alu-solutions
ALAUN
Alaun
ist eine chemische, in der Natur vorkommende Verbindung mit Aluminium
und Schwefel. Schon im Altertum fand es vielfältig Verwendung, wie zum
Beispiel in Medikamenten und zum Färben von Textilien. Als "alumen"
bezeichnete der römische Geschichtsschreiber Plinius der Ältere (23 bis
79 n. Chr.) in seiner "Naturgeschichte" den natürlichen Alaunstein und
die daraus gewonnenen Salze, die vermutlich schon um 1000 v. Chr. von
den Ägyptern, dann von den Griechen und auch von den ...
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Alaun
ist eine chemische, in der Natur vorkommende Verbindung mit Aluminium
und Schwefel. Schon im Altertum fand es vielfältig Verwendung, wie zum
Beispiel in Medikamenten und zum Färben von Textilien. Als "alumen"
bezeichnete der römische Geschichtsschreiber Plinius der Ältere (23 bis
79 n. Chr.) in seiner "Naturgeschichte" den natürlichen Alaunstein und
die daraus gewonnenen Salze, die vermutlich schon um 1000 v. Chr. von
den Ägyptern, dann von den Griechen und auch von den Chinesen als
Bindemittel von Mal- und Textilfarben verwendet worden waren. Im
Mittelalter fand Alaun für diese Zwecke sowie als Gerbmittel und als
blutstillendes Medikament weite Verbreitung.
Mitte des 18.
Jahrhunderts erkannte der deutsche Chemiker Andreas Sigimund Marggraf
(1709-1782), dass Ton und der daraus gewinnbare Alaun denselben
Grundstoff enthalten: nämlich Tonerde (heute: Aluminiumoxid), das Oxid
(Verbindung mit Sauerstoff) eines damals noch unbekannten Metalls. Als
der britische Naturforscher Davy 1807 erstmals die Existenz dieses
Metalls nachwies, nannte er es nach der englischen Bezeichnung „alum“
für Alaun zunächst Aluminum, später Aluminium, ehe 1825 Oested und 1827
Wöhler den Namen Aluminium prägten.
Ursprünglich stand der
Begriff Alaun nur für Kali-Alaun: Das ist Kalium-Aluminium-Sulfat, eine
Schwefel-Sauerstoff-Verbindung. Später reihte man darunter auch alle
Doppelsalze vom selben Formeltyp und Kristallaufbau wie Kali-Alaun ein.
Als Farbbindemittel wird Kali-Alaun heute von der Aluminiumverbindung
Aluminiumsulfat immer mehr verdrängt. Dieser und andere aluminiumhaltige
Alaune finden jedoch in großen Mengen Anwendung in Medikamenten und
Deodorants, in der Zucker- und Papierherstellung sowie in der Abwasser-
und Trinkwasserreinigung.
ALUMINIUMFARBEN
Aluminiumhaltige und –farbene Lacke von
großer Witterungsbeständigkeit und hohem Reflexionsvermögen werden
häufig als Schutzanstrich genutzt. Aluminiumfarben sind Lacke und
Beschichtungsstoffe, die neben einem Lackbindemittel (meist Kunstharz)
Aluminiumpulver enthalten. Das Pulver besteht aus feinsten Blättchen und
ist der farbgebende Stoff, das Pigment, die Farbe ist also silberweiß
oder-grau. Nach dem Auftragen ordnen sich die Blättchen im Bindemittel
parallel zueinander ...
WeiterlesenALUMINIUMFARBEN
Aluminiumhaltige und –farbene Lacke von
großer Witterungsbeständigkeit und hohem Reflexionsvermögen werden
häufig als Schutzanstrich genutzt. Aluminiumfarben sind Lacke und
Beschichtungsstoffe, die neben einem Lackbindemittel (meist Kunstharz)
Aluminiumpulver enthalten. Das Pulver besteht aus feinsten Blättchen und
ist der farbgebende Stoff, das Pigment, die Farbe ist also silberweiß
oder-grau. Nach dem Auftragen ordnen sich die Blättchen im Bindemittel
parallel zueinander in einer fünf bis zehn Lagen umfassenden dünnen
Schicht. Da die Blättchen einander überlappen und nur feinste Lagen des
Bindemittels miteinander verbunden sind, haben Feuchtigkeit und
korrosive Stoffe sehr lange Wege, um bis zum Grundstoff einzudringen –
das führt zu einer guten Witterungs- und Korrosionsbeständigkeit.
