คุณสมบัติทางกายภาพ
โมดูลัสยืดหยุ่น
แรงดึง - 68900 MPa
แรงอัด - 69700 MPa
ความหนาแน่น
2,70 g / cm 3ที่ 20 ° C
คุณสมบัติทางความร้อน
ช่วงอุณหภูมิหลอมเหลว
575 – 650 องศาเซลเซียส
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน
เชิงเส้น: 23,6 μm / (m ° C) ในช่วง 20 ถึง 100 ° C
ความสามารถในการเชื่อม
การเชื่อมอาร์กที่ดีภายใต้ก๊าซเฉื่อย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเชื่อมอาร์กอนแบบอิเล็กโทรดที่ไม่สิ้นเปลือง (GTAW-TIG) และอิเล็กโทรดแบบสิ้นเปลือง (GMWA-MIG)
โลหะผสมเชื่อมธรรมดา - 4043
แรงเชื่อมร่อง
ความแข็งแรงของรอยเชื่อมเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกโลหะผสมตัวเติมที่เหมาะสม ความร้อนจากการเชื่อมจะทำให้โลหะผสมอะลูมิเนียมอ่อนลง ซึ่งอยู่ติดกับรอยเชื่อม หากอยู่ในสภาพใดก็ตาม ยกเว้นการอบอ่อน ในการเชื่อมแบบร่องส่วนใหญ่ โลหะผสมพื้นฐาน HAZ จะควบคุมความแข็งแรงของรอยต่อหลังจากการเชื่อม (รูปที่ 1)
สำหรับการหลอมโลหะผสมที่บำบัดด้วยความร้อนได้อย่างสมบูรณ์ รวมถึงโลหะผสม 6061 ต้องใช้เวลา 2 ถึง 3 ชั่วโมงที่อุณหภูมิการหลอมรวมกับการทำให้เย็นตัวช้า สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นเมื่อทำการเชื่อม และ HAZ จะประกอบด้วยหลายขั้นตอนของการละลายและระดับการตกตะกอนที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาวะทางความร้อน ดังที่แสดงในรูป 2. ระดับการอ่อนตัวของ HAZ นั้นไวต่ออุณหภูมิสูงสุดที่ถึงจุดหนึ่ง เช่นเดียวกับเวลาที่อุณหภูมินี้ [1]
การดัดแปลงโลหะผสม 6061
ล้อแม็ก 6061A
ปริมาณสารตะกั่วไม่เกิน 0,003 %
ล้อแม็ก 6261
0,2-0,35 % ล้าน
โลหะผสมที่แข็งแกร่งกว่า 6061 สามารถ T6 15-20 MPa
กดดับ (ระบายความร้อน)
อัตราการเย็นตัวหลังการอัดขึ้นรูปควรสูงพอ เพื่อให้ Mg และ Si อยู่ในสารละลายที่เป็นของแข็ง ในกรณีนี้ สมบัติเชิงกลจะสูงสุดเนื่องจากการตกตะกอนของอนุภาค Mg2Si ในช่วงอายุที่ตามมา (รูปที่ 3)
อัตราการทำความเย็นถูกกำหนดโดยขนาดตามขวางของโปรไฟล์และตัวกลางในการทำความเย็น เช่น:
อากาศสงบ แฟน ๆ ส่วนผสมของน้ำและอากาศ น้ำ.
ในรูป เลข 4 แสดงการระบายความร้อนที่เพียงพอสำหรับโลหะผสมประเภท 6060 ซึ่งโดยปกติจะทำได้โดยใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศนิ่งหรือการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ แม้ว่า เพื่อความแข็งแรงที่สูงกว่า ซึ่งโลหะผสมเป็นของ 6061 การระบายความร้อนด้วยส่วนผสมของน้ำและอากาศหรือน้ำเป็นที่ต้องการ ตารางที่ 5 แสดงอัตราการเย็นตัวโดยทั่วไป ซึ่งจำเป็นสำหรับการชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพของโปรไฟล์จากโลหะผสมของซีรีส์ 6000 รวมถึงโลหะผสม 6061 [5]
โครงสร้างจุลภาคของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061
โลหะผสม 6xxx หรืออะลูมิเนียม-แมกนีเซียม-ซิลิกอนได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงความสามารถในการละลายของ Mg2Si และทำให้การกระจายตัวแข็งแกร่งขึ้น ในกรณีที่ไม่มีแมงกานีสหรือโครเมียม เฟสที่อุดมด้วยธาตุเหล็กคือ Fe3SiAl12, Fe2Si2Al9 หรือส่วนผสมของพวกมัน ขึ้นอยู่กับสัดส่วนของแมกนีเซียม ซิลิกอน และเหล็ก (ข้าว 4–6) แมงกานีสและโครเมียมคงตัว (Fe,Mn,Cr)3SiAl12
