Aluminium adalah unsur paling melimpah ketiga di dunia, dan logam paling melimpah di kerak bumi. Aluminium berkontribusi lebih dari 8% dari massa inti bumi. Namun, sulit untuk dimurnikan dibandingkan dengan logam lain, seperti besi. Karena alasan ini, penggunaan aluminium tertinggal dari produk logam lainnya sementara metode yang efisien dan hemat biaya dikembangkan untuk mengatasi kerumitan ini.
Ada banyak kesamaan antara industri aluminium dan baja. Keduanya mengandalkan ekstraksi logam dari bijih mineral yang terjadi di permukaan bumi. Proses pembuatan keduanya intensif energi dan melibatkan penuangan logam cair ke dalam cetakan atau menggunakan mesin pengecoran kontinu. Aluminium dan baja juga bersaing di pasar serupa untuk industri otomotif dan dirgantara. Namun, ada perbedaan signifikan dalam pemrosesan dan sifat logam ini.
Bauksit adalah batuan sedimen yang mengandung kandungan aluminium yang tinggi; biasanya, sekitar 46-60%. Bauksit seringkali ditutupi oleh beberapa meter batu dan tanah liat, yang harus dihilangkan terlebih dahulu sebelum bauksit dapat diperoleh kembali. Bauksit kemudian melewati pabrik penghancuran atau pencucian sebelum diangkut untuk diproses.
Pada pertengahan 1880-an, dua metode berbeda ditemukan dan digunakan secara seri untuk memproduksi aluminium. Metode Bayer menggunakan proses kimia untuk mengekstrak aluminium dari bauksit. Proses Hall-Heroult menggunakan elektrolisis untuk mengekstrak aluminium dari alumina atau aluminium oksida yang dihasilkan oleh proses Bayer.
Bijih bauksit dihancurkan dan dicampur dengan soda api untuk menghasilkan bubur yang mengandung partikel bijih halus. Bubur ditahan pada suhu antara 140˚C-280˚C, tergantung pada bijih spesifik yang diproses. Selama waktu ini, aluminium larut ke dalam larutan soda kaustik. Semua kotoran mengendap dari larutan menjadi residu yang disebut lumpur merah.
Langkah terakhir dalam proses ini adalah penambahan kristal benih ke larutan soda kaustik. Alumina terlarut menempel pada kristal benih ini. Produk akhir dari proses Bayer adalah alumina atau aluminium oksida, yang tampak seperti bubuk putih.
Unit reduksi pabrik aluminium terdiri dari pot atau sel reduksi yang dihubungkan secara seri. Setiap pot terbuat dari cangkang baja yang dilapisi dengan karbon. Cryolite cair (mineral fluoride) yang mengandung aluminium oksida dituangkan ke dalam setiap pot dan elektroda karbon dimasukkan ke dalam larutan dari atas. Saat arus melewati larutan kriolit, aluminium terpisah dari oksigen, membentuk gas karbon dioksida. Aluminium cair terkumpul di bagian bawah pot.
Alumina cair kemudian disedot dari pot reduksi secara berkala ke dalam ember vakum. Ini dipindahkan ke tungku dan dilemparkan ke dalam ingot dalam cetakan, atau dengan mesin pengecoran kontinu. Aluminium yang dihasilkan melalui proses ini sekitar 99,8% murni. Proses elektrolitik untuk produksi aluminium sangat intensif energi, membutuhkan 15MWH per ton output. Oleh karena itu, sebagian besar pabrik peleburan terletak di sebelah pembangkit listrik seperti pembangkit listrik tenaga air.
Setelah aluminium diekstraksi dan diproses, langkah selanjutnya melibatkan pengecoran ke dalam bentuk produk. Pengecoran aluminium dibentuk dengan menuangkan logam cair ke dalam cetakan yang telah dibentuk dengan pola produk akhir yang diinginkan. Tiga jenis metode pencetakan yang umum digunakan untuk menghasilkan coran:die casting, pengecoran cetakan permanen, dan pengecoran pasir.