Zudem
bewirkt das hohe Reflexionsvermögen, dass Aluminiumfarben 60 bis 75
Prozent der auf sie fallenden Licht- und Wärmestrahlen reflektieren. Je
nach Bindemittel ergeben diese Eigenschaften Anstriche (Grundierungen,
Zwischen- und Deckanstriche) mit besonderen Vorzügen für
unterschiedliche Zwecke, vor allem für den Schutz von Eisen und Stahl,
aber auch von Holz und Mauerwerk:
- Sehr gute
Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitig hohem Reflexionsvermögen auch
für Ultraviolett-Strahlung – für Schutzanstriche von Rohrleitungen und
Tanks im Freien;
- Metallisches, dekoratives Aussehen („Metallic-Effekt“) – zur Lackierung z.B. von Straßenfahrzeugen;
- Große Hitzebeständigkeit – für Überzüge von Industrieöfen;
- Hohes
Reflexionsvermögen für Wärmestahlung – zum Wärmeschutz von Dächern,
Güterwagen und Lagertanks mit temperaturempfindlichen Füllgütern (unter
Aluminiumfarben bleibt es spürbar kühler als unter anderen Anstrichen).
ALUMINIUMPREIS
Aluminium wird seit den 1970er Jahren an der
Londoner Metallbörse gehandelt. Nachdem Sainte-Claire Deville 1855 das
erste "Silber aus Lehm" auf den Markt gebracht hatte, lag dessen Preis
der Seltenheit wegen lange Zeit über demjenigen von Silber.
Dementsprechend verwendete man es für Schmuckstücke und Münzen. Erst als
mit der Einführung der Schmelzflusselektrolyse an 1886 die
Aluminiumproduktion sprunghaft anstieg, sank der Preis so weit (allein
1891 von 15 auf fünf ...
WeiterlesenALUMINIUMPREIS
Aluminium wird seit den 1970er Jahren an der
Londoner Metallbörse gehandelt. Nachdem Sainte-Claire Deville 1855 das
erste "Silber aus Lehm" auf den Markt gebracht hatte, lag dessen Preis
der Seltenheit wegen lange Zeit über demjenigen von Silber.
Dementsprechend verwendete man es für Schmuckstücke und Münzen. Erst als
mit der Einführung der Schmelzflusselektrolyse an 1886 die
Aluminiumproduktion sprunghaft anstieg, sank der Preis so weit (allein
1891 von 15 auf fünf Reichsmark je Kilogramm), dass Aluminiumanwendungen
in großer Zahl wirtschaftlich wurden.
Von da an waren die
Aluminiumpreise von der Aluminiumindustrie festgesetzte Listenpreise.
Sie blieben über Jahrzehnte weitgehend stabil, von vorübergehenden,
meist kriegsbedingten Schwankungen (z.B. im russisch-japanischen Krieg
1904/05) abgesehen. Seit den 1970er Jahren änderte sich dies. Neue
Produzenten (vor allem Brasilien, Venezuela, Australien, Südafrika und
die arabischen Staaten) drängten mit Primäraluminium zu Preisen auf den
Markt, die unter den Entstehungskosten der Industrie lagen. Zugleich
hoben die führenden Bauxit-Länder die Preise an.