ในโลหะผสมเจือจาง เช่น 6063 การให้ความร้อนแก่โครงสร้างหล่อที่อุณหภูมิปานกลางจะส่งผลให้ Mg2Si ทั้งหมดละลาย 6061 ที่มีอัลลอยด์สูงมักจะมี Mg2Si มากเกินไปที่อุณหภูมิการละลายและตกตะกอนเมื่อเย็นตัวช้าในรูปของ Widdmanstatten โลหะผสม 6xxx บางส่วนที่ใช้เพื่อให้การนำไฟฟ้าเกินกำลังและเมื่อกัดเซาะจะมีแถบแสงตามแนวขอบเกรน ซึ่งเกิดจากการมีอยู่ของโซนที่ไม่มีการเลือก [1]
ด้วยอะลูมิเนียม 99.0% จึงเป็นโลหะผสมที่หนักที่สุดในซีรีส์ 1,000 โลหะผสมอลูมิเนียม 1100 ประกอบด้วยสารเคมีนิกเกิล โครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจน การมีส่วนประกอบของสารเคมีทั้งหมดให้ผลดีมาก เช่น การนำไฟฟ้าสูง การนำความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อน นอกเหนือจากนี้ อะลูมิเนียมของเรายังรักษาแรงกดและความเค้นได้ดีกว่า ความแข็งแรงในการทำงานที่ยอดเยี่ยมในสถานการณ์ที่สมบุกสมบัน ความทนทานสูง ความเรียบของผิวสำเร็จ และความแม่นยำของมิติ
นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติที่ดี เช่น สามารถใช้การได้ดีและคุณสมบัติเชิงกล การเติมโมลิบดีนัมและนิเกิลช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการแตกร้าวของการกัดกร่อนแบบรูพรุนและความเครียดจากคลอไรด์ในสภาพแวดล้อมที่ลดลง แผ่น ม้วน และแผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ 1100 เหล่านี้ถือว่าน่าพอใจสำหรับโครงการเชิงพาณิชย์ในอุดมคติที่มีความต้องการในการขึ้นรูป การนำความร้อนสูงทำให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เชื่อมได้ในอุตสาหกรรมแปรรูป
Bhagyalaxmi Industrial ถือเป็นหนึ่งในผู้จัดจำหน่าย ผู้ส่งออก และผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงในด้านคุณภาพที่ดีที่สุดของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 1100 ทั่วโลกพร้อมบริการที่เป็นเลิศ เรานำเสนอแผ่น ขดลวด และแผ่นโลหะผสมอลูมิเนียม 1100 เหล่านี้ในขนาด รูปร่าง ความหนา ข้อมูลจำเพาะ และอื่นๆ อีกมากมายตามมาตรฐานอุตสาหกรรม เราส่งออกแผ่นอะลูมิเนียม 1100 อย่างกว้างขวางในภาคอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เคมีและปิโตรเคมี การแปรรูปน้ำมันและก๊าซ เภสัชกรรม การแปรรูปอาหาร กระดาษและเยื่อกระดาษ การผลิตกระแสไฟฟ้า และอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมายด้วย ผู้เชี่ยวชาญของเราจะออกแบบแผ่นเหล่านี้ตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและมาตรฐานสากล เพื่อรักษาคุณภาพและปริมาณ เราทำการทดสอบคุณภาพหลายประเภท เช่น การทดสอบแบบทำลายและไม่ทำลาย
อลูมิเนียม (เกรดต่างๆ)
บริการพิเศษตัดแก๊ส ตัดเลเซอร์ตามขนาดที่ต้องการ และจำหน่ายตามขนาดมาตรฐาน
อลูมิเนียมเส้น (Aluminum Bar) - 6063
- อลูมิเนียมเส้นกลม (Aluminum Round Bar)
- อลูมิเนียมเส้นสี่เหลี่ยม (Aluminum Square Bar)
- อลูมิเนียมเส้นฉาก (Aluminum Angle Bar)
- อลูมิเนียมเส้นแบน (Aluminum Flat Bar)
- อลูมิเนียมแผ่น (Aluminum Sheet) - 1100
- อลูมิเนียมอัลลอย์ดเส้น (Aluminum Alloy Bar) - 6061, 7022, 7075, 2011
- อลูมิเนียมอัลลอย์ดแผ่น (Aluminum Alloy Sheet) - 2024, 5052, 5083, 6061, 7022, 7075, 2011
- อลูมิเนียมรีด (Aluminum Drawn)
- อลูมิเนียมหล่อ (Aluminum Casting)
- เพลาอลูมิเนียม (Aluminum Round Bar) - 6060
- ท่ออลูมิเนียม (Aluminum Pipe); mso-hansi-font-famil
ขายอลูมิเนียม 5083, ขายอลูมิเนียม 7075, ขายอลูมิเนียม 6061,
