ความแตกต่างระหว่างโลหะและสับสนธิ

คําอธิบายรายละเอียดของกระบวนการผลิตโลหะ

การผลิตวัสดุโลหะมีหลายขั้นตอนจากการขุดแร่จนถึงผลิตภัณฑ์สุดท้าย กระแสกระบวนการของโลหะต่าง ๆ (เช่นเหล็ก, อลูมิเนียม, ทองแดง และเหล็กไร้ขัด) ต่างกัน,แต่สายพันธุ์หลักก็คล้ายกัน
1การทําเหมืองแร่และการบดแร่
(1) การทําเหมืองแร่
- แร่เหล็ก (ฮีเมติท Fe2O3, แม็กเนติต Fe3O4)
- โบคไซต์ (Al2O3)
- แร่ทองแดง (คาลคอปิไรต CuFeS2)
วิธีการ: การทําเหมืองแร่เปิดหรือเหมืองใต้ดิน
(2) ผสมแร่
- การบดและบด: การบดแร่เป็นอนุภาคละเอียด
- การแยกโลหะจากสารสกปรก (เช่นการใช้เครื่องแยกโลหะด้วยแม่เหล็กในการแยกสารประกอบเหล็ก)
- เซ็นทรัล: การหาแร่ที่มีความบริสุทธิ์สูง (เช่น เซ็นทรัลเหล็กที่มีเหล็กมากกว่า 60%)
2การหลอม (การสกัดโลหะ)
(1) ปิโรเมทัลลูจิก (การลดอุณหภูมิสูง)
โลหะที่ใช้ได้: เหล็ก ทองแดง โลหะนํา ซิงค์ เป็นต้น
- การผลิตเหล็กในเตาอบสูง:
- วัสดุแพร่: แร่เหล็ก + โค๊ก (สารลด) + หินปูน (ฟลักซ์)
- การปฏิกิริยา: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (อุณหภูมิ 1500 °C)
- ผลิตภัณฑ์: เหล็กดิบ (มีคาร์บอน 2-4% จําเป็นต้องนําไปผลิตเหล็กต่อ)
- การผลิตเหล็ก
- การลดคาร์บูเรชั่น: การเป่าออกซิเจนเพื่อลดปริมาณคาร์บอนในเหล็กดิบ (เช่นการผลิตเหล็กแปลงในระยะ 15-20 นาที)
- การสกัดเหล็ก: การเพิ่มโครเมียม นิเคิล เป็นต้น เพื่อผลิตเหล็กไร้ขัด
(2) ไฮโดรเมทัลลูจิก (การละลายทางเคมี)
โลหะที่ใช้ได้: อลูมิเนียม ทองคํา ยูเรเนียม เป็นต้น
-กระบวนการ Bayer สําหรับอะลูมิเนียม:
1. บอคไซต์ + NaOH → แก้ Al2O3
2. อิเล็กทรอลิสอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) เพื่อได้รับอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ (กระบวนการฮอลล์-เฮโรลต์)
(3) การชําระไฟฟ้า
โลหะที่ใช้ได้: ทองแดง (ความบริสุทธิ์ 99.99%), สับสน, นิเคิล
- แร่ทองแดงใช้เป็นอะโนด แผ่นทองแดงบริสุทธิ์ใช้เป็นคาโทด และสารละลายซัลเฟตทองแดงถูกนําไปประกอบด้วยไฟฟ้า
3. การโยนและการพิมพ์
(1) การคัดสรร
- การโยนทราย: ราคาถูก เหมาะสําหรับรูปร่างที่ซับซ้อน (เช่นกระบอกเครื่องยนต์)
- การโยนต่อเนื่อง: การผลิตบิลเล็ตเหล็กและแผ่นอลูมิเนียมโดยตรง (เพิ่มประสิทธิภาพ)
(2) การแปรรูปร้อน
- การลวดร้อน: การทําความร้อนเกินอุณหภูมิการเรคริสตัล และการลวด (เช่นแผ่นเหล็กและท่อทองแดง)
- การสลัก: การพิมพ์ความดัน (เช่นแกนโค้งและส่วนเครื่องบิน)
(3) การทํางานเย็น
- การม้วน/การถักเย็น: การแปรรูปในอุณหภูมิห้องเพื่อเพิ่มความแข็งแรง (เช่นแผ่นเหล็กไร้ขัดเหล็ก สายทองแดง)
- พิมพ์/ตัด: ผลิตชิ้นส่วนสุดท้าย (เช่นกระโปรงรถยนต์)
4การรักษาด้วยความร้อน

