Hợp kim nhôm nóng chảy là gì?

Fused Alumina: Vật liệu mài mòn và chịu lửa tổng hợp hiệu suất cao

Fused alumina là một vật liệu tổng hợp có độ tinh khiết cao, quan trọng, được tạo ra thông qua quá trình xử lý nhiệt cực cao của alumina (nhôm oxit, Al₂O₃). Quá trình sản xuất của nó liên quan đến việc nung chảy các nguồn alumina thô trong lò hồ quang điện, nơi nhiệt độ tăng cao trên 2000°C (thường là 2200-2400°C). Quá trình xử lý nhiệt cường độ cao này về cơ bản làm biến đổi vật liệu, tạo ra một cấu trúc tinh thể đặc, cực kỳ cứng, được đặc trưng bởi các tính chất cơ học và nhiệt vượt trội. Sau khi nung chảy, alumina nóng chảy trải qua quá trình làm nguội và đông đặc được kiểm soát cẩn thận, cho phép hình thành các hạt tinh thể lớn, chắc chắn, cần thiết cho hiệu suất của nó.

Các loại chính và đặc điểm của chúng:
Hai loại thương mại chủ yếu được phân biệt bởi nguyên liệu thô và các tính chất thu được:

1. White Fused Alumina (WFA): Được sản xuất từ alumina nung có độ tinh khiết cao (≥99% Al₂O₃), WFA đạt được độ tinh khiết đặc biệt, hàm lượng tạp chất tối thiểu và độ trơ hóa học vượt trội. Nó có độ cứng rất cao và độ giòn tuyệt vời (sự phân hủy có kiểm soát của các hạt mài mòn trong quá trình sử dụng), làm cho nó lý tưởng cho các hoạt động mài và hoàn thiện chính xác.

2. Brown Fused Alumina (BFA): Được sản xuất chủ yếu từ quặng bauxite nung, BFA vốn chứa hàm lượng tạp chất cao hơn như oxit sắt (Fe₂O₃), titan dioxide (TiO₂) và silica (SiO₂), thường dẫn đến hàm lượng alumina từ 94-97%. Những tạp chất này, đặc biệt là TiO₂, có thể mang lại độ bền cao hơn một chút so với WFA nhưng thường dẫn đến độ cứng thấp hơn. BFA mang lại hiệu quả chi phí tuyệt vời cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

Các tính chất chính thúc đẩy ứng dụng:
Quy trình sản xuất độc đáo mang lại cho fused alumina sự kết hợp các tính chất quan trọng cho việc sử dụng trong công nghiệp:

• Độ cứng đặc biệt: Xếp hạng 9 trên thang Mohs (chỉ sau kim cương), nó cung cấp khả năng cắt và mài vượt trội.

• Khả năng chống mài mòn và mài mòn vượt trội: Cấu trúc tinh thể đặc của nó cho phép nó chịu được sự mài mòn cơ học nghiêm trọng, kéo dài tuổi thọ của các sản phẩm mà nó được sử dụng.

• Khả năng kháng hóa chất cao: Fused alumina phần lớn trơ với axit, kiềm và dung môi, đảm bảo độ ổn định trong môi trường ăn mòn.

• Độ ổn định nhiệt và khả năng chịu lửa tuyệt vời: Nó giữ được độ bền và độ ổn định về kích thước ở nhiệt độ rất cao (điểm nóng chảy ~2050°C), làm cho nó không thể thiếu trong các quy trình sử dụng nhiều nhiệt.

• Độ bền cơ học và độ bền gãy tốt: Đặc biệt đáng chú ý ở các loại BFA, cho phép nó xử lý các tải trọng va đập đáng kể.

Các ứng dụng công nghiệp đa dạng:
Những tính chất này làm cho fused alumina trở thành một vật liệu linh hoạt trong nhiều lĩnh vực:

• Chất mài mòn: Ứng dụng chính. Nó tạo thành thành phần cắt trong chất mài mòn liên kết (bánh mài, đá mài), chất mài mòn tráng (giấy nhám, đai mài), phương tiện phun cát (để chuẩn bị và làm sạch bề mặt) và hợp chất mài/đánh bóng hạt rời. WFA được ưa chuộng để mài chính xác thép và hợp kim cứng, trong khi BFA được sử dụng rộng rãi cho các bánh mài, cắt và cắt nặng.

• Vật liệu chịu lửa: Một vật liệu nền tảng cho lớp lót nhiệt độ cao. Nó được sử dụng trong vật liệu chịu lửa nguyên khối (vật đúc, vật phun, hỗn hợp đầm), gạch chịu lửa định hình (đặc biệt cho thùng thép, lò xi măng và lò thủy tinh) và đồ dùng trong lò (giá đỡ, bộ đặt) do khả năng chống sốc nhiệt, tấn công hóa học và xói mòn xỉ ở nhiệt độ khắc nghiệt.

• Gốm kỹ thuật: Được sử dụng làm hạt gia cường hoặc chất độn trong gốm tiên tiến để tăng cường khả năng chống mài mòn và tính chất nhiệt.

• Gia cường: Được thêm vào polyme và vật liệu composite để cải thiện khả năng chống mài mòn và độ bền cơ học.

• Khác: Được sử dụng trong các sản phẩm ma sát (lớp lót phanh), lớp phủ điện cực hàn và vỏ đúc đầu tư chuyên dụng.

WFA so với BFA: Tóm tắt các phân biệt cốt lõi