Alumínium

Korszerű alapanyag

Az alumínium és annak különböző ötvözetei napjaink kedvelt műszaki alapanyag. Tetszetős megjelenése, könnyű alakíthatósága, alacsony sűrűsége, súlyához képest kiváló szilárdsági mutatói tették széles körben felhasználhatóvá teszik. A korrózióval szembeni nagyfokú ellenállóképességez egyik legkedvezőbb tulajdonsága. A levegő oxigénjének hatására a felszínén szinte azonnal oxidréteg alakul ki, ami megvédi a további korróziós hatásoktól.

Az erősebb védelem érdekében ezt a védő oxidréteget mesterségesen is szokás vastagítani, az eljárást eloxálásnak nevezzük.Leggyakoribb alkalmazási területei: a gépjárműipar, a csomagolóipar, az elektronika, a háztartási eszközök, a repüléstechnika és a sporteszközök világa.

Az alumínium előállítása

Kohóalumíniumnak, vagy elsődleges alumíniumnak nevezzük az alumíniumoxid redukciójával nyert olyan alumíniumot, amely öntésen kívül más eljáráson ment át.

Az alumínium előállítása, vagyis az alumíniumoxid (AL2O3) redukciója úgynevezett elektrizáló kádakban történik, mintegy 1000 °C-os hőmérsékleten.

Az elektrolízishez felhasznált alapanyagok, valamint segédanyagok szennyezőanyag tartalmának igen nagy része a leválasztott folyékony alumíniumba kerül és ötvözi, vagyis szennyezi azt,

Az illető elszinkronizáló kádban tartott technológiai jellemzőktől a felhasznált alap- és segédanyagoktól függően az egyes kádakban termelt alumínium tisztasága és minősége más és más lehet.

A minőség jellemzésére a folyékony fém Al-tartalmát szokás megadni, amit kémiai elemzés után úgy kapunk meg, hogy 100-ból levonják mindazon szennyező elem százalékos mennyiségét, amely mért koncentrációja 0,01%-nál nagyobb. A leggyakrabban, a kohó alumíniumot tovább feldolgozó gyártási eljárásoknál a normál elektrolízissel előállítható úgynevezett műszaki tisztaságú alumíniumot használják fel.

Öntészet

Az alumínium és ötvözetei öntészete kifejezés alatt egyrészt értjük a különböző formaöntési eljárásokat és az ettől jól elkülönülő módszereket úgy, mint a tömbök öntését, a félig folyamatos tuskó öntést, a folyamatos keskeny szalag öntve hengerlést, valamint a folyamatos huzal öntve hengerlést és a hozzájuk tartozó technológiai folyamatokat, vagyis az olvasztás, ötvözetgyártást, fémtisztítást, hőkezelést, stb.

Ötvözött alumínium öntvények gyártásához általában szilíciummal, vagy szilíciummal és magnéziummal ötvözött öntészeti ötvözeteket használnak.

Ötvözött öntészeti tömbök gyártásánál is alapfémként elsődleges alumínium szolgál, amelybe általában 9…13,5% Si-t, és 0…0,6% Mg-t ötvöznek.

Az alumínium és ötvözetei

A technikai tisztaságú alumínium 99,9…99,9% Al-t tartalmaz. A jelenlévő kis mennyiségű szennyezők azonban az alumínium tulajdonságait nagymértékben befolyásolják. A Si, Fe, Cu, Mg, Zn, Ag, Cr, Ti, V, B és Be a szilárdságot, a Mn és Mg a korrózióállóságot javítja.

A nagy tisztaságú ás műszaki tisztaságú alumíniummal az MSZ 3745-73 és MSZ 3747-73 szabvány foglalkozik. Az Al 99,999; Al 99,9R; Al 99,97; Al 99.95 és Al 99,9R nagy tisztaságú alumíniumok jelében szereplő szám a minimális alumíniumtartalmat jelzi.

Általános felhasználású az Al 99,6 és Al 99 jelű anyag 80 Mpa(lágy) és 140 Mpa (kemény) szakítószilárdsággal.

Alakítható alumíniumötvözetek

Az alakítható alumíniumötvözetek jól alakíthatók hidegen és melegen, az alakítás során az alakadáson kívül a szövetszerkezet finomítása és a szilárdság növekedése is megtörténik. A jellemző ötvözettípusok az Al-Mg, Al-Mn kétalkotós, az Al-Mg-Si, Al-Cu-Mg háromalkotós és Al-Zn-Mg-Ti négyalkotós ötvözetek, melyek tulajdonságait az MSZ 3714-78 szabvány foglalja össze.

Az alakítható Al-Mg ötvözetek Mg-tartalma általában kisebb, mint a hasonló önthető ötvözeteké. Jól alakíthatók, fényezhetők, eloxálhatók és hegeszthetők, korrózióállóságuk is kiváló. Az építőiparban, járműiparban és élelmiszeriparban használják.

A mangán az alumíniumban részben oldódik, 658 °C-on 1,8% ennek ellenére szilárdsága hőkezelés ellenére nem növelheti, mivel a szilárd oldat igen stabil. Igen nagy képlékenységű és kiváló korrózióálló anyag, élelmiszeripari felhasználása gyakori.

Az Al-Mg ötvözethez Si-t adagolva az ötvözet nemesítővé válik az alumíniumban korlátlanul oldódó Mg2Si vegyület hatására. Ha mind a Mg, mind a Si kis mennyiségben van jelen, akkor az alumínium fajlagos vezetése nem csökken lényegesen, viszont nemesítéssel az ötvözet szilárdsága fokozható.

Az ötvözetsorból ki kell emelni az AlMgSiE jelű anyagot, melynek fajlagos felezése 30*106 S/m, melyet a villamosiparban vezetékanyagként alkalmaznak. Az Al-Mg-Si ötvözetek korrózióállóak, jól hegeszthetők, eloxálhatók és nemnedvesítők. Az Al-Mg-Zn-Ti ötvözetek fő alkotói korlátozottan oldódnak az alumíniumban, az ötvözetek szilárdsága hőkezeléssel nagymértékben növelhető, azonban korrózióra és bemetszésre érzékeny.

Forgalmazott alumínium félgyártmányok, profilok:

Vékony lemezek:

Vastag lemezek:

Lapos profilok:

Négyzetrudak:

Kör rudak: