Do tính chất độc đáo của vật liệu của nó,Vòi nhômcó lợi thế đáng kể trong các tình huống ứng dụng cụ thể. Sau đây là phân tích có hệ thống về các đặc điểm và lĩnh vực ứng dụng điển hình của nó:
Thiết kế nhẹ: Mật độ nhôm (khoảng 2,7 g/cm³) thấp hơn đáng kể so với thép không gỉ (khoảng 8 g/cm³), có thể làm giảm đáng kể trọng lượng tổng thể của thiết bị và phù hợp với các lĩnh vực nhạy cảm với trọng lượng như hàng không và ô tô.
Độ dẫn nhiệt tuyệt vời: Độ dẫn nhiệt của nhôm là 237 W/m·K, cao hơn nhiều so với thép không gỉ (khoảng 15 W/m·K). Nó phù hợp với các tình huống đòi hỏi tản nhiệt nhanh, chẳng hạn như vòi làm mát thiết bị điện tử hoặc hệ thống phun động cơ đốt trong.
Kinh tế xử lý: Nhôm có độ dẻo tuyệt vời (độ giãn dài khoảng 10-30%) và có thể xử lý các cấu trúc kênh dòng chảy phức tạp với chi phí thấp, đặc biệt phù hợp với nhu cầu phun chính xác dòng chảy thấp tùy chỉnh.
Khả năng chống chịu thời tiết môi trường: Màng oxit Al₂O₃ được hình thành tự nhiên có thể chống ăn mòn trong khí quyển ở độ ẩm tương đối 80%, nhưng phạm vi dung sai độ pH bị hạn chế (khuyến nghị độ pH 4,5-8,5). Cần phải xử lý bề mặt trong môi trường chứa ion clorua (như nước biển).
Giới hạn nhiệt độ: Giới hạn trên của nhiệt độ vận hành bị giới hạn bởi nhiệt độ dung dịch rắn của hợp kim nhôm 6061 (khoảng 530oC). Nên sử dụng lâu dài dưới 200oC và chịu được 300oC khi sử dụng ngắn hạn.
Sản xuất ô tô:Vòi nhômcó thể được sử dụng cho vòi phun nhiên liệu trong hệ thống phun trực tiếp. Độ cứng bề mặt được tăng lên 60 HB thông qua xử lý nhiệt T6 (làm nguội 530oC + lão hóa nhân tạo) để đáp ứng yêu cầu áp suất phun là 20 MPa.
Hệ thống làm mát chính xác: Để cung cấp chất lỏng cắt cho máy công cụ CNC, Vòi phun nhôm được xử lý anodized (độ dày màng 10-25μm) được sử dụng để đạt được bề mặt hoàn thiện Ra 0,8μm và đảm bảo phân phối đồng đều các giọt có đường kính 0,1-0,3mm.
Thiết bị bảo vệ thực vật nông nghiệp: Hệ thống phun thuốc không người lái hạng nhẹ sử dụng Vòi phun nhôm 7075, có cường độ năng suất 503 MPa và góc phun hình quạt (80°-110°) để đạt được kiểm soát dòng chảy 6-8 L/phút.
Công nghệ hỗ trợ in 3D: Đầu phun AlSi10Mg được hình thành bằng phương pháp nấu chảy laser chọn lọc (SLM) dùng để trải bột cho máy in kim loại, chịu được nhiệt độ giường làm nóng trước 300°C, độ xốp <0,5%.
Thiết bị cứu hỏa: Hệ thống tạo bọt khí áp suất cao (CAFS) sử dụng 6061-T6vòi phun nhômđể đạt được bội số giãn nở bọt 0,3-0,7 và phạm vi áp suất làm việc là 8-12 bar.
Tăng cường bề mặt: Xử lý oxy hóa vi hồ quang có thể tạo ra lớp gốm 50-200μm với độ cứng 1500HV và khả năng chống thử nghiệm phun muối là 1000 giờ; Quy trình tổng hợp: Vòi phun hỗn hợp silicon cacbua gốc nhôm (SiC 20%), hệ số giãn nở nhiệt giảm xuống 15 × 10⁻⁶/oC, phù hợp với điều kiện chu trình nhiệt; Thiết kế kỹ thuật số: Tối ưu hóa kênh dòng chảy dựa trên mô phỏng CFD làm tăng giá trị hệ số dòng chảy Cv lên 0,98, cao hơn 15% so với thiết kế truyền thống.
Trong điều kiện nhiệt độ trung bình <150oC, không có môi trường axit mạnh (pH>4) hoặc kiềm mạnh (pH<9) và áp suất làm việc <25 MPa, Vòi phun nhôm đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa chi phí (thấp hơn 30-40% so với thép không gỉ) và hiệu suất. Đối với các kịch bản có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, nên sử dụng giải pháp sửa đổi bề mặt hoặc hợp kim 7075-T6.
