Đĩa nhôm AA3003 cho nồi áp suất

1. Giới thiệu

Đĩa nhôm AA3003 cho nồi áp suất là bộ phận chức năng quan trọng được sử dụng rộng rãi trong thiết kế nồi áp suất hiện đại, đặc biệt là trong cấu trúc cơ sở nơi truyền nhiệt hiệu quả, ổn định kích thước, và an toàn thực phẩm là cần thiết.

Vì nồi áp suất hoạt động ở nhiệt độ và áp suất bên trong cao, vật liệu được sử dụng trong xây dựng phải cung cấp hiệu suất nhiệt ổn định, hỗ trợ cơ khí đáng tin cậy, và độ bền lâu dài trong các chu kỳ làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại.

Hợp kim nhôm AA3003, thuộc về Al–Mn (3xxx) loạt, đặc biệt phù hợp cho ứng dụng này do khả năng định dạng tuyệt vời của nó, sức mạnh vừa phải, và hành vi ăn mòn ổn định trong môi trường tiếp xúc với thực phẩm.

Khi sản xuất thành đĩa nhôm chính xác, AA3003 cho phép phân phối nhiệt đồng đều khắp đế bếp, giúp giảm thiểu quá nhiệt cục bộ, nâng cao hiệu quả nấu ăn, và nâng cao sự an toàn chung cho người dùng.

Đĩa nhôm AA3003 cho nồi áp suất

2. Thành phần và tính chất của hợp kim nhôm AA3003

Thành phần hóa học (phạm vi điển hình, % trọng lượng)

Tại sao điều này lại quan trọng: mangan tăng độ bền trên nhôm nguyên chất trong khi vẫn giữ được độ dẻo và khả năng định hình. Các tạp chất dạng vết được kiểm soát để tránh hiện tượng giòn hoặc ăn mòn bất lợi.

Thuộc tính chính

Đây là các phạm vi đại diện cho AA3003 ở nhiệt độ thường được sử dụng; sử dụng Chứng chỉ kiểm tra Mill (MTC) đối với giá trị mua sắm.

• Mật độ: ≈ 2.70 g/cm³ (2,700 kg/m³)
• Mô đun Young (E): ≈ 69 Bác sĩ đa khoa
• Dẫn nhiệt: đại khái ~160 W·m⁻¹·K⁻¹ (thấp hơn Al nguyên chất nhưng vẫn cao)
• Nhiệt dung riêng: ≈ 900 J·kg⁻¹·K⁻¹
• Hệ số giãn nở nhiệt: ≈ 23 × 10⁻⁶ /°C
• 0.2% bằng chứng (năng suất): ≈ 80 – 110 MPa
• Độ bền kéo (UTS): ≈ 150 – 190 MPa
• Độ giãn dài: ≈ 10 – 25 % tùy theo tính khí

Chất liệu không độc hại và an toàn thực phẩm

Vòng tròn nhôm AA3003 tạo thành ổn định, oxit bảo vệ (Al₂O₃) trơ về mặt hóa học trong môi trường thực phẩm bình thường. AA3003 được sử dụng phổ biến trong sản xuất dụng cụ nấu nướng; Tuy nhiên:

• Lưu ý thực tế: bất kỳ lớp phủ nào, Chất sơn lót hoặc chất kết dính áp dụng cho đĩa phải rõ ràng là loại dùng cho thực phẩm và tuân thủ các quy định của địa phương (ví dụ., FDA ở Hoa Kỳ, Quy định tiếp xúc thực phẩm của EU).
• Sự giới thiệu: yêu cầu nhà cung cấp công bố sự phù hợp khi tiếp xúc với thực phẩm khi sử dụng lớp phủ hoặc chất kết dính, và duy trì truy xuất nguồn gốc cho các lô được sử dụng trên các thiết bị thực phẩm.