Die casting menggunakan tekanan untuk memaksa aluminium cair menjadi die baja. Pengecoran jenis ini sering digunakan untuk produksi massal suku cadang, yang membutuhkan penyelesaian dan pemesinan dalam jumlah minimum. Die casting memiliki waktu siklus yang pendek tetapi biaya perkakas yang tinggi. Sistem pengecoran bertekanan menciptakan kulit kekuatan tinggi tetapi interior lebih lemah dari pengecoran cetakan permanen. Ada dua jenis die casting:die casting bertekanan rendah dan bertekanan tinggi.
TEKANAN RENDAH
TEKANAN TINGGI
Nilai kekuatan yang baik
Nilai kekuatan yang lebih rendah
Cocok untuk otomatisasi
Cocok untuk otomatisasi
Teknologi die dan mesin sederhana
Mati yang rumit dan mahal
Siklus casting lebih lambat
Siklus casting pendek
Investasi dan biaya operasional yang lebih rendah
Investasi dan biaya operasional yang tinggi
Ketebalan dinding minimum sekitar 3 mm
Cocok untuk komponen berdinding tipis
Pengecoran cetakan permanen menggunakan cetakan dan inti baja atau logam lainnya. Coran yang kuat dibentuk dengan menuangkan aluminium ke dalam cetakan. Cetakan permanen digunakan untuk membuat bagian yang sangat berulang dengan konsistensi. Laju pendinginannya yang cepat menghasilkan struktur mikro yang lebih konsisten, yang dapat meningkatkan sifat mekanik secara signifikan.
Pengecoran cetakan permanen digunakan untuk membuat velg. Roda aluminium juga lebih ringan dari roda baja, membutuhkan lebih sedikit energi untuk berputar. Mereka memberikan efisiensi bahan bakar yang lebih besar, serta penanganan yang lebih baik, akselerasi, dan pengereman. Namun, untuk aplikasi trek industri tugas berat, roda baja lebih umum digunakan. Daya tahannya membuat mereka hampir tidak mungkin ditekuk atau retak. Saat digunakan di trek, roda baja lebih tahan terhadap ketidakteraturan trek, sehingga meningkatkan keamanan.
Pengecoran pasir dibuat dengan mengemas campuran pasir halus di sekitar pola produk yang diinginkan. Polanya sedikit lebih besar dari produk akhir untuk memungkinkan penyusutan aluminium saat pendinginan. Pengecoran pasir lebih ekonomis karena pasir dapat digunakan berulang kali. Ini juga efektif untuk membuat cetakan besar atau cetakan dengan desain detail. Biaya perkakas di muka rendah, tetapi harga per suku cadang lebih tinggi, membuat pengecoran pasir cocok untuk pengecoran khusus daripada produksi massal.
Kontrol aluminium cair memiliki pengaruh langsung pada kualitas pengecoran yang dicapai. Elemen paduan ditambahkan ke aluminium cair untuk mencapai kualitas aluminium dan sifat yang diinginkan. Penambahan dan distribusi paduan yang terkontrol di seluruh aluminium akan memastikan produk tersebut baik, dan dengan sifat mekanik yang diharapkan.
Aluminium mengeras dengan struktur butir kolumnar. Kolom-kolom ini tumbuh hingga titik kontak dengan butir lain—semakin banyak butir, semakin halus struktur molekulnya. Pemurnian biji-bijian menggunakan titanium dan boron untuk membuat situs inti biji-bijian untuk mencapai struktur halus ini.
Gas hidrogen adalah pengotor yang dapat menyebabkan cacat pada pengecoran aluminium dengan menciptakan pori-pori saat produk mengeras. Selama pengecoran, pelepasan gas dan pembersihan gas diperlukan untuk menjaga lingkungan bebas dari kotoran yang dapat berdampak negatif pada produk akhir.
Berbagai macam paduan pengecoran tersedia untuk disesuaikan dengan aplikasi akhir. Masing-masing paduan pengecoran ini memiliki karakteristiknya sendiri seperti kemampuan las, kemampuan mesin, ketahanan korosi, dan sifat perlakuan panas.