จำหน่าย อลูมิเนียม 5083, จำหน่าย อลูมิเนียม 7075,
จำหน่าย อลูมิเนียม 6061, ขาย จำหน่าย แผ่น เพลา อลูมิเนียม 7075 5083 6061
อลูมิเนียม 5083 6061 7075 ขาย อลูมิเนียม เกรด 5083 , 6061 , 7075 จำหน่าย แผ่น อลูมิเนียม
อลูมิเนียมผสมอัลลอย (Aluminum Alloys) ที่มีคุณสมบัติที่หลากหลายสามารถนำมาใช้ในงานวิศวกรรมโครงสร้างต่างๆ โดยมีการใช้มาตรฐานเทียบของอเมริกา (ANSI), เยอรมัน/ยุโรป (DIN), นานาชาติ (UNS/ISO) เป็นต้น การคัดเลือกอัลลอยให้ถูกต้องตามลักษณะการใช้งานปรกติจะพิจารณาระดับ ความสามารถในการทนแรงดึง (Tensile Strength), ความหนาแน่น (Density), ความเหนียว (Ductility), ความสามารถในการขึ้นรูป (Formability), ความสามารถในการทำงาน (Workability), ความสามารถในการเชื่อม (Weldability), ความทนทานต่อการกัดกร่อน (Corrosion Resistance) เป็นต้น ปัจจุบันมีการใช้อลูมิเนียมอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบิน เนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแกร่งต่อน้ำหนักที่เหมาะสม ในขณะที่ อลูมิเนียมบริสุทธิ์อ่อนเกินไปสำหรับการใช้งาน และขาดความสามารถในการทนแรงดึง (Tensile Strength) ที่จำเป็นสำหรับ เครื่องบิน และเฮลิคอปเตอร์
คุณสมบัติอลูมิเนียม
ข้อดีบางประการของอลูมิเนียมคือ ดูดี, ง่ายต่อการผลิต, ต่อต้านการกัดกร่อนได้ดี, ความหนาแน่นต่ำ, อัตราความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง และความเหนียวที่ต้านการแตกหักสูง
ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ อลูมิเนียมจึงเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีผลต่อเศรษฐกิจ และการทำโครงสร้าง ที่ใช้ในการค้าขาย และอุปกรณ์ทางการทหาร
มื่อสัมผัสกับอากาศ จะทำให้เกิดชั้นฟิล์มบางๆ เรียกว่า อลูมิเนียมออกไซด์ อยู่ที่ชั้นผิวของอลูมิเนียม ซึ่งชั้นผิวนี้จะสามารถป้องกันการกัดกร่อน และกรดต่างๆ ได้ แต่สามารถป้องกัน อัลคาลิส ได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น
อลูมิเนียมบริสุทธิ์ จะมีค่าแรงดึงไม่สูงนัก แต่อย่างไรก็ตามการเพิ่มธาตุบางชนิดเข้าไปเช่น แม็กนีเซียม, ซิลิคอน, ทองแดง และแมงกานีส สามารถเพิ่มคุณสมบัติความแข็งแรงให้กับอลูมิเนียมได้ และได้อัลลอยด์ที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสมกับการใช้งานนั้นๆ
อลูมิเนียมเป็นตัวนำความร้อนที่ดีเยี่ยม และนำความร้อนได้ดีกว่าเหล็กถึงสามเท่า ด้วยคุณสมบัตินี้ทำให้อลูมิเนียมเป็นวัสดุที่มีความสำคัญกับทั้งงานที่ใช้ความเย็น และความร้อน เช่น ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (heat-exchangers) เมื่อพูดถึงอลูมิเนียมที่ไม่ผสมธาตุใดๆ แล้ว อลูมิเนียมประเภทนี้จะถูกใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตอุปกรณ์การทำอาหาร และชุดเครื่องครัว
อลูมิเนียมผสมโลหะเกรดพิเศษ (Aluminium Alloys)
เป็นโลหะอลูมิเนียมที่ผสมธาตุโลหะชนิดอื่น เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางด้านความแข็งแรง
เกรดของอลูมิเนียมจะแตกต่างกันที่
- ส่วนผสมมของธาตุโลหะ เช่น แมกนีเซียม ซิลิกอน สังกะสี เป็นต้น
- กรรมวิธีในการทำ Heat treat จะมีกรรมวิธีในการทำที่เพิ่มความแข็งของพื้นผิว
- ความแข็งแรงของผิววัสดุ (อลูมิเนียมนั้นจะแข็งที่สุดก็ที่ผิวงาน เพราะว่า ผ่านการทำHeat treat)