3003 Màn hình đĩa nhôm

3. Thông số kỹ thuật chính: Đĩa nhôm AA3003 cho nồi áp suất

Các mục thông số kỹ thuật chi tiết và lý do

hợp kim & nóng nảy

• Chỉ định AA3003-H14 theo mặc định để cân bằng giữa khả năng định dạng và độ cứng. H14 mang lại khả năng đàn hồi có thể dự đoán được và dập dễ dàng hơn mà không bị mềm quá mức. Sử dụng H22/H24 nếu cần ủ một phần để hỗ trợ tạo hình hoặc giảm ứng suất dư.
• Luôn yêu cầu số lô/nhiệt máy nghiền trên MTC.

độ dày

• Đối với đĩa tản nhiệt thường chọn 1.0–2,0mm: 1.0 mm cho khối lượng tăng thêm thấp và phản ứng nhiệt nhanh; 2.0 mm tăng độ cứng và quán tính nhiệt (nhiệt đồng đều hơn khi tải nặng).
• Độ dày trạng thái và dung sai trên bản vẽ (ví dụ., “1,00 mm ± 0,03 mm”).

Đường kính, độ đồng tâm & cạn kiệt

• Các đĩa nhôm đường kính phải phù hợp với đế bếp và có khoảng hở nhỏ để lắp ráp. Đối với các tính năng giao diện van hoặc miếng đệm, chỉ định độ đồng tâm cho mốc lắp ráp và độ đảo ≤ 0.05–0,10 mm tùy thuộc vào yêu cầu niêm phong.

Độ phẳng / tính phẳng

• Độ phẳng là rất quan trọng khi đĩa tạo thành bề mặt bịt kín hoặc van. Độ phẳng sản xuất điển hình ≤ 0.20 mm; chỗ ngồi chính xác yêu cầu ≤ 0.05–0,10 mm. Độ phẳng phải được đo sau bất kỳ hoạt động gia công hoặc tạo hình cuối cùng nào được sử dụng để tạo ra bề mặt bịt kín.

Hoàn thiện bề mặt

• Mặt bịt kín hoặc mặt van: ra ≤ 1.6 ừm khuyến khích; để bịt kín quan trọng Ra ≤ 0.8 ừm. Nếu đĩa được phủ, yêu cầu chứng chỉ lớp phủ cấp thực phẩm và lưu ý độ dày lớp phủ và hồ sơ bảo dưỡng.

Bờ rìa & kiểm soát gờ

• Burrs phải được loại bỏ. Chỉ định các cạnh được làm tròn (R ≥ 0.5 mm) hoặc vát 0,5×T để bảo vệ miếng đệm và tránh tập trung ứng suất. Các cạnh sắc bên trong có thể gây ra các vết nứt trong quá trình tạo hình.

Cơ khí & dữ liệu nhiệt để xác minh

• Yêu cầu nhà cung cấp cung cấp các giá trị độ bền kéo và bằng chứng điển hình cho lô hàng. Dành cho thiết kế, sử dụng phạm vi bảo thủ: năng suất ≈ 80MP110 MPA, UTS ≈ 150–190 MPa, độ dẫn nhiệt ≈ ~ 160 W/m · k. Nếu yêu cầu tối thiểu cơ học cụ thể, gọi họ trên PO.

3độ dày mm 3003 Vòng tròn nhôm

chiều điển hình & bảng dung sai

4. Quy trình sản xuất đĩa nhôm AA3003

Việc tạo ra một Đĩa nhôm AA3003 thích hợp cho nồi áp suất hiệu suất cao là nồi áp suất nhiều giai đoạn, quy trình công nghiệp được kiểm soát chính xác. Đó là một cuộc hành trình biến đổi một khối lượng lớn, phôi nhôm thô thành một hình dạng hoàn hảo, thành phần tối ưu hóa luyện kim, sẵn sàng cho quá trình vẽ sâu đòi hỏi khắt khe. Mỗi bước đều quan trọng để đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng, sự an toàn, và hiệu suất.