Aluminium cair memiliki beberapa karakteristik yang dapat dikontrol untuk memaksimalkan sifat pengecoran. Aluminium cair cenderung mengambil gas hidrogen dan oksida dalam keadaan cair, dan mungkin sensitif terhadap elemen kecil. Meskipun beberapa coran dekoratif atau komersial mungkin tidak memerlukan pemrosesan tambahan, penyelesaian lebih lanjut seringkali bermanfaat. Kontrol lelehan yang ketat dan teknik pemrosesan logam cair khusus dapat meningkatkan sifat mekanik.
Salah satu daya tarik estetika aluminium adalah reflektifitasnya yang tinggi. Karakteristik ini telah dimanfaatkan untuk membuat produk konsumen kelas atas dengan permukaan akhir yang bersih. Ini lebih ditingkatkan dengan pembentukan alami lapisan oksida tipis di permukaan. Lapisan ini dapat dibuat lebih tebal dengan anodizing produk. Kehadiran lapisan oksida secara efektif menyegel aluminium dari oksidasi lebih lanjut, membuatnya sangat tahan korosi. Berbagai hasil akhir dan pelapis dapat membantu aluminium mencapai kualitas yang berkilau namun tahan lama ini.
Paduan aluminium tertentu diberi perlakuan panas untuk meningkatkan sifat mereka untuk aplikasi tertentu. Aluminium cor padat dipanaskan sampai suhu yang telah ditentukan, yang menyebabkan struktur mikro molekul menjadi merata di seluruh material. Pendinginan yang cepat kemudian menyebabkan pola struktur mikro tetap pada tempatnya dan sifat ideal tercapai.
Paduan yang tidak dapat diberi perlakuan panas diselesaikan dengan pengerjaan dingin, terutama penggulungan. Kekuatan logam sangat ditingkatkan karena ketidaksempurnaan dalam struktur mikro diminimalkan dengan memadatkan molekul secara erat.
Aluminium memiliki permukaan akhir berkualitas tinggi yang secara estetika menyenangkan. Namun, pelapis yang berbeda dapat memberikan manfaat lebih lanjut pada hasil akhir.
Pelapis PVDF adalah cat berbasis pelarut dengan ketahanan yang sangat tinggi terhadap pelapukan. Namun, mereka bisa tergores. PVDF tidak luntur dari paparan sinar matahari dan dapat dibuat dengan tampilan metalik.
Cat cair lebih ekonomis daripada pelapis PVDF tetapi sifatnya juga kurang diinginkan. Mereka memiliki kualitas akhir yang lebih rendah dan ketahanan cuaca tidak sekuat itu.
Pelapis bubuk memenuhi spesifikasi daya tahan paling ketat ke tingkat yang sama dengan pelapis PVDF. Mereka memiliki penampilan akhir yang sangat baik dan populer dalam aplikasi bangunan untuk kusen jendela dan pintu, serta untuk perabotan situs seperti bollard dan rak sepeda. Mereka bertahan lebih lama dan sering rusak, dan sering ditentukan di area lalu lintas tinggi seperti hotel dan toko.
Anodizing digunakan untuk mengentalkan lapisan permukaan teroksidasi dan meningkatkan ketahanan korosi produk. Lapisannya keras, tahan lama, dan dapat diperbaiki sendiri, menjadikannya pilihan populer bagi para arsitek. Proses anodisasi dilakukan dengan menggunakan rangkaian tangki celup.
Aluminium terkenal ringan. Bahkan, hampir tiga kali lebih ringan dari besi, dengan massa jenis 2.700 kg/m 3 . Hebatnya, kepadatan aluminium yang rendah tidak mempengaruhi kekuatannya. Paduan aluminium memiliki berbagai karakteristik kekuatan dengan kekuatan tarik mulai dari 70 hingga 700 MPa. Pada suhu rendah, kekuatan aluminium meningkat, sedangkan pada suhu tinggi, kekuatan aluminium menurun.
