исследователей..

Быстрое развитие и совершенствование производственных процессов в последние годы привели к значительному снижению себестоимости продукции., стимулирование применения сотовых сэндвич-материалов от военной и аэрокосмической областей до гражданского и коммерческого секторов.

В настоящее время, Наиболее широко используемые на рынке сотовые сэндвич-структуры — это в основном шестиугольные сотовые конструкции, имитирующие натуральные соты..

Наиболее часто используемые включают алюминиевые соты., Соты из номекса, бумажные соты, и соты из стекловолокна, которые широко используются в автомобилестроении., судостроение, строительство, и упаковочная промышленность.

В данной статье основное внимание будет уделено обсуждению методов промышленного производства., процессы, и механические свойства алюминиевых сотовых сэндвич-материалов.

Сотовый сердечник из алюминиевой фольги

1. Алюминиевая сотовая сэндвич-структура

Алюминиевая сотовая сэндвич-конструкция состоит из лицевой панели., базовая панель, и толстый, легкий алюминиевый сотовый сердечник, зажатый между ними.

Лицевая панель и сердцевина склеены вместе с помощью клея, образуя жесткую конструкцию., интегрированная структура.

Верхняя и нижняя панели обычно изготавливаются из 3003 или 5052 алюминиевые листы из сплава, а также можно ламинировать огнеупорными плитами, камень, или керамика.

Поверхностная обработка лицевых панелей включает фторуглеродное покрытие., роликовое покрытие, термотрансферная печать, чистка зубов, и окисление. Толщина ламинированных лицевых панелей 0,4–2,0 мм..

Материал рамы — алюминиевый профиль 6063-T4 или нержавеющая сталь.. The алюминиевый сотовый сердечник в основном состоит из 3003 или 5052 алюминиевая фольга.

Из-за более высокой стоимости обработки 5052 сплав, 3003 сплав в настоящее время наиболее широко используется на коммерческом рынке.. Толщина алюминиевой фольги в сотовом заполнителе колеблется от 0.02 к 0.08 мм, и боковые длины алюминиевых сот доступны в 5 мм, 6 мм, 8 мм, 10 мм, и 12 мм.

Сотовые ядра можно классифицировать по форме., включая квадрат, ромбовидный, круговой, и правильный шестиугольный.

Сравнение конструкций и характеристик различных форм., правильная шестиугольная конструкция проста в изготовлении, использует меньше материала, имеет высокую структурную эффективность, и обеспечивает лучшее сопротивление давлению и растяжению, что делает его наиболее широко используемым типом. Общая толщина сотовой панели составляет 15-25 мм.

2. Обработка заготовок из алюминиевой сотовой фольги

Холоднокатаные полосовые заготовки обрабатывают преимущественно тремя способами.: отливка горячекатаных слитков, двухвалковая непрерывная разливка и прокатка, и Hazlett непрерывное литье и прокатка.

Общепринятый 3003 В изделиях из сотовой фольги из сплава используется процесс литья из расплава, прямого охлаждения и горячей прокатки..

Во время плавки, алюминиевые слитки с содержанием 99.7% или выше, твердые отходы, и 10% к 30% электролитическая алюминиевая жидкость помещается в плавильную печь.

Расплавленный алюминий формуют в слитки. (большие плоские слитки) из 400-600 Толщина мм в формах разных размеров.

Слитки необходимо распилить с обоих концов., фрезерованный, и повторно нагревали до 480-550 ℃ и выдерживали 20-25 часов до отправки на стан горячей прокатки с двумя рулонами.

Через высокое давление, многопроходная прокатка, горячекатаный алюминий в рулонах 6-8 толщина мм, которые затем передаются в процесс холодной прокатки для дальнейшей прокатки..

Оборудование горячей прокатки требует больших инвестиций., включает в себя сложные процессы, потребляет много энергии, имеет длительный производственный цикл, и приводит к относительно высоким издержкам производства.

