Nhôm nguyên chất là kim loại sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật như nhẹ, bền, chống gỉ sét, dễ gia công. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về độ cứng, độ dẻo dai trong nhiều lĩnh vực thì nhôm hợp kim trở thành vật liệu không thể thiếu trong đời sống hiện đại. Vậy nhôm hợp kim là gì? Thành phần và đặc điểm của nó ra sao? Bài viết sau đây Phế liệu Hoàng Ngọc Diệp sẽ cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết về loại vật liệu này.
Nhôm hợp kim là gì?
Nhôm hợp kim là hợp chất được tạo thành từ nhôm kết hợp với kim loại khác như đồng, magie, silic, kẽm, sắt,...Trong thành phần của hợp kim nhôm thì nhôm vẫn là kim loại chiếm tỷ trọng cao nhất. Tuy nhiên sự có mặt của các nguyên tố kim loại khác sẽ giúp cải thiện đáng kể tính chất của nhôm, khắc phục những hạn chế của nhôm nguyên chất như độ cứng thấp và giá thành cao.
Thành phần của hợp kim nhôm
Trong hợp kim nhôm, nhôm là thành phần chính, chiếm tỷ lệ cao nhất từ 97% đến 99,7%. Nhôm mang đến cho hợp kim những đặc tính cơ bản như trọng lượng nhẹ, độ dẻo dai, khả năng chống ăn mòn và dễ gia công. Bên cạnh đó, thành phần của hợp kim nhôm còn chứa các kim loại để bổ sung tạo ra hợp kim nhôm đáp ứng nhu cầu sử dụng:
- Đồng (Cu): Tăng độ bền, độ cứng và khả năng gia công cho nhôm hợp kim.
- Magie (Mg): Làm cho hợp kim nhôm nhẹ hơn và tăng độ bền.
- Silic (Si): Tăng độ cứng, độ bền và khả năng chịu nhiệt hợp kim nhôm.
- Kẽm (Zn): Tăng độ cứng, độ bền và khả năng chống ăn mòn cho hợp kim nhôm đặc biệt khi được kết hợp với hai kim loại khác là Mg và Cu.
- Mangan (Mn): Giúp hợp kim nhôm tăng độ bền, khả năng gia công và khả năng chống ăn mòn.
- Sắt (Fe): Tăng độ cứng và độ bền cho hợp kim nhôm.
Lưu ý, tỷ lệ phần trăm của các nguyên tố kim loại trong hợp kim nhôm sẽ được quy định bởi các tiêu chuẩn quốc tế và được ký hiệu bằng hệ thống mã số riêng. Ngoài ra, hợp kim nhôm còn được bổ sung thêm các chất phụ gia khác để cải thiện các đặc tính như khả năng đúc, hàn, gia công,...
Các loại hợp kim nhôm được ứng dụng phổ biến hiện nay
Dựa vào phương thức chế tạo, ngày nay hợp kim nhôm được chia thành 2 loại chính là hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm rèn:
Hợp kim nhôm đúc
Hợp kim nhôm đúc được sản xuất từ quặng bôxit, một loại khoáng sản tự nhiên chứa khoảng 12-30% nhôm. Đây là loại quặng duy nhất được sử dụng rộng rãi để khai thác nhôm thương mại. Tuy nhiên, quá trình chiết xuất nhôm từ quặng bauxit cần tốn lượng lớn năng lượng.
Ưu điểm của hợp kim nhôm đúc
- Giá hợp kim nhôm đúc thấp hơn so với nhôm rèn: Bởi quá trình sản xuất nhôm đúc đòi hỏi ít năng lượng và chi phí hơn so với quá trình sản xuất hợp kim nhôm rèn nhôm.
- Độ linh hoạt cao: Hợp kim nhôm đúc có thể được gia công cơ khí để tạo ra các hình dạng và kích thước mong muốn. Từ đó tạo ra các sản phẩm với tính thẩm mỹ và chức năng đa dạng.
- Sẵn có các hợp kim chuyên dụng: Một số hợp kim nhôm chỉ có sẵn dưới dạng đúc do tính chất dẻo thấp của chúng nên cải thiện được hiệu suất cũng như độ bền của sản phẩm.
Nhược điểm của hợp kim nhôm đúc
- Độ dẻo thấp: So với hợp kim nhôm khác, hợp kim nhôm đúc có độ dẻo thấp hơn, sau khi nguội rất khó biến dạng.
- Giá thành cao: Do hàm lượng nguyên tố kim loại cao hơn, giá thành của hợp kim nhôm đúc thường cao hơn so với hợp kim nhôm rèn.
Ứng dụng của hợp kim nhôm đúc
Nhờ những ưu điểm nổi bật, hợp kim nhôm đúc được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm:
- Ngành công nghiệp: vỏ động cơ, vỏ hộp số, các chi tiết máy móc phức tạp,...nhờ tính linh hoạt trong thiết kế và độ bền cơ học.
