• Металлургия алюминия
  • Основные минералы и руды алюминия
  • Свойства алюминия
  • Применение алюминия
    • Производство и потребление алюминия.
    • Сплавы
    • Литейные сплавы
    • Другие виды изделий
    • Порошковая металлургия
• Способы получения алюминия
• Альтернативные способы получения алюминия
• Основные компоненты электролита
• Свойства электролитов

Порошковая металлургия

В последние годы резко возрос интерес к пеноалюминию — уникальному материалу с низкой плотностью (0,23— 0,75 г/см3), теплопроводностью и электрической проводимостью, который легко режется и паяется. Большой практический интерес представляют алюминиевые порошки и частицы самых разнообразных размеров и форм. Размер частиц составляет от 0,015 до 17 000 мкм, а размер порошков — от 1 до 1000 мкм. Форма может быть сферической, в виде тонких чешуек и частиц неправильной формы.

Порошки выпускаются по различным технологиям и различаются не только размерами, но и физико-химическими свойствами, которые зависят как от их геометрических параметров, так и от свойства сплава и технологии их изготовления. Порошки получают распылением в струе воздуха или воды, методом центробежного литья, гранулированием через вибрирующее сито с последующим охлаждением водой, размолом в мельницах, охлаждением алюминия из газовой фазы и пр.

Алюминиевые порошки используются в металлургии в качестве легирующих добавок, в алюмотермии (для термитной сварки и восстановления трудновосстановимых соединений Сг, Mn, W, а в последние годы и для соединений таких металлов, как Са, Sr, Ва, Li). Из порошков изготавливают полуфабрикаты и детали путем прессования и спекания. Химическая промышленность использует тысячи тонн порошка различной чистоты для синтеза металлоорганических соединений и катализа, а также для получения ряда соединений алюминия: алкилов алюминия, хлористого гидроксида, безводного хлорида алюминия и пр.

Алюминиевые порошки используют во взрывчатых веществах и в ракетном твердом топливе. Реакция окисления алюминия сопровождается выделением большого количества тепла, что позволяет приобретать летучим соединениям, входящим в состав взрывчатых веществ или топлива, высокую температуру. Этот эффект используют в твердых топливах и жидких взрывчатых веществах. Следует подчеркнуть, что алюминий остается главным компонентом твердых видов топлива, используемого в снарядах и ракетах.

Алюминиевые порошки имеют ряд особенных качеств — приятный цвет, способность к деформации, высокую теплопроводность и коррозионную стойкость. Деформированные порошки, полученные в шаровых мельницах в виде тонких чешуек, широко используют в качестве пигмента в покрытиях и красках, предназначенных для окраски оборудования и для полиграфии.

Порошки применяют и для повышения коррозионной стойкости стали и чугуна, особенно в конструкциях, подверженных атмосферному воздействию (опоры линий электропередачи, элементы строительных конструкций и пр.).

Порошковая металлургия дает возможность значительно снизить стоимость деталей и увеличить коэффициент использования металла, так как деталь, полученная брикетированием порошка в штампе, почти не требует последующей механической обработки, что сводит отходы металла к минимуму. Алюминиевые порошки обладают лучшей способностью к употреблению, чем порошки на железной основе, что позволяет повысить прочность изделия и расширяет возможности получения различных полуфабрикатов при той же мощности прессового оборудования. Спекание проводят при температурах выше точки плавления, и цель данной операции — повышение плотности и усиление связи между отдельными частицами. При высокотемпературном обжиге происходят процессы образования жидких растворов легирующих элементов (Си, Si, Mg) в алюминии. Детали из алюминиевых порошковых материалов обеспечивают выигрыш в массе и повышение коррозионной стойкости.

Детали из спеченных алюминиевых порошков могут содержать до 25 % оксида алюминия, и в спеченном состоянии их прочность возрастает в несколько раз при сохранении этих свойств при температуре до 500 °С. Спеченные алюминиевые сплавы имеют уникальные характеристики, благодаря чему область их применения постоянно расширяется; в ряде случаев они заменяют такие металлы, как титан и высокопрочные марки стали.

Приведенный краткий обзор свидетельствует о том, что роль алюминия с развитием научно-технического прогресса будет возрастать.