- ความกระด้าง ผิวที่แข็งกว่า ก็ย่อมกระด้างกว่าเป็นธรรมดา แต่ความที่ทำง่ายกว่า ราคาจึงถูกกว่า
- ต่างกันที่ราคา เมื่อเปรียบเทียบระหว่าง วัสดุที่ทำมาจากโรงงานเดียวกัน ภายใต้มาตรฐานเหมือนๆ กัน
ระยะหลัง อลูมิเนียม ถูกพัฒนาไปไกลมาก สามารถทำเป็น butted tube ได้ ไม่กระด้างโดยยังคงความแข็งแรงไว้ได้
รายละเอียดในเรื่องวิธีการทำและคุณสมบัติ
อลูมิเนียม 5083 (รีดแข็ง , H112) อลูมิเนียมกลุ่มผสมแมกนีเซียม สามารถชุบอะโนไดช์สีได้ดีมาก
ให้ผิวสวยงามเมื่อตัดกลึง สามารถใช้งานที่อุณหภูมิติดลบได้ดี นิยมใช้ทำแม่พิมพ์เป่าพลาสติก แม่พิมพ์ขึ้นรูปยางและโฟม อุปกรณ์จับยึดชิ้นงาน ถังทนแรงดันสูง ตู้คอนเทนเนอร์ ชิ้นส่วนยานพาหนะและอาคาร อลูมิเนียม 5083
อลูมิเนียม 6061 (บ่มแข็ง , T651) อลูมิเนียมกลุ่มผสมแมกนีเซียม และซิลิกอน ที่สามารถบ่มแข็งได้ จึงมีความแข็งสูง
และทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม สามารถขัดเงาได้ดีและชุบอะโนไดซ์สีได้ผิวสวยงาม นิยมใช้ทำแม่พิมพ์เป่าพลาสติก
แม่พิมพ์ฉีดโฟมและยาง โครงสร้างยานพาหนะและอาคาร หมุดย้ำราวสะพาน อลูมิเนียม 6061
(จะมีกรรมวิธีในการทำที่ยุ่งยากกว่า ซับซ้อน สิ้นเปลืองแรงงาน และเวลา กว่าจะได้เป็นชิ้นงาน แต่ก็มีความคุ้มค่า
เพราะว่า เป็นอลูมิเนียมที่ไม่กระด้าง โดยสูญเสียความแข็งแรงไปไม่มาก)
อลูมิเนียม 7022 (บ่มแข็ง , T651) อลูมิเนียมกลุ่มผสมสังกะสี ที่มีความแข็งแรงสูงมาก ตัดกลึงง่าย สามารถชุบอะโนไดซ์แข็งได้ดี นิยมใช้ทำแม่พิมพ์เป่าขวดพลาสติก แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกจำนวนน้อย อุปกรณ์ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลแผ่นนำความร้อน อลูมิเนียม 7022
อลูมิเนียม 7075 (บ่มแข็ง , T651) อลูมิเนียมกลุ่มผสมสังกะสี ที่มีความแข็งแรงสูงที่สุดในกลุ่ม ตัดกลึงง่าย สามารถชุบอะโนไดซ์แข็งได้ดีเยี่ยม นิยมใช้ทำแม่พิมพ์เป่าขวดพลาสติก แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก อุปกรณ์ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล โต๊ะเครื่องมือ แผ่นรองสแตมปิ้ง อลูมิเนียม 7075
อลูมิเนียม 2024 (บ่มแข็ง , T451) อลูมิเนียมกลุ่มผสมทองแดงจึงมีความแข็งแรงสูง และทนต่อการล้าได้ดี
นิยมใช้ทำแม่พิมพ์เป่าพลาสติกหรือแม่พิมพ์ขึ้นรูปพลาสติกในสูญญากาศ แม่พิมพ์รองเท้า
ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล โครงสร้างเครื่องบินอุปกรณ์จับยึดต่างๆ
อลูมิเนียม 5052 (รีดแข็ง , H112) อลูมิเนียมกลุ่มผสมแมกนีเซียม สามารถชุบอะโนไดช์สีได้ดีมาก
ให้ผิวสวยงามเมื่อตัดกลึง สามารถใช้งานที่อุณหภูมิติดลบได้ดี นิยมใช้ทำอุปกรณ์จับยึดชิ้นงาน แม่พิมพ์ตัวอย่างภาชนะ
หรือเครื่องใช้ในอุตสาหกรรมเคมีและอาหาร ท่อไฮดรอลิก หมุดย้ำชิ้นส่วนในยานพาหนะและอาคาร
อลูมิเนียม (Aluminium)
สัญลักษณ์คือ Al ความหนาแน่น 2.7 กก./ดม3.
จุดหลอมเหลว 658 องศาเซลเซียส
ความเค้นแรงดึงของอลูมิเนียมหล่อ 9-12Kp/mm2 (9-12 กก./ตร.มม.)
ความเค้นแรงดึงของอลูมิเนียมอบเหนียว 7Kp/mm2(7 กก./ตร.มม.)
ความเค้นแรงดึงของอลูมิเนียมรีดแข็ง 13-20 Kp/mm2(13-20 กก./ตร.มม.)
อัตรายืดตัว 3-35%
คุณสมบัติของอลูมิเนียม
ลักษณะภายนอกของอลูมิเนียมคือมีสีเงิน มีความหนาแน่นน้อย น้ำหนักเบา และมีกำลังวัสดุต่อหน่วยน้ำหนัก (Strenght-to-Weght Ratio)สูง