Die Einführung
von Aluminiumkontrakten an der Londoner Metallbörse 1978 sowie
tiefgreifende Strukturveränderungen in der Aluminiumindustrie machten
Primäraluminium zu einer gewöhnlichen Handelware, so dass in der Folge
finanzielle Interessen das Preisgebaren der Marktteilnehmer mit
beeinflussten. Die Börsennotierung von Aluminium (und anderen
NE-Metallen) an der LME (Londoner Metall Exchange) gibt Produzenten und
Anwendern Möglichkeiten zur mittelfristigen Preissicherung.
DESIGN - kreatives Design
Aluminiumprofile werden im
Strangpressverfahren hergestellt. Diese technik bietet fast unbegrenzte
Möglichkeiten, die Gestaltung nach Bedarf vorzunehmen und
kosteneffiziente Funktionen durch Teilereduzierung, geringer
Nachbearbeitung und einfachere Montage zu integrieren. Aluminiumprofile
sind die Voraussetzung für kreatives Design und technische Lösungen, die
verbessern, vereinfachen und Kosten reduzieren. Die
Profilwerkzeugkosten sind darüber hinaus verhältnismäßig gering.
DESOXIDATION
Die Desoxidation ist ein Verfahren zur Entfernung
von überschüssigem Sauerstoff (aus Frischprozess) aus Stahlschmelzen.
Der Sauerstoffgehalt ist dabei so weit abzusenken, dass die Erstarrung
ohne Blasenbildung abläuft. Desoxidiert wird in der Pfanne oder im
Elektrolichtbogenofen. Man unterscheidet Desoxidation über die Gasphase,
Fällungsdesoxidation (durch Zugabe von Elementen, deren
Sauerstoffaffinität größer ist als die des Eisens;
hierzu zählen
Magnesium, Mangan, ...
WeiterlesenDESOXIDATION
Die Desoxidation ist ein Verfahren zur Entfernung
von überschüssigem Sauerstoff (aus Frischprozess) aus Stahlschmelzen.
Der Sauerstoffgehalt ist dabei so weit abzusenken, dass die Erstarrung
ohne Blasenbildung abläuft. Desoxidiert wird in der Pfanne oder im
Elektrolichtbogenofen. Man unterscheidet Desoxidation über die Gasphase,
Fällungsdesoxidation (durch Zugabe von Elementen, deren
Sauerstoffaffinität größer ist als die des Eisens;
hierzu zählen
Magnesium, Mangan, Silicium, Aluminium, Kohlenstoff, Kalzium),
Diffusionsdesoxidation, auch in Kombination mit synthetischen Schlacken.
DRUCKGIEßEN
Dies ist das häufigste Gießverfahren für
Aluminiumfertigteile: Die Schmelze wird unter hohem Druck in eine
Stahlform gepresst. Besonders geeignet für Großserien mit hoher
Maßgenauigkeit. Beim Druckgießen, einem Formgussverfahren, presst man
eine Schmelze von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung unter Drücken
von einigen hundert bis zu einigen tausend Bar in eine Stahlform.
Nach
dem Erstarren wird das fertige Gussstück ausgeworfen und die Form von
neuem gefüllt. Vorteile ...
WeiterlesenDRUCKGIEßEN
Dies ist das häufigste Gießverfahren für
Aluminiumfertigteile: Die Schmelze wird unter hohem Druck in eine
Stahlform gepresst. Besonders geeignet für Großserien mit hoher
Maßgenauigkeit. Beim Druckgießen, einem Formgussverfahren, presst man
eine Schmelze von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung unter Drücken
von einigen hundert bis zu einigen tausend Bar in eine Stahlform.
Nach
dem Erstarren wird das fertige Gussstück ausgeworfen und die Form von
neuem gefüllt. Vorteile gegenüber anderen Gießverfahren sind hohe
Produktionsgeschwindigkeit (die Fertigung kleiner Gussstücke dauert nur
wenige Sekunden), hohe Oberflächengüte (die vielfach ein Verputzen oder
Nacharbeiten erübrigt) sowie hohe Maßgenauigkeit auch bei komplizierten
Formen und dünnen Wandungen. Nachteilig gegenüber dem Kokillenguss ist
die geringere Festigkeit.