เทคโนโลย

เป้าหมาย

จงยกตัวอย่าง

กลอง

ทําให้โลหะอ่อนโยน และลดความเครียด

สายทองแดงผสมผสานเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่น

การดับ + การปรับปรุง

เพิ่มความแข็งแรงและความแข็งแรง

เครื่องมือ เครื่องมือเหล็ก

การรักษาด้วยสารละลาย

อุปกรณ์สกัดเหล็กแบบเดียวกัน (ตัวอย่างเช่น เหล็กไร้ขัด)

สแตนเลส 304 ที่ทําความร้อนถึง 1100 °C

5การบํารุงผิว
- การป้องกันการเกิดสนิม: การกระชับไฟฟ้า (เหล็กกระชับ) การกระชับแอโนด (อลูมิเนียม)
- สวยงาม: การเคลือบ (เหล็กไร้สแตนเลสกระจก) การฉีด (แผ่นอลูมิเนียมสี)
- การเคลือบงาน: การเคลือบ PVD (อุปกรณ์ทนทานการใช้งาน)
6การตรวจสอบคุณภาพ
- การวิเคราะห์องค์ประกอบ:
- การทดสอบเครื่องกล: การทดสอบความยืด, การทดสอบความแข็ง
- การทดสอบที่ไม่ทําลายล้าง การตรวจสอบด้วยรังสีเอ็กซ์ การตรวจหารอยแตกด้วยเสียงฉาย

คําอธิบายรายละเอียดของกระบวนการผลิตสลัก
สารสกัดเป็นวัสดุที่ทําจากโลหะสองประเภทหรือมากกว่า (หรือโลหะและไม่โลหะ) ผ่านการหลอมรวม, การซินเตอร์หรือกระบวนการอื่น ๆ และมีคุณสมบัติที่ดีกว่าโลหะบริสุทธิ์ เช่น ความแข็งแรงสูงกว่าความต้านทานต่อการกัดสลายหรือฟังก์ชันพิเศษต่อไปนี้คือกระบวนการการผลิตเหล็กสแตนเลสทั่วไป:
1การเตรียมวัสดุแท้
- สับสราทโลหะหลักๆ เช่น เหล็ก (Fe) อลูมิเนียม (Al) ทองแดง (Cu) นิเคิล (Ni) ฯลฯ
- อุปกรณ์เหล็กเหล็ก:
- ผลงานที่ดีขึ้น: โครเมียม (Cr), โมลิบเดนัม (Mo), มังกานีส (Mn), ซิลิคอน (Si) เป็นต้น
- การปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป: คาร์บอน (C), ซัลฟูร์ (S), ฟอสฟอรัส (P) (ต้องควบคุมสารประกอบอย่างเข้มงวด)
- วัสดุที่ช่วย: แฟล็กซ์ (เช่น CaO หินปูน), ดีอ๊อกไซเดอร์ (เช่น Al อลูมิเนียม), ก๊าซป้องกัน (เช่น Argon Ar)
2กระบวนการละลาย
(1) การคํานวณส่วนประกอบ
ตามองค์ประกอบของเหล็กสแตนเลสเป้าหมาย (เช่นเหล็กขัดเหล็ก 304 ต้องการ 18%Cr+8%Ni) น้ําหนักวัสดุแท้อย่างแม่นยํา
(2) วิธีการละลาย

ระบบการหลอม

สถานการณ์การใช้งาน

ความพิเศษ

เตาไฟฟ้า (EAF)

เหล็กไร้ขัดเหล็ก สายสลัดพิเศษ

อุณหภูมิสูง (1600 °C +) การควบคุมองค์ประกอบที่แม่นยํา

หม้อปั่น

สายสลัดระดับความบริสุทธิ์สูงชุดเล็ก (เช่น สายสลัดที่มีเนื้อหาจากนิกเกิล)

ไม่มีมลพิษ สารประกอบแบบเดียวกัน

เครื่องแปลง (AOD/VOD)