มีความเหนียวจุดหลอมเหลวต่ำหล่อหลอมได้ง่ายอลูมิเนียมบริสุทธิ์ เมื่อทิ้งไว้ในอากาศจะเกิดออกไซด์ของอลูมิเนียมขึ้นเป็นอลูมิเนียมออกไซด์
(Aluminum Oxide) เคลือบอยู่เป็นผิวบางๆ ทำให้อลูเนียมนั้นทนต่อบรรยากาศ ไม่ถูกกัดกร่อน คุณสมบัติการนำไฟฟ้าประมาณ2/3 เท่าของ
ทองแดง แต่ อลูมิเนียมเบากว่าทองแดง สายเคเบิลแรงสูงจึงนิยมใช้อลูมิเนียมเป็นตัวนำความร้อนได้ดีและเหมาะอย่างยิ่งกับงานขึ้นรูป และงาน
ปาดผิวโลหะเช่นอัด รีด ดึง ตัด เจาะ กลึง ไส กัด และนอกจากนี้อลูมิเนียมก็ยังเป็นวัสดุประสมที่มีประโยชน์มากคือใช้อลูมิเนียมเพียงเล็กน้อย
ผสมลงไปในโลหะประสมที่มีทองแดงแมงกานีส และ แมกนีเซียม จะให้ความแข็งและคุณสมบัติในการกลึงให้ดีเด่นมากอย่างประหลาดเลย
ทีเดียว
คุณสมบัติเกี่ยวกับอลูมิเนียม (ความรู้พื้นฐานทั่วไป)
อลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีสีเงิน น้ำหนักเบา แต่มีความแข็งแรง นอกจากนี้ยังมีความยืนหยุ่นทำให้สามารถนำไปรีดเป็นแผ่นบางๆ ได้ อลูมิเนียมเป็นธาตุที่มีปริมาณมากเป็นอันดับที่ 3 ที่อยู่ในเปลือกโลก โดยมีประมาณ 8 % โดยน้ำหนัก ส่วน 2 อันดับแรกคือ ซิลิกอน และ ออกซิเจน อลูมิเนียมถูกนำไปใช้ได้มากมาย ทั้งในครัวเรือนและในอุตสาหกรรม และเป็นโลหะที่ใกล้ชิดกับผู้คนทั่วไป
ชื่อ
อลูมิเนียมเป็นโลหะที่ทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นได้ดี ดังนั้นเราจึงไม่พบอลูมิเนียมในรูปของโลหะบริสุทธิ์ในธรรมชาติ ในอดีตไม่เคยมีใครรู้จักอลูมิเนียมในรูปโลหะบริสุทธิ์ แม้ว่า จะมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนเคยทำนายว่า มีโลหะอลูมิเนียมอยู่ในโลกนี้ จากการที่ได้ศึกษาสารประกอบของอลูมิเนียม จนกระทั่งในช่วงกลางของทศวรรษ คศ.1820 จึงมีการผลิตอลูมิเนียมในรูปโลหะบริสุทธิ์โดยนักเคมีและฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก ที่ชื่อว่า ฮานส์ คริสเตียน ออร์สเตด (Hans Christian Oersted) และนักเคมีชาวเยอรมันที่ชื่อว่า เฟอเดอริค โวเลอร์ (Frederich Wohler) โดยทั้ง 2 ท่านนี้ต่างคนต่างผลิตได้ในช่วงเดียวกันพอดี
ชื่ออลูมิเนียม (aluminium) มาจากคำว่า อลูเมน (alumen) ซึ่งเป็นภาษาลาตินของคำว่า อลัม (alum) ซึ่งเป็นชื่อของแร่อลูมิเนียมซัลเฟต (aluminium sulfate) ในประเทศอเมริกาจะนิยมเรียกว่า อลูมินัม (aluminum) ในขณะที่ส่วนอื่นๆ ของโลกจะเรียกอลูมิเนียม (aluminium)
อลูมิเนียมและบอกไซต์ (Bauxite)
เราจะไม่มีทางพบอลูมิเนียมในรูปโลหะบริสุทธิ์ในธรรมชาติ เนื่องจากว่าอลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยากับน้ำและอากาศกลายเป็นสารประกอบออกไซด์ และไฮดรอกไซด์ที่เป็นผง แร่ต่างๆ โดยทั่วไป เช่น เฟลสปาร์ (Feldspars) ถึงแม้ว่า จะมีอลูมิเนียมรวมอยู่ด้วย แต่การสกัดเอาอลูมิเนียมออกจากแร่เหล่านี้ จะสิ้นเปลืองพลังงานอย่างมาก ดังนั้นจึงแพงมาก
แร่ที่มีอลูมิเนียมจำนวนมากคือ บอกไซต์ ซึ่งประกอบด้วยแร่ที่คล้ายๆ กัน ที่มีอลูมิเนียมออกไซด์ที่มีน้ำรวมอยู่ (Hydrated aluminium oxide) ได้แก่ จิบบ์ไซต์ (gibbsite) (Al(OH) 3), เดียสปอร์ (diaspore) (AlO(OH)), และ โบฮ์ไมต์ (boehmite) (AlO(OH)) จากการที่บอกไซต์เป็นส่วนผสมของแร่ธาตุต่างๆ ดังนั้นในความเป็นจริงแล้วบอกไซต์ ก็คือ หินชนิดหนึ่งไม่ใช่แร่ธาตุ บอกไซต์มีสีน้ำตาลแดง , ขาว , น้ำตาลและเหลืองน้ำตาล มีลักษณะด้านๆ คล้ายดินเหนียว บอกไซต์เกิดจากการที่ซิลิกาในหินที่มีอลูมิเนียมอยู่มาก (หินที่มีปริมาณเฟลสปาร์อยู่สูง) ถูกชะล้างออกไป