Druckgießen ist sehr wirtschaftlich zur
Großserienherstellung von Fertigteilen kleinster bis mittlerer
Abmessungen. Es wird, vor allem im Automobilbau (z.B. für Fahrwerk- und
Karosseriestrukturteile) immer öfter angewendet.
DUKTILITÄT
Duktilität ist die Fähigkeit oder auch das
Verhalten eines Werkstoffes, unter Einwirkung äußerer Kräfte zur
plastischen und damit dauerhaften Verformung zu neigen, ohne dass dabei
Werkstofftrennungen auftreten. Solch ein Stoff ist gut kalt formbar z.B.
durch Tiefziehen, Biegen oder Recken. In der Geologie wird der Begriff
für Gesteine insbesondere der unteren kontinalen Erdkruste verwendet,
die sich unter tektonischen Spannungen nicht spröde, sondern plastisch
deformieren.
ELEKTROLYSE
Aus dem Aluminiumoxid wird später durch so
genannte Schmelzelektrolyse Aluminium gewonnen. Bei diesem Verfahren
wird Aluminiumoxid unter hohen Temperaturen in Kryolith gelöst. Beim
Lösungsvorgang in der Kryolithmasse bilden sich Aluminiumionen und
Sauerstoffionen. Unter Anwendung von Gleichstrom im Elekrtolyseofen wird
das Aluminium an der Kathode abgeschieden, während sich an der Anode
Kohlendioxid bildet. Das Aluminium sinkt in die Elektolysewanne zu Boden
und wird dort ...
WeiterlesenELEKTROLYSE
Aus dem Aluminiumoxid wird später durch so
genannte Schmelzelektrolyse Aluminium gewonnen. Bei diesem Verfahren
wird Aluminiumoxid unter hohen Temperaturen in Kryolith gelöst. Beim
Lösungsvorgang in der Kryolithmasse bilden sich Aluminiumionen und
Sauerstoffionen. Unter Anwendung von Gleichstrom im Elekrtolyseofen wird
das Aluminium an der Kathode abgeschieden, während sich an der Anode
Kohlendioxid bildet. Das Aluminium sinkt in die Elektolysewanne zu Boden
und wird dort unter Anwendung von Vakuum in einen Tiegel zum
Weitertransport in die Gießerei abgesaugt. Das aus der Bauxitgewinnung
über Aluminiumoxid gewonnene Aluminium wird als Primäraluminium
bezeichnet
FESTIGKEIT
Das ist der Widerstand von Aluminiumwerkstoffen
gegen Bruch – mittelgroß zwischen Kupfer und Stahl, genügend für
Belastungen auch im Maschinen- und Flugzeugbau. Die Festigkeit ist ein
wichtiges Merkmal jeden Werkstoffs, entscheidet sie doch über seinen
Einsatz für bestimmte Anwendungen und die Bemessung der entsprechenden
Konstruktionen. Sie wird definiert als der Widerstand gegenüber einer
Belastung (z.B. durch Zug, Druck oder Torsion) bis zum Bruch. Je größer
dieser ...
WeiterlesenFESTIGKEIT
Das ist der Widerstand von Aluminiumwerkstoffen
gegen Bruch – mittelgroß zwischen Kupfer und Stahl, genügend für
Belastungen auch im Maschinen- und Flugzeugbau. Die Festigkeit ist ein
wichtiges Merkmal jeden Werkstoffs, entscheidet sie doch über seinen
Einsatz für bestimmte Anwendungen und die Bemessung der entsprechenden
Konstruktionen. Sie wird definiert als der Widerstand gegenüber einer
Belastung (z.B. durch Zug, Druck oder Torsion) bis zum Bruch. Je größer
dieser Widerstand, desto fester der Werkstoff. Die Festigkeit ist von
Werkstoff zu Werkstoff verschieden, aber auch abhängig von der Art und
dem zeitlichen Verlauf der Belastung sowie von der Temperatur; sie nimmt
im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab.