Aluminium juga dapat dengan mudah dikerjakan, dan daya yang dibutuhkan rendah karena densitas yang lebih rendah. Tingkat kelenturan aluminium yang tinggi memberikan kemampuan untuk diekstrusi dengan mudah. Hal ini memungkinkan produk untuk ditekuk dan digulung, dan merupakan karakteristik utama dalam pembuatan aluminium foil.
https://www.dependency-foundry.com/wp-content/uploads/aluminium-rolling.mov
Produk aluminium disertifikasi sesuai dengan bahan paduan yang digunakan dalam produk. Elemen paduan yang paling umum termasuk yang berikut:
SERI
ALUMINIUM %
PADUAN
DAPAT DIPERBAIKI PANAS
PROPERTI
APLIKASI
1xyz
>99.yz
2xyz
>99.yz
Tembaga
Ya
3xyz
>99.yz
Mangan
Tidak
4xyz
>99.yz
Silikon
Tidak
5xyz
>99.yz
Magnesium
Tidak
6xyz
>99.yz
Silikon dan Magnesium
Ya
7xyz
>99.yz
Seng
Ya
SERI
ALUMINIUM %
1xyz
>99.yz
2xyz
>99.yz
3xyz
>99.yz
4xyz
>99.yz
5xyz
>99.yz
6xyz
>99.yz
7xyz
>99.yz
SERI
PADUAN
1xyz
2xyz
Tembaga
3xyz
Mangan
4xyz
Silikon
5xyz
Magnesium
6xyz
Silikon dan Magnesium
7xyz
Seng
SERI
DAPAT DIPERBAIKI PANAS
1xyz
2xyz
Ya
3xyz
Tidak
4xyz
Tidak
5xyz
Tidak
6xyz
Ya
7xyz
Ya
SERI
PROPERTI
1xyz
2xyz
3xyz
4xyz
5xyz
6xyz
7xyz
SERI
APLIKASI
1xyz
2xyz
3xyz
4xyz
5xyz
6xyz
7xyz
Selama proses Hall-Heroult, sejumlah besar gas dipancarkan. Gas-gas ini ditangkap dan diperlakukan sebagai senyawa fluorida beracun yang harus dihilangkan sebelum dilepaskan ke atmosfer. Proses produksi aluminium menghasilkan CO2 , menghasilkan jejak karbon yang lebih tinggi untuk produk aluminium. Banyak produsen menempatkan peleburan aluminium di samping sumber energi terbarukan, seperti pembangkit listrik tenaga air, daripada menghasilkan listrik dari bahan bakar fosil.
Dalam bentuk larutnya, Al 3+ , aluminium beracun bagi tanaman. Tanah masam cenderung mempercepat pelepasan Al 3+ dari mineralnya dan menurunkan hasil produk dari ladang ini. Karena hampir setengah dari lahan pertanian di seluruh dunia bersifat asam, dampak negatif aluminium pada hasil panen bisa sangat parah.
Tubuh manusia juga dapat dipengaruhi oleh aluminium. Efek kesehatan dari penumpukan aluminium termasuk peningkatan risiko penyakit Alzheimer dan beberapa jenis kanker, meskipun tidak terbukti secara meyakinkan. Pada konsentrasi tinggi, aluminium adalah neurotoksin, yang bekerja pada otak dan struktur tulang. Aluminium ditemukan dalam ragi, zat pengemulsi dan pewarna, serta beberapa produk antasida.
Aluminium adalah logam yang dibulatkan dengan baik dengan hasil akhir bercahaya yang melayani pasar yang beragam termasuk berbagai barang komersial dan rumah tangga.
Kemajuan dalam industri kedirgantaraan sangat bergantung pada pengembangan produk aluminium. Kombinasi sifat-sifatnya, terutama bobot dan kekuatannya yang ringan, telah memungkinkan umat manusia mengembangkan kendaraan yang kuat dan cukup ringan untuk melarikan diri dari atmosfer bumi. Wright bersaudara menggunakan aluminium untuk bak mesin mesin biplan rangka kayu pertama mereka. Pesawat angkut komersial modern terdiri dari 80% aluminium—sebagian besar ditemukan di badan pesawat, terutama untuk badan pesawat dan sayap. Aluminium digunakan secara luas dalam industri luar angkasa untuk pesawat ulang-alik dan struktur di stasiun luar angkasa internasional.