กระบวนการทางภูมิอากาศนี้จะเกิดขึ้นในแถบเส้นศูนย์สูตร (tropical) และกึ่งเส้นศูนย์สูตร (subtropical)
ทางเลือกอื่นในวันข้างหน้าคือ ดินเหนียวคาโอลิน (kaolin clay) , หินน้ำมัน (oil shales) หรือแม้กระทั่งกากถ่านหิน แต่ตราบใดที่ปริมาณบอกไซต์ยังมีเพียงพอ และต้นทุนการผลิตอลูมิเนียมยังต่ำอยู่การนำทางเลือกอื่นเหล่านี้มาใช้จะยังเป็นแค่การทดลองเท่านั้น
แหล่งที่มาของอลูมิเนียม
ออสเตรเลียมีการทำเหมืองบอกไซต์มากกว่า 40 % ของทั้งโลก รองลงไปก็มี บราซิล , กินี และจาไมกาที่เป็นผู้ผลิตที่สำคัญ นอกจากนี้ยังมีประเทศที่ผลิตไม่มากนักอีกประมาณ 20 ประเทศ ในขณะที่อเมริกาเองเคยเป็นผู้ผลิตที่สำคัญเมื่อ 100 ปีที่แล้ว แต่ปัจจุบันไม่มีแล้ว
หลังจากได้บอกไซต์มาแล้ว จะมีการนำมาผ่านกระบวนการจนได้เป็น อลูมินา (alumina) หรือ อลูมิเนียมออกไซด์ ลักษณะเป็นเม็ดกลมสีขาว บางครั้งโรงงานผลิตอลูมินาก็อยู่ใกล้กับเหมืองบอกไซต์ บางครั้งก็อยู่ห่างกัน อลูมินาเบากว่าบอกไซต์ เพราะว่าน้ำจะถูกแยกออกมา ผู้ผลิตอลูมินาที่ใหญ่ที่สุดคือ ออสเตรเลีย , อเมริกา และจีน ในอเมริกาบอกไซต์จะถูกนำเข้าจากประเทศอื่นทั้งหมด
หลังจากได้อลูมินามาแล้ว จะนำมาสกัดเป็นโลหะอลูมิเนียม ซึ่งโดยปกติแล้วจะทำกันในประเทศอุตสาหกรรม ที่มีกระแสไฟฟ้าจากพลังน้ำที่มากพอและไม่แพง กระบวนการที่ใช้กันเรียกว่า กระบวนการ Hall-Heroult ซึ่งได้มาจากชื่อของผู้คิดค้นกระบวนการนี้ 2 ท่าน ซึ่งและท่านต่างคิดค้นกันเองได้พร้อมกัน ในปี คศ. 1866 ท่านหนึ่งเป็นชาวอเมริกาชื่อ Charles Hall อีกท่านหนึ่งเป็นชาวฝรั่งเศษชื่อ Paul L.T. Heroult ในกระบวนนี้อลูมินาจะถูกละลายในคริโอไลท์หลอมเหลว (คริโอไลท์ คือ อลูมิเนียมฟลูออไรด์ อย่างหนึ่ง, Na 3AlF 6) จากนั้นอลูมิเนียมที่เป็นโลหะจะถูกแยกออกมาจากอลูมินาด้วยวิธีการทางไฟฟ้า (electrolysis) กระบวนการแบบนี้ยังคงเป็นวิธีการเดียวที่ใช้ในการสกัดเอาอลูมิเนียมในรูปโลหะออกจาก
อลูมินาที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ แม้ว่า จะมีความพยายามที่จะหาวิธีการอื่นมาทดแทนก็ตาม ผู้ผลิตโลหะอลูมิเนียมจากอลูมินาที่ใหญ่ที่สุดคือ รัสเซีย , จีน , อเมริกา และ แคนาดา ประเทศเหล่านี้มีกระแสไฟฟ้าจากพลังน้ำมากมาย รองลงไปก็มีอีกกว่า 40 ประเทศ รวมทั้ง นอร์เวย์ , ไอซ์แลนด์ , สวิตเซอร์แลนด์ , ทาจิกิสถาน และนิวซีแลนด์ ซึ่งประเทศเหล่านี้ถึงแม้จะมีขนาดเล็ก แต่ประกอบไปด้วยภูเขาและมีแม่น้ำหลายสาย ทำให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังน้ำได้ นอกจากนี้ก็มีพื้นที่ส่วนอื่นในโลกนี้ที่มีกระแสไฟฟ้าที่ถูกและมากพอ เช่น แถบตะวันออกกลางก็กำลังขยายกำลังการผลิตเช่นเดียวกัน
นอกจากการผลิตโลหะอลูมิเนียมจากอลูมินาแล้ว ก็ยังมีอีกแหล่งหนึ่งที่สำคัญในประเทศพัฒนาแล้วนั่นก็คือ การรีไซเคิล (recycle) จากผลิตภัณฑ์ที่ทำจากอลูมิเนียม เช่น กระป๋องอลูมิเนียม
การนำไปใช้
ประมาณ 85 % ของบอกไซต์ที่ขุดมาทั้งโลกจะถูกนำไปผลิตอลูมินาสำหรับการสกัดเป็นโลหะอลูมิเนียม อีก 10 % จะนำไปผลิตอลูมินาสำหรับใช้ในผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวกับเคมี , การขัด และอิฐทนไฟ ที่เหลืออีก 5% จะนำไปทำวัสดุที่ใช้ในการขัด , วัสดุทนไฟ และสารประกอบอลูมิเนียม สำหรับโลหะอลูมิเนียมจะถูกนำไปใช้ในวงการ การขนส่ง , บรรจุภัณฑ์ เช่น กระป๋องเครื่องดื่ม , การก่อสร้างอาคาร , เครื่องใช้ไฟฟ้า เป็นต้น คุณสมบัติที่เป็นข้อดีของโลหะอลูมิเนียมก็คือ มีน้ำหนักเบา , มีความแข็งแรง , มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี และไม่เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์