Обычно он используется для производства консервных банок., автомобильные стальные листы, толстые пластины из твердого сплава, высококачественные пластины CTP, и электронная алюминиевая фольга.

Двухвалковая система непрерывного литья и прокатки имеет три формы.: лучший для, горизонтальный, и склонен. Процесс литья у них во многом одинаковый.

Первый, алюминиевые слитки с содержанием 99.7% или выше, твердые отходы, и 20% к 60% электролитическая алюминиевая жидкость используется в качестве сырья.

Их плавят в печи с образованием расплава алюминия или алюминиевого сплава.. Температура обычно ниже 760 ℃., 90 до 100 ℃ выше, чем температура плавления алюминия или алюминиевого сплава, используя минимально возможную температуру.

Хуавей 3003 гигантский рулон алюминиевой фольги

После очистки и урегулирования, расплавленный алюминий переносится в раздаточную печь, где температура поддерживается на уровне 720-740 ℃.. Затем он течет через носик и желоб в устройство дегазации., где добавлен измельчитель зерна онлайн.

После фильтрации, она течет в переднюю камеру, где можно контролировать уровень жидкости. Затем он проходит через литейную насадку из алюмосиликатного материала с делителями потока., и поступает в пространство между литейными валками, вращающимися в одном направлении и снабженными циркулирующей охлаждающей водой., формирование 6-8 литая полоса мм.

Затем эту полосу сматывают в литой рулон определенной ширины с помощью намоточного устройства.. Двухвалковый процесс непрерывной разливки и прокатки требует меньших инвестиций., очень эффективен, имеет низкое энергопотребление, и низкие производственные затраты.

Во время производства, расплавленный металл подвергается быстрому охлаждению в зоне разливки и прокатки, со скоростями охлаждения, достигающими 102-103 °С/с. Затвердевание происходит за счет быстрого, направленная термическая кристаллизация, что приводит к узконаправленному росту кристаллов, почти перпендикулярно поверхности литейных валков.

Этот процесс характеризуется образованием многочисленных дендритных кристаллов., сопровождается некоторой сегрегацией. Локально, дендритные кристаллы в центре полосы быстро превращаются в столбчатые кристаллы, образуя угол 55°-65° с центром полосы.

При производстве 6-7 толщина мм 3003 сплав, со скоростью броска 600-800 мм/мин, в результате микроструктура демонстрирует сегрегацию и локально крупные зерна..

Это не только увеличивает нестабильность производства, но и приводит к снижению стабильности характеристик продукции после последующих процессов прокатки..

Высокая пропускная способность (Хэзлетт) при непрерывной разливке и прокатке используется печь для выдержки расплава., использование 80%-85% расплавленный алюминий и 15%-20% твердый материал для плавки в печи, с температурой плавления, контролируемой при 740-760 °С.

В процессе используется рафинирующая мельница HD2000., где определенное соотношение Ar и Cl₂ впрыскивается через высокоскоростно вращающийся графитовый ротор.. После того, как устроился на >1 час, расплавленный алюминий течет через проточный канал на вход камеры дегазации СНИФ.

На входе добавлен измельчитель зерна.. Затем расплавленный алюминий проходит через коробку фильтра в переднюю камеру со стабильным и регулируемым уровнем жидкости.. Под гидростатическим давлением, расплавленный алюминий течет в литейную форсунку с вакуумной изоляцией, наклоненную вниз примерно на 6°..

Форсунка заполнена циркулирующей водой., поддерживается магнитными опорными роликами, и постоянно бросает 19 Плита толщиной мм между верхней и нижней стальными полосами со специальным покрытием на внешней поверхности.

Скорость охлаждения во время литья достигает 30~80 ℃/с., находится между традиционной горячей прокаткой и двухвалковой непрерывной разливкой. При производстве 3003 алюминиевая фольга, зернистая структура близка к горячекатаным слиткам.