- Ngành hàng không: cánh quạt động cơ máy bay,...
- Ngành giao thông vận tải: vành xe, trục xe,...
- Ngành xây dựng: cửa sổ, cửa ra vào, khung nhà,...
- Ngành công nghiệp chế tạo: sản xuất máy móc, thiết bị,...
- Ngành hàng hải: thân tàu, vỏ động cơ tàu,...
Hợp kim nhôm rèn
Hợp kim nhôm rèn được sản xuất bằng cách nấu chảy các thanh nhôm nguyên chất với các kim loại cụ thể để tạo ra một loại hợp kim nhôm nhất định. Hợp kim sau khi nấu chảy sẽ được đúc thành phôi hoặc tấm lớn rồi được đem cán, rèn hoặc đùn thành hình dạng mong muốn. Trong một số trường hợp, người ta còn xử lý nhiệt cho các hợp kim của nhôm này để tăng thêm các đặc tính của chúng.
Ưu điểm hợp kim nhôm rèn
- Tính chất cơ học tuyệt vời: Nhờ cấu trúc tinh thể được định hướng và phân bố đều đặn trong quá trình rèn, hợp kim nhôm rèn có độ bền kéo, độ cứng và khả năng chịu tải cao hơn so với hợp kim nhôm đúc.
- Tính toàn vẹn của cấu trúc: Đa số các hợp kim nhôm rèn không có lỗi từ quá trình đúc nên giúp đảm bảo tính toàn vẹn của sản phẩm.
- Khả năng chống ăn mòn tốt: Lớp màng oxit tự nhiên trên bề mặt hợp kim nhôm rèn giúp bảo vệ vật liệu khỏi sự ăn mòn của môi trường.
- Dễ sản xuất và gia công: Hợp kim nhôm rèn có độ dẻo cao, dễ dàng gia công bằng các phương pháp cơ khí như phay, tiện, cắt, uốn,...
- Dễ tạo hình: Hợp kim nhôm rèn có thể được đùn thành các hình dạng phức tạp và tùy chỉnh sao cho phù hợp với các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.
Nhược điểm của hợp kim nhôm rèn
Bên cạnh việc sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật phía trên nhưng hợp kim nhôm rèn vẫn tồn tại các nhược điểm như:
- Quy trình sản xuất phức tạp: Quá trình rèn nhôm đòi hỏi kỹ thuật và thiết bị chuyên dụng, dẫn đến giá thành sản phẩm cao hơn so với hợp kim nhôm đúc.
- Kích thước giới hạn: Kích thước của sản phẩm hợp kim nhôm rèn thường bị giới hạn bởi kích thước của phôi nhôm ban đầu.
Các ứng dụng hợp kim rèn
- Ngành điện tử: Thanh dẫn điện & thanh cái nhờ tính dẫn điện tốt và khả năng chịu nhiệt cao.
- Ngành hàng không vũ trụ: Khung máy bay, cánh quạt động cơ, các bộ phận chịu lực cao giúp đảm bảo an toàn của các phương tiện bay.
- Dụng cụ nấu ăn: Hợp kim nhôm rèn được sử dụng để sản xuất các dụng cụ nấu ăn như chảo, nồi…nhờ khả năng truyền nhiệt nhanh và đều.
- Ngành công nghiệp ô tô: Piston, trục khuỷu, vành xe.
- Ngành dầu khí: Các bộ phận trong giàn khoan, đường ống dẫn dầu khí.
Nhôm hợp kim là gì? Các tính chất nổi bật của nhôm hợp kim
Như đã biết, hợp kim nhôm là vật liệu được tạo thành từ nhôm nguyên chất kết hợp với một hoặc nhiều nguyên tố kim loại khác. Tùy vào thành phần và tỷ lệ của các nguyên tố kim loại bổ sung mà nhôm hợp kim sẽ sở hữu những tính chất khác nhau. Dưới đây là các tính chất nổi bật của hợp kim nhôm:
Độ bền cao
Nếu nhôm nguyên chất có cấu trúc vi mô gồm các hạt nhôm xếp xen kẽ nhau. Khi chịu lực tác động, các hạt nhôm này có thể dễ dàng trượt qua nhau, dẫn đến biến dạng và gãy vỡ. Thì đối với nhôm hợp kim, các nguyên tố kim loại khác được bổ sung vào cấu trúc vi mô của nhôm, tạo thành các hợp chất có khả năng bám dính tốt hơn giữa các hạt nhôm, giúp tăng cường độ cứng và độ bền của vật liệu.