Chuẩn bị nguyên liệu thô và hợp kim

• Thỏi nhôm sơ cấp: Thỏi nhôm có độ tinh khiết cao (thường >99.7% Al) đóng vai trò là kim loại cơ bản.
• Hợp kim hóa: Các thỏi được nấu chảy trong lò nung lớn. Một lượng chính xác mangan (mn), thường ở dạng hợp kim chủ Al-Mn, được thêm vào nhôm nóng chảy. Chất tan chảy được khuấy và kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo thành phần hóa học tuân thủ nghiêm ngặt Tiêu chuẩn AA3003 (1.0-1.5% mn). Kiểm soát thành phần này là bước đầu tiên để đảm bảo độ bền cuối cùng và khả năng chống ăn mòn của vật liệu.

Đúc và đồng nhất

• Làm lạnh trực tiếp (DC) Đúc: Sự nóng chảy, nhôm hợp kim sau đó được đúc thành các thỏi hình chữ nhật lớn, thường nặng vài tấn. Việc này được thực hiện bằng phương pháp truyền Direct Chill, đảm bảo cấu trúc hạt ban đầu mịn và đồng đều.
• đồng nhất hóa: Đây là bước xử lý nhiệt quan trọng. Phôi đúc được nung trong lò lớn trong nhiều giờ ở nhiệt độ ngay dưới điểm nóng chảy của nó. Quá trình này có hai mục tiêu chính:
  1. Nó làm giảm căng thẳng bên trong từ quá trình đúc.
  2. Quan trọng nhất, nó cho phép mangan và các nguyên tố khác phân bố đồng đều hơn trong ma trận nhôm, đảm bảo tính chất nhất quán trên toàn bộ phôi.

Cán nóng

Phôi đồng nhất, bây giờ được gọi là “tấm,” được hâm nóng đến nhiệt độ dễ uốn và đưa vào máy cán nóng.

• Quy trình: Tấm được chuyển qua lại thông qua một loạt con lăn lớn dưới áp lực rất lớn. Mỗi lượt làm giảm độ dày của tấm và kéo dài nó.

cán nguội

Cuộn cán nóng sau đó được chuyển đến máy cán nguội để hoàn thiện thành sản phẩm cuối cùng., độ dày chính xác cho ứng dụng nồi áp suất (ví dụ., 4.0mm).

• Quy trình: Cán nguội được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Quá trình này tiếp tục tinh chỉnh cấu trúc hạt và, critically, giới thiệu căng cứng (làm việc chăm chỉ), làm tăng đáng kể độ bền và độ cứng của vật liệu. Vào cuối giai đoạn này, nhôm đang ở trạng thái cứng, trạng thái không thể định hình (ví dụ., H18).

Dập / Khoảng trống

Cuộn dây cán nguội, ở độ dày quy định cuối cùng của nó, được đưa vào một tốc độ cao, máy ép cơ có trọng tải lớn.

• Quy trình: Khuôn đột bao hình được thiết kế chính xác, về cơ bản là một lớn, cú đấm tròn, dập các đĩa nhôm ra khỏi cuộn dây với tốc độ rất cao.
• Độ chính xác: Chất lượng của khuôn rất quan trọng để đảm bảo đĩa sạch, các cạnh không có gờ và tròn hoàn hảo.

Ủ cuối cùng

Đây là quá trình xử lý nhiệt cuối cùng và quan trọng nhất giúp biến đổi chất cứng, đĩa giòn thành một bộ phận có thể sử dụng được để sản xuất nồi áp suất.

• Quy trình: Các đĩa dập được xếp chồng lên nhau cẩn thận và đưa vào lò ủ lớn. Chúng được làm nóng đến nhiệt độ cụ thể (tiêu biểu 345-415°C hoặc 650-775°F) và được giữ ở đó trong một khoảng thời gian nhất định. Tiếp theo đó là sự chậm rãi, quá trình làm mát được kiểm soát.
• Hiệu ứng luyện kim: Quá trình xử lý nhiệt này kích hoạt một quá trình gọi là kết tinh lại. Nó loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của việc làm cứng biến dạng từ giai đoạn cán nguội, giảm bớt mọi căng thẳng bên trong và tạo ra một loạt các điều kiện tốt đẹp mới, hạt đẳng trục. Kết quả là O (ủ hoàn toàn) nóng nảy, đại diện cho hợp kim mềm nhất, dẻo nhất, và trạng thái dễ hình thành nhất, sẵn sàng cho sự biến dạng nghiêm trọng của quá trình vẽ sâu.