Отлитый сляб подается непосредственно в трехвалковый стан для непрерывной горячей прокатки., производство 3003 слябы из сплава толщиной 2,5~4,5 мм.. Скорость литья 6,5~8 м/мин., скорость прокатки 30~80 м/мин., и пропускная способность 35~50 т/ч.. Этот высокопроизводительный процесс непрерывного литья и прокатки отличается высокой эффективностью производства..

По сравнению с горячей прокаткой, это исключает распиливание, фрезерование, и процессы гомогенизации, не только повышение эффективности производства и сокращение производственного цикла, но и экономия 500 кВтч/т потребления электроэнергии и сокращение общих затрат более чем на 600 юань/т.

Современные отечественные исследования в первую очередь направлены на использование горячекатаного литья в слитках для получения 3003 Сэндвич-материалы из сотовой фольги из сплава, при исследовании высокопроизводительных процессов непрерывного литья и прокатки для производства 3003 Сэндвич-материалы из сотовой фольги из сплава практически отсутствуют.

Индустриализация и применение сотовой алюминиевой фольги

3. Экспериментальная процедура

Традиционный горячекатаный 6-8 Процесс прокатки заготовки мм выглядит следующим образом.: 6-8 мм заготовка → гомогенизация → холодная прокатка → 0.02-0.08 мм → продольная резка → покрытие → отверждение → готовый продукт с сотовым сердечником.

Высокопроизводительный процесс непрерывного литья и прокатки: 2.5-4.5 мм заготовка → гомогенизация → холодная прокатка → 0.02-0.08 мм → продольная резка → покрытие → отверждение. Этот эксперимент относится к национальному стандарту 3003 состав сплава, и процесс плавки принимает единый стандарт контроля.

Конкретный состав сплава приведен в таблице. 1.

Процесс гомогенизации для 3003 заготовка из сплава 550 ℃ для 25-35 час. После гомогенизации, горячекатаный прокат имел толщину 7.0 мм, предел прочности 106 МПа, и удлинение 43%.

Непрерывнолитая и прокатанная заготовка имела толщину 3.5 мм, предел прочности 117 МПа, и удлинение 39%.

Обе заготовки были гомогенизированы и обработаны одним и тем же методом., В результате толщина готового изделия составляет 0.038 мм.

Образцы готовой продукции были разрезаны на 30 мм × 180 мм штук, и были проверены их механические свойства и прочность термосваривания..

Горячекатаный прокат имел предел прочности 264 МПа, удлинение 4.5%, и прочностью термосваривания 15 Не.

Непрерывно литой и прокатный прокат имел предел прочности 272 МПа, удлинение 3.8%, и прочностью термосваривания 16 Не.

По отзывам рынка, Механические свойства готовых изделий из обычной сотовой алюминиевой фольги требуют прочности на разрыв. >260 МПа, удлинение >3%, прочность термосваривания >14 Не, и плоская и чистая поверхность, чтобы не повлиять на последующее нанесение клея..

Сравнивая эти данные, Очевидно, что сэндвич-материалы из алюминиевой сотовой фольги, производимые с использованием высокопроизводительного процесса непрерывного литья и прокатки, имеют значительные преимущества., включая более короткий производственный процесс, более высокая доходность, более низкое энергопотребление, и лучшая производительность продукта.

4. Заключение

Высокопроизводительный процесс непрерывного литья и прокатки для производства 3003 заготовки из сотовой фольги из сплава, по сравнению с традиционным процессом горячей прокатки, может значительно сократить технологический процесс и повысить выход продукции, обеспечивая при этом качество продукции.

Высокопроизводительная непрерывная разливка и прокатка 3003 сплав 3.5 мм и горячая прокатка 7.0 мм заготовок изготовлены по одному и тому же производственному процессу, что приводит к практически полному отсутствию различий в механических свойствах готовой продукции., оба соответствуют требованиям качества алюминиевой сотовой фольги.