Алюминиевые профили
Электротехника и энергетика занимают одно из ведущих мест по объемам применения алюминия. В различных странах на эти цели используют от 10 до 25% всего потребляемого металла. Вследствие высокой электропроводности алюминий используется прежде всего как токопроводящии материал в виде различных прессованных шин, обмоток, проводников и оболочек для кабелей. Эти изделия изготавливают из высокотехнологичных алюминиевых сплавов, успешно заменяющих медь и серебро. При этом высокая прочность алюминия и его малая плотность позволяют увеличить расстояния между опорами линий электропередач. С учетом низкой цены алюминия относительно меди и серебра эффективность применения составляет 2500 руб. на 1 т использованного в кабельной промышленности алюминия.
Применение алюминиевых сплавов
Алюминиевые сплавы успешно применяются в электротехнике и как конструкционный материал — из них изготавливают прессованные алюминиевые радиаторы и охладители различных приборов, корпуса электродвигателей и светотехнические приборы. Для этих целей применяется главным образом сплав АД31. Площадь поперечного сечения алюминиевых профилей для изготовления радиаторов и охладителей достигает 75 см2 и выше, а диаметр описанной окружности — 225 мм2.
Прессованные алюминиевые радиаторы и охладители хороши тем, что на них за счет утончения стенок можно получить наиболее развитую поверхность и высокую интенсивность теплообмена. Поэтому ребристые прессованные алюминиевые трубы различной конфигурации позволяют существенно улучшить КПД теплообменных аппаратов, в том числе в криогенном машиностроении.
Экономическая эффективность применения 1 т прессованных алюминиевых профилей для изготовления радиаторов и охладителей в отдельных случаях может достигать до миллиона рублей в год.
Прессованные алюминиевые профили
Корпуса электродвигателей, традиционно изготавливаемые из чугунного литья, успешно заменяются на получаемые из отпрессованной фасонной трубы. Таким образом могут быть заменены корпуса 60% всех выпускаемых электродвигателей; при этом эффективность замены 1 т чугунного литья алюминиевой заготовки, как это на первый взгляд ни кажется парадоксальным, составляет 15000 руб. Все дело в том, что операция прессования фасонной трубы из быстропрессуемого сплава АД31 весьма высокопроизводительна — в пересчете на корпуса двигателя за минуту можно отпрессовать примерно 50 штук. Сечение фасонной трубы свободно выпрессовывается такой формы, которая во всех своих частях повторяет наружную и внутреннюю конфигурацию корпуса и не требует последующей обработки. Все, что нужно сделать для получения готовых корпусов из отпрессованной трубы, — это порезать ее механической пилой на куски, равные по длине корпусу, и немного профрезеровать пазы для крепежных болтов в опорных лапах.
Применение алюминиевых профилей для различного вида промышленных светильников позволяет сократить трудоемкость их изготовления примерно на 60—70%. При этом отпадает необходимость полировать сталь (которая раньше была основным материалом для изготовления светильников), хромировать ее или никелировать.
Для некоторых светильников алюминиевый профиль может устанавливаться без какой-либо декоративной обработки, для других применение цветного анодирования алюминиевых профилей дает возможность осуществить новые конструктивные решения. Замена стального проката на алюминиевые профили может привести к значительной экономии черных и цветных металлов.
Алюминий полезен для изготовления конденсаторов полых проводников, приемных и передающих антенн. В последние десятилетия в связи с топливно-энергетическими затруднениями во многих странах ведутся интенсивные научно-исследовательские и конструкторские работы по использованию солнечной энергии, в частности, для отопления зданий и горячего водоснабжения. Основной элемент современной установки для солнечного теплоснабжения зданий — гелиоколлектор, или плоский «горячий ящик», в котором находится гелиоприемник, с одной стороны защищенный от окружающей среды селективно прозрачным стеклом, а с другой — теплоизоляцией. Гелиоприемник представляет собой пластину из хорошо проводящего тепло материала, , который воспринимает солнечное излучение и вследствие этого нагревается. В пластину вделаны трубчатые каналы, по которым циркулирует теплоноситель, например вода. Трубы также сделаны из высокотеплопроводящего материала. Когда пластина гелиоприемника нагревается, то тепло передается стенками каналов, а от них — теплоносителю, циркулирующему в контур потребителя тепла, а оттуда — снова в гелиоколлектор. Наиболее подходящий материал для изготовления гелиоприемника — алюминий. Монолитные алюминиевые гелиоприемники выполняются или в виде прокатно-сварных теплообменников, или путем прессования на гидравлических прессах монолитных профилей — полых панелей, , которые представляют собой готовую часть гелиоприемника. Так алюминий, при выплавке которого расходуется большое количество электроэнергии, позволяет с лихвой возвратить и приумножить энергетические затраты.