Jaringan listrik dan saluran transmisi listrik telah dialihkan ke aluminium daripada tembaga sebagai dasarnya. Ini karena konduktivitas yang sangat baik dan bobot yang ringan untuk kabel yang panjang. Paduan aluminium juga digunakan dalam konstruksi untuk menyediakan rangka yang kuat yang dapat menangani berat yang signifikan dari panel kaca besar. Architects use these characteristics extensively in airports and high-rise buildings.
Though most site furnishings (benches, litter receptacles, bike racks, and the like) are fixed in place, removable bollards are a traffic guiding device that can be put in place to prevent vehicle access, or removed to allow it. Aluminum is often used for removable bollard applications due to the lightness of the metal; it is much easier for event staff to move in or out of place.
Canned food and beverages are another market where aluminum has dominated. Aluminum cans chill quickly and provide a highly-printable surface. The high levels of recyclability also make aluminum an attractive match for this industry. They also protect the flavor and integrity of the contents sealed inside due to their protection against oxygen, light, and other contaminants.
Home appliances have also benefited from the properties of aluminum. Its thermal properties make it ideal for refrigeration applications, while the light weight enables appliances to be easily moved and transported. With the development of the “brushed aluminum” finish, highly aesthetic products can be created for the high-end market. The technology company Apple has led the way in creating aluminum laptops, which are made from a single block of aluminum. Flat screen TVs also benefit from the lightweight property of aluminum; an equivalent steel product would be too heavy to hang on a wall.
Car makers are under more pressure to reduce the carbon footprint of their vehicles. Lightweight aluminum frames, body panels, and engines help this cause by improving the fuel economy. There are also other environmental benefits, as nearly 90% of automotive aluminum scrap is collected for recycling.
Most aluminum can be recycled. Beverage cans and automobile parts are high catchment industries where material is collected and recycled effectively. Once used aluminum is collected, it is taken to a treatment facility, where it is sorted into different grades and cleaned. The metal is then melted down to remove the coatings, inks, and other impurities. During this stage, alloys can be added as necessary, after which it is cast into ingots. These ingots can be supplied to foundries where it is used for casting, or moved to other manufacturers for further processing. Recycled aluminum can be returned to the market as new products in as little as six weeks.
Most aluminum products can be kept clean using plain water or a mild soap or detergent. Where stains are more stubborn, turpentine can be used or a non-etching chemical cleaner. For more cleaning power, wax-based polishes, abrasive waxes, or abrasive cleaners can be used. It is important to dry aluminum products after cleaning to avoid streaking, and cleaning residue must be removed from edges and joints.
For more information on aluminum, or to request a quote for a custom project, please contact us.
Logam
Konsep pengecoran dan penempaan Konsep casting Pengecoran mengacu pada proses di mana logam cair dituangkan ke dalam rongga pengecoran dengan bentuk tertentu, dan setelah pendinginan dan pemadatan, bagian akhirnya diperoleh. Konsep penempaan Menempa mengacu pada proses menggunakan mesin tem
Daktilitas suatu material mengacu pada kemampuannya untuk mengalami sejumlah besar deformasi inelastis sampai putus. Biasanya dianggap sebagai sifat lunak dari bahan apa pun. Namun, pada kenyataannya, bahan ulet seperti aluminium memiliki peran penting dalam setiap aplikasi struktural. Aluminium, ya
Diposting pada 14 Desember 2018, | Oleh Victoria, Manajer Proyek WayKen Die casting adalah salah satu proses pengecoran logam yang paling serbaguna dan produktif, ditandai dengan penggunaan rongga cetakan untuk menerapkan tekanan tinggi pada logam cair. Karakteristik proses die casting berkontribus
Membuat bagian dan komponen yang rumit membutuhkan pengecoran yang presisi. Kompleksitas produk sering menjadi masalah selama desain dan manufaktur. Pengecoran investasi memungkinkan komponen diproduksi di hampir semua tingkat kerumitan; toleransi juga sangat ketat. Agar proses pencetakan menjadi e