คุณสมบัติพิเศษอย่างหนึ่งของอลูมิเนียมก็คือ มีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงอยู่ในเกณฑ์สูงจึงทำให้อลูมิเนียมสามารถเข้าไปแทนที่เหล็กได้ แทนที่ทองแดงได้ก็ เพราะมีความต้านทานไฟฟ้าอยู่ในเกณฑ์ต่ำรองจากทองแดง นอกจากนี้อลูมิเนียมยังมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกรอนได้ดีในบรรยากาศทั่วไป เพราะอลูมิเนียมเมื่อทิ้งไว้ในอากาศบริเวณผิวจะรวมตัวกับออกซิเจนในอากาศให้อลูมิเนียมออกไซด์ ซึ่งป้องกันไม่ให้ออกซิเจนแทรกซึมลงไปทำปฏิกิริยากับอลูมิเนียมภายในได้ คุณสมบัติที่ดีอีกประกานหนึ่งก็คือ สามารถรวมตัวกับโลหะอื่นให้โลหะผสมที่มีคุณสมบัติพิเศษหลายประการ คุณสมบัติที่ไม่ดีของอลูมิเนียมอย่างเดียวคือ Limit elastic ต่ำ ทำให้การใช้งานต้องอยู่ในขอบเขตจำกัดอลูมิเนียมใกล้เคียงกับทองแดงคือการเป็นสื่อการนำความร้อน และไฟฟ้า
คุณสมบัติทางฟิสิกส์
อลูมิเนียมมีสัญญลักษณ์ทางเคมีว่า AL ความหนาแน่น 2.7 กก/ดม3
จุดหลอมเหลว 658o C อุณหภูมิกลายเป็นไอ 1800o C
ความร้อนจำเพาะ (0 – 100o C) 0.2259 แคลอรี่/กรัมo C
ความต้านทานจำเพาะ (20o C) 2.699 ไมรครอโอห์ม/ซ.ม.
คุณสมบัติทางกล
ความเค้นแรงดึงสูงสุด 2 กก/มม2
Elastic Limit 3 กก/มม2
Modulus of elasticity 7800 กก/มม2
Hardness 16 H.B.
Elangation 45%
สินแร่และการถลุงอลูมิเนียม
แร่อลูมิเนียมพบมากโดยธรรมชาติ เช่น ในดินเกือบทุกชนิด ในดินเหนียวและยังมีในหินต่าง ๆ อีกมากมาย แต่แร่อลูมิเนียมที่สำคัญได้แก่ Bauxite (Al2O3 .2H2O) เป็นแร่ที่มีอลูมิเนียมประมาณ 60% เป็นแร่สีขาวหรืออาจจะเป็นสีน้ำตาล ถ้ามีแร่เหล็กปนความแข็งอยู่ระหว่าง 1 – 2 (Moh’s scale) ความถ่วงจำเพาะ 2.5 แร่บ๊อกไซด์หลังจากที่ขุดมาได้จะต้องบดให้เป็นก้อนเล็ก ๆ แล้วอบให้แห้ง ความจริงแร่บ๊อกไซด์เป็นแร่อลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) อยู่แล้วไม่จำเป็นต้องเผาไล่กำมะถันอาจจะผ่านไปถลุงเพื่อไล่ออกซิเจนได้โดยตรง แต่กรรมวิธีนี้ใช้ไม่ได้กับแร่บ๊อกไซด์ เพราะการรวมตัวระหว่างอลูมิเนียมกับออกซิเจนมีเสถียรภาพสุงมาก คาร์บอนไม่อาจจะดึงออกซิเจนออกได้ การถลุงจะทำได้ต้องอาศัยทางด้านเคมี หรือการแยกด้วยกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นวิธีเดียวที่มีราคาถูก และเป็นวิธีที่ใช้ผลิตอลูมิเนียมอยู่ในปัจจุบันนี้
การแยกอลูมิเนียมด้วยกระแสไฟฟ้า เริ่มโดยการแยกอลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ออกจากแร่บ๊อกไซด์ ซึ่งมีสารเจือปนอยู่บ้าน เช่น Sio2 ,Tio2 และเหล็กออกไซด์ (Fe2O3) นำเอาแร่ออกไซด์ที่บดเป็นก้อนเล็ก ๆ ผสมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ ที่กำลังร้อนพวกสารเจือปนทั้งหลายจะไม่ทำปฏิกริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์ ส่วนอลูมิเนียมออกไซด์ จะทำปฏิกริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์ได้ โซเดียมอลูมิเนท (aluminate) ละลายปนอยู่ในน้ำดังสมการ
2Na (OH) + Al2O3 . 3H2O à 2NaAlo2 + 4 H2O