Je nach Art der
Belastung unterscheidet man, Biege-, Dauerschwing-, Torsions-, Druck-
oder Zugfestigkeit. Die Zugfestigkeit als wichtigster Kennwert wird in
Zerreißmaschinen an nach Form und Maßen genormten Stäben ermittelt als
höchste Zugspannung, die der Werkstoff vor dem Bruch noch erträgt und in
Newton pro Quadratmillimeter Querschnitt (N/mm²) oder Megapascal (MPa)
angegeben.
Die Festigkeit der meisten reinen Metalle ist gering.
Sie lässt sich jedoch durch Legieren, Umformen (insbesondere
Kaltumformen) oder Wärmebehandlung steigern. So liegt die Zugfestigkeit
von Reinaluminium 99,8 um 100, von Legierungen mit Magnesium um 240 und
mit Kupfer, Magnesium und Zink um 500 N/mm². Aluminium hat eine
mittelgroße Zugfestigkeit und Dauerschwingfestigkeit (die höchstmögliche
Belastung z.B. bei 100 Millionen Lastwechseln ohne Bruch oder
bleibender Verformung), die es, meist in Verbindung mit anderen
Eigenschaften, für viele Anwendungen im Maschinenbau, Flugzeug- und
Schiffbau sowie bei Straßen – und Schienenfahrzeugen geeignet macht.
FLIEßPRESSEN
Dies ist die Herstellung meist kleiner
Hohlkörper, z.B. Tuben oder Aerosoldosen, aus Aluminium durch hohen
Stempeldruck, der das Material zum Fließen bringt. In der
Aluminiumverarbeitung ist das Fließpressen bei Raumtemperatur, das
sogenannte Kaltfließpressen, große Bedeutung für das Umformen. Eine
Ronde (auch Butze oder Platine), eine aus Bändern gestanzte Scheibe,
wird in ein Gesenk (Matrize) aus Stahl gelegt.
Wenn ein
Stahlstempel mit Kräften bis zu 1.500 N/mm² auf die ...
WeiterlesenFLIEßPRESSEN
Dies ist die Herstellung meist kleiner
Hohlkörper, z.B. Tuben oder Aerosoldosen, aus Aluminium durch hohen
Stempeldruck, der das Material zum Fließen bringt. In der
Aluminiumverarbeitung ist das Fließpressen bei Raumtemperatur, das
sogenannte Kaltfließpressen, große Bedeutung für das Umformen. Eine
Ronde (auch Butze oder Platine), eine aus Bändern gestanzte Scheibe,
wird in ein Gesenk (Matrize) aus Stahl gelegt.
Wenn ein
Stahlstempel mit Kräften bis zu 1.500 N/mm² auf die Ronde drückt,
verformt sich das Aluminium plastisch. Es „fließt“ durch Öffnungen in
Stempel, Gesenk oder dazwischen und nimmt eine von der Werkzeugform
bestimmte Gestalt an, z.B. eine zylindrische Form. Möglich sind
rechteckige oder kreisförmige Querschnitte mit Durchmessern von drei 150
und Wandstärken von 0,1 mm aufwärts, Höhen bis zum Zehnfachen des
Durchmessers (höchstens aber 450 mm) sowie auf- und eingesetzte Stege.
Als
Werkstoffe eignen sich Knetlegierungen, am besten aber Reinaluminium
oder Reinstaluminium. Der Pressvorgang dauert nur wenige
Sekundenbruchteile und lässt sich weitgehend automatisieren, die
Presswerkzeuge haben eine lange Standzeit. Die Produkte, vor allem
Aluminiumverpackungen wie Dosen oder Tuben sowie Rohlinge für Niete,
Schrauben und Formteile, zeigen hohe Festigkeit infolge Kaltumformung,
glatte Oberflächen und hohe Maßgenauigkeit. Es entsteht kaum Schrott.