Không chỉ vậy, khi hợp kim nhôm khi tiếp xúc với không khí sẽ tạo thành một lớp nhôm oxit trên bề mặt. Lớp nhôm oxit này trở thành chiếc áo giáp có tác dụng bảo vệ phần nhôm bên trong tránh khỏi bị hư hại và ăn mòn. Nhờ đó, hợp kim nhôm trở nên bền bỉ hơn mà không cần sơn mạ thêm. Bên cạnh đó, nhôm hợp kim còn có thể chịu được lực áp suất cao, lực va đập lớn, khi uốn cong và biến dạng không bị gãy hoặc nứt.
Khả năng dẫn điện và nhiệt tốt
Nếu trong nhôm nguyên chất, các electron tự do di chuyển tương đối dễ dàng bởi mật độ electron tự do cao và ít vướng mắc bởi các nguyên tử khác thì hợp kim nhôm khi được bổ sung thêm các nguyên tố kim loại khác sẽ khiến cấu trúc vi mô này thay đổi. Vì vậy mà hợp kim nhôm có thể truyền điện một cách hiệu quả, mà không tiêu tốn quá nhiều năng lượng.
Bên cạnh đó, hợp kim nhôm còn sở hữu khả năng dẫn nhiệt và co giãn tốt khi nhiệt độ thay đổi. Nhờ vậy mà hợp kim này được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi hiệu quả tản nhiệt cao như động cơ máy bay, bộ trao đổi nhiệt và chảo nấu ăn.
Dễ dàng tạo hình và đúc khuôn
Nhiệt độ nóng chảy của nhôm hợp kim thường nằm trong khoảng 550°C đến 660°C, thấp hơn nhiều so với các kim loại khác như thép (khoảng 1500°C) hay đồng (khoảng 1085°C). Do đó mà hôm hợp kim có thể được nung chảy dễ dàng hơn, tiết kiệm năng lượng và có thể gia công bằng nhiều phương pháp khác nhau như cán, dập, ép, uốn,...
Hơn nữa, hợp kim nhôm có độ dẻo cao nên người dùng có thể tùy ý làm thành từng miếng mỏng, sợi hay các hình dạng khác theo nhu cầu sử dụng. Nhờ những ưu điểm này, nhôm hợp kim được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong ngành thiết kế, xây dựng, giao thông vận tải, sản xuất đồ gia dụng...
Ứng dụng của nhôm hợp kim trong các lĩnh vực trong đời sống
Nhờ sở hữu những tính chất ưu việt phía trên mà hợp kim nhôm ngày càng được ứng dụng đa dạng trong đời sống. Dưới đây là các ứng dụng phổ biến của nhôm hợp kim:
- Ngành xây dựng: sản xuất cửa sổ, cửa ra vào, vách ngăn, khung nhà, mái hiên, lam che nắng,...giúp tạo nên các công trình kiến trúc hiện đại, nhẹ nhàng, thẩm mỹ và tiết kiệm năng lượng.
- Ngành giao thông vận tải: sản xuất khung xe máy, xe đạp, vỏ xe ô tô, thân máy bay, tàu thuyền,...giúp giảm trọng lượng phương tiện và tiết kiệm nhiên liệu sử dụng.
- Ngành công nghiệp: sản xuất máy móc, thiết bị, dụng cụ, vỏ động cơ, thiết bị tản nhiệt,...Việc sử dụng hợp kim nhôm góp phần chế tạo các máy móc công nghiệp có trọng lượng nhẹ, bền bỉ, khả năng tản nhiệt tốt và tiết kiệm chi phí sản xuất.
- Ngành điện tử: hợp kim nhôm sử dụng để sản xuất vỏ thiết bị điện tử, tản nhiệt, dây dẫn điện,...nhờ khả năng tản nhiệt hiệu quả, góp phần bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi hư hỏng do nhiệt trong quá trình sử dụng.
- Sản xuất đồ gia dụng: sử dụng để sản xuất nồi, chảo, xoong, bếp nướng,...Bởi nhôm hợp kim có khả năng dẫn nhiệt tốt, nấu ăn nhanh chín, tiết kiệm năng lượng và dễ dàng khi vệ sinh.
Nhìn chung, nhôm hợp kim đóng vai trò quan trọng trong đời sống, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp.Chắc chắn rằng hợp kim nhôm sẽ tiếp tục được ứng dụng rộng rãi hơn nữa trong tương lai.
Phía trên là toàn bộ thông tin giải đáp nhôm hợp kim là gì mà Phế liệu Hoàng Ngọc Diệp tổng hợp để gửi đến bạn. Hy vọng giúp bạn có thêm nhiều thông tin hữu ích về loại hợp kim này. Đừng quên theo dõi trang website của Phế liệu Hoàng Ngọc Diệp để cập nhật thêm nhiều tin tức mới về bảng giá phế liệu và các hoạt động thu mua nhôm phế liệu của chúng tôi mỗi ngày.
CÔNG TY TNHH XUẤT NHẬP KHẨU HOÀNG NGỌC DIỆP