Kiểm tra kích thước hạt

5. Vai trò của đĩa nhôm AA3003 trong nồi áp suất

Đĩa nhôm AA3003 đóng vai trò cốt lõi trong nồi áp suất, và chức năng của chúng có liên quan chặt chẽ đến độ an toàn và tác dụng sử dụng của nồi áp suất., chủ yếu phản ánh ở ba khía cạnh:

Chịu áp lực và đảm bảo an toàn

Lòng nồi và đĩa đáy làm bằng hợp kim nhôm AA3003 tạo thành kết cấu chịu lực chính của nồi áp suất.

Đĩa ủ H14/H18 có đủ độ bền và độ dẻo dai để chịu được tác động áp suất tức thời trong quá trình làm việc của nồi áp suất.

Cấu trúc hạt đồng nhất tránh tập trung ứng suất cục bộ, và kiểm soát khuyết tật nội bộ (đường kính lỗ chân lông .20,2mm) ngăn ngừa rủi ro rò rỉ áp suất và nổ.

Sưởi ấm hiệu quả và đồng đều

Độ dẫn nhiệt cao của đĩa nhôm AA3003 giúp nồi áp suất truyền nhiệt nhanh chóng từ đáy nồi đến toàn bộ lòng nồi, giảm thời gian gia nhiệt bằng cách 20-30% so với nồi trong bằng thép không gỉ.

Lỗi đồng nhất nhiệt ≤5oC tránh quá nhiệt cục bộ và cháy thực phẩm, đảm bảo hương vị món ăn.

Đối với nồi áp suất điện, khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời của đĩa AA3003 cũng có thể phù hợp với hệ thống kiểm soát nhiệt độ chính xác, nâng cao mức độ thông minh của sản phẩm.

Thích ứng cấu trúc và độ bền

Hiệu suất tạo hình tốt của đĩa nhôm AA3003 cho phép chúng được xử lý thành nhiều cấu trúc nồi bên trong cong khác nhau, thích ứng với thiết kế của nồi áp suất có công suất và hình dạng khác nhau.

Khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn đảm bảo đĩa có tuổi thọ cao: tuổi thọ của nồi trong nồi áp suất gia đình là 8-10 năm, và của thương mại là 5-8 năm, gấp đôi so với đĩa nhôm nguyên chất.

Đồng thời, đặc tính nhẹ của AA3003 (mật độ 2,67g/cm³) giảm trọng lượng tổng thể của nồi áp suất, giúp việc xử lý và sử dụng dễ dàng hơn.

Nồi áp suất bằng đĩa nhôm tráng

6. Ưu điểm của đĩa nhôm AA3003 cho nồi áp suất

• Nấu ăn hiệu quả: Độ dẫn nhiệt cao dẫn đến thời gian gia nhiệt nhanh hơn và phân bổ nhiệt đều, giúp nấu ăn nhanh hơn và giảm tiêu thụ năng lượng.
• An toàn nâng cao: Sức mạnh vừa phải của 3003 hợp kim, kết hợp với độ dày quy định, cung cấp tính toàn vẹn cơ học cần thiết để xử lý an toàn áp suất cao. Hơn nữa, bản chất dẻo của nó có nghĩa là nó có nhiều khả năng bị biến dạng (phình ra) dưới áp lực quá lớn thay vì gãy xương một cách thảm khốc.
• Thiết kế nhẹ: Với mật độ khoảng một phần ba của thép, Nồi áp suất làm từ AA3003 nhẹ hơn và dễ cầm hơn rất nhiều.
• Độ bền và tuổi thọ: Khi hoàn tất quá trình anodizing cứng, bề mặt trở nên cực kỳ cứng, chống trầy xước, và không xốp, đảm bảo tuổi thọ sử dụng lâu dài và đáng tin cậy.
• Hiệu quả chi phí: AA3003 là vật liệu có tính kinh tế cao, cho phép các nhà sản xuất sản xuất an toàn, nồi áp suất hiệu suất cao với mức giá dễ tiếp cận cho người tiêu dùng.