การปรับปรุงลดคาร์บอนของเหล็กไร้ขัด

ปริมาณคาร์บอนที่ต่ํากว่าและลดการสูญเสียโครเมียม

ขั้นตอนสําคัญ:
- การละลาย: การทําความร้อนโลหะให้เป็นของเหลว (ตัวอย่างเช่นประมาณ 1500-1600 °C สําหรับโลหะสกัดจากเหล็ก)
- การสกัดเหล็ก: การเพิ่มธาตุสกัดเหล็ก (เช่น โครเมียม, นิเคิล) และการผสมเพื่อให้มีการผสมแบบเรียบร้อย
- การแปรรูป:
- การลดออกซิเดน: เพิ่มอะลูมิเนียม / ซิลิคอนเพื่อกําจัดสารสกัดออกซิเจน
- desulfurization/phosphorus: การกําจัดองค์ประกอบอันตรายโดยปฏิกิริยาไหล (เช่น CaO)
3การโยนหรือการโยนต่อเนื่อง
- การโยนหม้อ: สายเหลวถูกหลั่งลงไปในหม้อและเย็นให้เป็นรูป (เหมาะสําหรับชุดเล็กของชิ้นส่วนที่ซับซ้อน)
- การหลอมแบบต่อเนื่อง: การหลอมโดยตรงเป็นแผ่น, บิลเล็ตสี่เหลี่ยมหรือบิลเล็ตกลม (เหมาะสําหรับการผลิตขนาดใหญ่, เช่นสอยสแตนเลส)
4ทํางานร้อน
- การม้วนร้อน: การทําความร้อนเกินอุณหภูมิการกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจาย
- การสลัก: การสลักโดยแรงกด (ตัวอย่างเช่นการสลักเหล็กสําหรับเครื่องบิน)
5การทํางานเย็น (ไม่จํากัด)
- การม้วน/การออกแบบแบบเย็น: การแปรรูปที่อุณหภูมิห้องเพื่อเพิ่มความแข็งแรง (เช่นแผ่นเหล็กไร้ขัดเหล็ก สายสกัดทองแดง)
- การผสมผสาน: การกําจัดการแข็งแรงและการฟื้นฟูความแข็งแรง (เช่นอุณหภูมิการผสมผสานของเหล็กไร้สแตนเลส 304 1010-1120 °C)
6การบํารุงผิว
- พิกเกิล: ถอนเกลือออกไซด์ (ผสม HNO3 + HF สําหรับสแตนเลส)
- การเคลือบ/เคลือบ: เช่น การเคลือบไฟฟ้า (เหล็กกระปุก) การเคลือบ PVD (เหล็กไร้ขัดสี)
7การตรวจสอบคุณภาพ
- การวิเคราะห์องค์ประกอบ:
- การทดสอบคุณสมบัติทางกล: ความแข็งแรง, ความแข็งแรงในการยืด, การทดสอบการชน
- การทดสอบที่ไม่ทําลายล้าง: การตรวจสอบความบกพร่องด้วยรังสีเอ็กซ์ การตรวจสอบความบกพร่องภายในด้วยเสียงฉาย
ความแตกต่างระหว่างโลหะและสับสนธิ
1โลหะ (โลหะบริสุทธิ์)
- คํานิยาม: วัสดุที่ประกอบด้วยธาตุโลหะเดียว (เช่น เหล็กบริสุทธิ์ ทองแดงบริสุทธิ์ อลูมิเนียมบริสุทธิ์)
- ลักษณะ:
- ความสามารถในการนําไฟฟ้าและความร้อนที่ดี แต่คุณสมบัติทางกลที่ยากจน (นุ่ม, อ่อนแอในการปรับปรุง)
- คุณสมบัติทางเคมีที่ทํางาน (เช่นเหล็กบริสุทธิ์ที่เกร็ดง่าย)
- การใช้งานทั่วไป: สาย (ทองแดง) ผนังอลูมิเนียม (อลูมิเนียม) และฉากอื่น ๆ ที่มีความสะอาดสูง
2สายสลัด
- คํานิยาม: วัสดุที่เกิดจากการหลอมรวมของโลหะสองหรือมากกว่า (หรือโลหะและไม่โลหะ)
- ลักษณะ:
- ปรับปรุงคุณสมบัติ (ความแข็งแรง, ความต้านทานต่อการกัดกรอง, ฯลฯ) โดยการปรับประกอบ
- การควบคุมค่าใช้จ่าย (เช่น การเปลี่ยนส่วนหนึ่งของ นิเคิล ด้วยมังกานีส เพื่อลดค่าใช้จ่ายของเหล็กไร้ขัด)
- ตัวอย่างทั่วไป:
-เหล็กไร้ขัดเหล็ก (เหล็ก + โครเมียม + นิเคิล)
- ทองแดง (ทองแดง + ซิงค์)
- สายสลัดอลูมิเนียม (อลูมิเนียม + แมกนีเซียม/ซิลิคอน)