ถ้าทำการกรองในขณะที่สารผสมยังร้อนอยู่พวกสารเจือปนต่าง ๆ จะถูกกรองออกหมด เราจะได้สารละลายโซเดียมอลูมิเนท (sodium aluminate) นำมาทำให้เจือจางโดยการเติมน้ำ และทำให้เย็นลงจาปรากฏว่า โซเดียวอลูมิเนทจะแตกตัวให้ Al2O3 . 3H2O กับ Na (OH) ซึ่งก็เป็นปฏิกริยากลับกับปฏิกริยาที่กล่าวมาแล้ว เราทิ้งให้ Al2O3 . 3H2O ตกตะกอนทำการกรองเอา Al2O3 . 3H2O ออกแล้วนำไปเผาไล่น้ำออกที่อุณหภูมิประมาณ 900 – 1000o C ก็จะได้ Alumina บริสุทธิ์ (Al2 O3) ซึ่งจะนำไปแยกด้วยกระแสไฟฟ้าต่อไป โดยเอาอลูมิน่าไปละลายใน Cryolite (Na3 Al F6) ที่อุณหภูมิ 980o C ใช้สารละลายนี้เป็นน้ำยาอีเลคโตรไลด์ใส่ในถังที่บุด้วยคาร์บอน ซึ่งจะทำหน้าที่เป็น Cathode และใช้แท่งถ่านคาร์บอนจุ่มลงด้านบนของอิเลคโตรไลต์ ทำหน้าที่ขั้ว anode จะปรากฏว่า อลูมิเนียมจะไปรวมอยู่ที่ก้นถัง ซึ่งเป็นขั้ว Cathode1 จะต้องระบายอลูมิเนียมออกทางก้นถังเป็นระยะแล้วนำไปเทลงในเบ้า ingot เพื่อทำเป็นแท่งต่อไป อลูมิเนียมที่ได้จะมีความบริสุทธิ์ 99.95%
คุณสมบัติที่ดีเด่นของอลูมิเนียม
- มีความหนาแน่นน้อย น้ำหนักเบา ความถ่วงจำ เพราะ 2.7 ซึ่งเหล็ก 7.8 และมีกำลังวัสดุต่อหน่วยน้ำหนักสูง นิยมใช้ทำเครื่องใช้ไม้สอยตลอดจนชิ้นส่วนบางอย่างในเครื่องจรวจและขีปาวุธ
- จุดหลอมเหลวต่ำ หล่อหลอมง่าย
- มีความเหนียวมากสามารถขึ้นรูปด้วยกรรมวิธีต่าง ๆ ได้ง่าย และรุนแรงโดยไม่เสี่ยงต่อการแตกหัก
- ค่าการนำไฟฟ้าคิดเป็น 62% IACS (International Anneal Copper Standard) ซึ่งไม่สูงนัก แต่เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ดังนั้นจึงใช้เป็นตัวนำไฟฟ้าในกรณีที่คำนึงถึงเรื่องน้ำหนักเบาเป็นส่วนสำคัญ
- เป็นโลหะไม่มีพิษต่อร่างกายมนุษย์ (nontoxic) และมีค่าการนำความร้อนสูงใช้ทำภาชนะหุงต้มอาหารและห่อรองรับอาหาร
- ผิวหน้าของอลูมิเนียมบริสุทธิ์ มีดรรชนีการสะท้อนกลับของแสงสูงมาก จึงใช้ทำแผ่นสะท้อนในแฟลชถ่ายรูป จานสะท้อนแสงในโคมไฟฟ้า ไฟฟ้าหน้ารถยนต์
- ทนทานต่อการเกิดสนิม และการผุกร่อนในบรรยากาศที่ใช้งานโดยทั่วไปได้ดีมาก แต่ไม่ทนทานการกัดกร่อนของกรดแก่และด่างทั่วไป
- ซื้อหาได้ง่ายในท้องตลาดและราคาไม่แพงนัก
อลูมิเนียมแบ่งออกเป็น 4 เกรด
- อลูมิเนียม (A1) 99.99% มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาวะของน้ำทะเล มีราคาแพงประโยชน์ใช้ในพวกอุปกรณ์ไฟฉายที่ต้องการความเข้มสูง ทำให้เกิดการสะท้อนแสงได้อยู่ (Search light or Reflector)
- อลูมิเนียม (A2) 99.80% ใช้ในอุตสาหกรรมเคมี เพราะว่า มีความเหนียว (ductility) สูงคือสามารถโค้งงอได้เช่นทำ pipe, tube และแผ่นบาง ๆ ห่อหุ้มของ
- อลูมิเนียม (A3) น้อยกว่า 99.60% ต้านทานต่อการเกิดกัดกร่อนได้ดีมาก เหมาะกับงานที่ไม่ต้องการอลูมิเนียมบริสุทธิ์มากนัก เช่น อุปกรณ์ไฟฟ้า สายเคเบิ้ล การส่งถ่ายกระแสไฟฟ้าบางทีก็เรียกเกรดนี้ว่า E.C. (Electrical conductor)
- อลูมิเนียม (A4) 99% ใช้ทำพวกภาชนะใส่อาหารทั่ว ๆ ไป กล่องแผ่นที่ใช้ทำงานทั่ว ๆ ไปที่เราไม่ต้องการอลูมิเนียมบริสุทธิ์สูงนัก พวกท่อก็มีความเหนียวสูงพอค
Aluninium Alloy - อลูมิเนียมเกรด AA5083,AA6061,AA7075,AA5052,AL6063,AL1100,
Al คือ โลหะพื้น หรือ Aluminium (โลหะหนัก หรือ โลหะแม่คืออลูมิเนียม)
Mg7 คือ โลหะที่นำไปผสม 7% (คือเอาแมกนีเซียม Mg มาประสมประมาณ7%)
F34 คือ แรงดึงต่ำสุดที่ทนได้ (ค่าที่ได้จากการคำนวณ) หรือทนแรงดึงได้ 34 กก./มม2 หรือ 34 Kg/mm2 (34 กก./ตร.มม2)