7. So sánh với các vật liệu khác

8. Phần kết luận

Đĩa nhôm AA3003 đã trở thành vật liệu cốt lõi cho nồi áp suất nhờ khả năng cân bằng “độ bền-dẫn nhiệt-an toàn thực phẩm-chi phí” độc đáo.

Đặc tính cơ học tuyệt vời của chúng đảm bảo an toàn chịu áp suất của nồi áp suất, độ dẫn nhiệt cao cải thiện hiệu quả sưởi ấm và hương vị thực phẩm, và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm giúp loại bỏ các nguy cơ tiềm ẩn về sức khỏe.

So với các vật liệu thay thế như nhôm nguyên chất, thép không gỉ, và gang, Đĩa nhôm AA3003 có những ưu điểm toàn diện rõ ràng, và sự thâm nhập thị trường nồi áp suất trung và cao cấp của họ sẽ tiếp tục tăng.

Câu hỏi thường gặp

Q1 — AA3003 có an toàn khi tiếp xúc với thực phẩm trong nồi áp suất không?
MỘT: AA3003 được sử dụng rộng rãi trong dụng cụ nấu nướng; lớp oxit tự nhiên của nó trơ. Để tuân thủ quy định, đảm bảo mọi lớp phủ hoặc chất kết dính đều đạt tiêu chuẩn thực phẩm và yêu cầu tài liệu tuân thủ của nhà cung cấp. Quy tắc địa phương (FDA, EU) có thể yêu cầu khai báo cụ thể cho các bộ phận được phủ.

Câu 2 - Tôi nên chọn độ dày bao nhiêu cho đĩa nồi áp suất 5 lít?
MỘT: Độ dày đĩa điển hình cho các loại nồi áp suất gia dụng 1.0–2,0mm tùy thuộc vào vai trò thiết kế (tản nhiệt vs kết cấu). Sử dụng đĩa dày hơn để tăng độ cứng hoặc nếu đĩa hỗ trợ van hoặc tải trọng cơ học nặng.

Câu 3 — Đĩa AA3003 có thể hàn vào thép không gỉ ở đế nhiều lớp không?
MỘT: Hàn trực tiếp nhôm lên inox không khả thi nếu không có kỹ thuật chuyên dụng. Đế nhiều lớp thường được liên kết (chất kết dính, liên kết khuếch tán), bị ràng buộc một cách máy móc, hoặc sử dụng các lớp chuyển tiếp. Phương pháp hàn laser và hàn đồng tồn tại nhưng yêu cầu kiểm soát quy trình đủ tiêu chuẩn.

Q4 — Làm cách nào để chỉ định đĩa để tránh bị cong vênh trong quá trình sản xuất?
MỘT: Kêu gọi sự nóng nảy (H14 thông thường), Kiểm soát độ dày chặt chẽ, một bước giảm căng thẳng sau hình thành nếu cần, dụng cụ cân bằng, và dung sai độ phẳng (ví dụ., ≤ 0.2 mm). Bao gồm chạy nguyên mẫu và đạp xe nhiệt để xác nhận độ ổn định.

Câu 5 — Có nên sử dụng phương pháp anod hóa không?
MỘT: Anodizing cải thiện độ cứng và hình thức bề mặt nhưng có thể làm giảm nhẹ sự tiếp xúc nhiệt và phải tương thích với mọi bề mặt đệm/bịt kín. Anod hóa trên các bề mặt không tiếp xúc hoặc loại bỏ/anot hóa một cách có chọn lọc ở những nơi không cần phải bịt kín.