ทําไมต้องเลือกผลิตภัณฑ์เหล็กดัด
สแตนเลส (เช่น 304, 316) เป็นตัวแทนคลาสสิกของสแตนเลสที่ใช้เหล็ก และข้อดีหลักของมันคือดังนี้:
1ความทนทานต่อการกัดกร่อน
- บทบาทของโครเมียม: เมื่อปริมาณโครเมียมมากกว่า 10.5% จะเกิดฟิล์ม passivation chromium oxide (Cr2O3) ที่หนาแน่นบนผิว เพื่อแยกออกซิเจนจากน้ํา
- เทียบกัน
- เหล็กคาร์บอนทั่วไป: ง่ายที่จะเกิดสนิม, ต้องการการกระปุก / การทาสีเพิ่มเติม
อลูมิเนียม: แม้จะทนต่อการกัดกรองในบรรยากาศ แต่ไม่ทนต่อกรดและอัลคาลี
2ความแข็งแรงและทนทานสูง
- การแข็งแรง: ความแข็งแรงสามารถปรับปรุงขึ้นอย่างมากหลังจากการม้วนเย็น (เช่นความแข็งแรงในการยืด 304 เพิ่มขึ้น 50% หลังจากการม้วนเย็น)
- ความสามารถในการทํางานในอุณหภูมิสูง: เหล็กไร้ขัด austenitic (เช่น 310S) ยังคงคงที่ 800 ° C
3.สุขอนามัยและความงาม
- ไม่มีการเคลือบ: ไม่จําเป็นต้องเคลือบหรือทาสีเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของเคลือบ (การใช้งานประเภทอาหาร เช่นอุปกรณ์ครัว เครื่องมือการผ่าตัด)
- ความหลากหลายของพื้นผิว: สวย (กระจก), สะบัด (แมท), ปราง (PVD) เป็นต้น
4สะอาดต่อสิ่งแวดล้อม และสามารถนําไปใช้ใหม่ได้
- สามารถรีไซเคิลได้ 100%: เหล็กไร้ขัดเหล็กขยะสามารถหลอมแบบใหม่โดยตรงโดยไม่ต้องลดประสิทธิภาพ
- อายุการใช้งานยาวนาน: อายุการใช้งานของเหล็กไร้ขัดเหล็กที่ใช้ในงานก่อสร้าง (เช่นกําแพงผ้าม่าน 316L) สามารถบรรลุได้มากกว่า 50 ปี โดยลดการสูญเสียทรัพยากร
5.เศรษฐกิจ (มุมมองระยะยาว)
- ค่าเริ่มต้น: สแตนเลสสูงกว่าสแตนเลสคาร์บอน 2 ถึง 3 เท่า แต่ไม่จําเป็นต้องบํารุงรักษา (ไม่จําเป็นต้องปรับปรุงกันสนิม)
- กรณี: ถังเก็บสารเคมี: เหล็กคาร์บอนต้องเปลี่ยนเป็นประจํา การลงทุนครั้งเดียวจากเหล็กไร้ขัดมีมีประสิทธิภาพต่อค่าใช้จ่ายมากกว่า

เมื่อไหร่ที่ไม่เลือกสแตนเลส?
1งบประมาณจํากัดอย่างมาก: เหล็กคาร์บอน + การเคลือบกันสนิมสามารถใช้ได้สําหรับโครงการระยะสั้น
2ความต้องการของน้ําหนัก ultralightweight: สายไฟอัลลูมิเนียมหรือสายไฟอัลลูมิเนียม (เช่นเครื่องบินอวกาศ)
3สภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงมาก: สายสลัดที่มีเนื้อหาจากนิกเกิล (เช่น Inconel) ทนความร้อนได้มากกว่า