GRÜNES METAL
Aluminium ist das ideale Recyclingmetall. Es ist
so leicht, einfach und umweltfreundlich rückzugewinnen, dass man es oft
als „das grüne Metall“ nennt. Nur 5% des ursprünglichen
Energieeinsatzes werden bei der Umschmelzung ausgedienter
Aluminiumprodukte verbraucht. Und Aluminium kann immer wieder verwendet
werden! Nichts geht verloren und zum Unterschied zu vielen anderen
Werkstoffen verändern sich die Eigenschaften von Aluminium nicht.
Aluminium ist deshalb ein wertvoller ...
WeiterlesenGRÜNES METAL
Aluminium ist das ideale Recyclingmetall. Es ist
so leicht, einfach und umweltfreundlich rückzugewinnen, dass man es oft
als „das grüne Metall“ nennt. Nur 5% des ursprünglichen
Energieeinsatzes werden bei der Umschmelzung ausgedienter
Aluminiumprodukte verbraucht. Und Aluminium kann immer wieder verwendet
werden! Nichts geht verloren und zum Unterschied zu vielen anderen
Werkstoffen verändern sich die Eigenschaften von Aluminium nicht.
Aluminium ist deshalb ein wertvoller Rohstoff – unabhängig davon, wo es
sich im Kreislauf befindet.
GRÜNES METAL
Aluminium ist das ideale Recyclingmetall. Es ist
so leicht, einfach und umweltfreundlich rückzugewinnen, dass man es oft
als „das grüne Metall“ nennt. Nur 5% des ursprünglichen
Energieeinsatzes werden bei der Umschmelzung ausgedienter
Aluminiumprodukte verbraucht. Und Aluminium kann immer wieder verwendet
werden! Nichts geht verloren und zum Unterschied zu vielen anderen
Werkstoffen verändern sich die Eigenschaften von Aluminium nicht.
Aluminium ist deshalb ein wertvoller ...
WeiterlesenGRÜNES METAL
Aluminium ist das ideale Recyclingmetall. Es ist
so leicht, einfach und umweltfreundlich rückzugewinnen, dass man es oft
als „das grüne Metall“ nennt. Nur 5% des ursprünglichen
Energieeinsatzes werden bei der Umschmelzung ausgedienter
Aluminiumprodukte verbraucht. Und Aluminium kann immer wieder verwendet
werden! Nichts geht verloren und zum Unterschied zu vielen anderen
Werkstoffen verändern sich die Eigenschaften von Aluminium nicht.
Aluminium ist deshalb ein wertvoller Rohstoff – unabhängig davon, wo es
sich im Kreislauf befindet.
HALBZEUG
Dies sind Halbfabrikate – wie Bänder, Bleche,
Drähte, Profile, Stangen und Rohre – aus Aluminium, die zur Herstellung
von Fertigerzeugnissen verwendet werden. Unter Halbzeug oder
Halbfabrikat versteht man ganz allgemein jedes Produkt, das zwischen
Rohstoff und Fertigerzeugnis beziehungsweise Endprodukt steht. Um ein
Endprodukt zu werden, muss das Halbzeug noch eine oder mehrere
Fertigungsstufen durchlaufen. In der Aluminiumindustrie umfasst der
Begriff Halbzeug durchweg ...
WeiterlesenHALBZEUG
Dies sind Halbfabrikate – wie Bänder, Bleche,
Drähte, Profile, Stangen und Rohre – aus Aluminium, die zur Herstellung
von Fertigerzeugnissen verwendet werden. Unter Halbzeug oder
Halbfabrikat versteht man ganz allgemein jedes Produkt, das zwischen
Rohstoff und Fertigerzeugnis beziehungsweise Endprodukt steht. Um ein
Endprodukt zu werden, muss das Halbzeug noch eine oder mehrere
Fertigungsstufen durchlaufen. In der Aluminiumindustrie umfasst der
Begriff Halbzeug durchweg Zwischenprodukte, die durch Umformen
beziehungsweise „Kneten“ aus Reinaluminium und (aus Primäraluminium,
aber auch aus Recyclingaluminium hergestellten) Knet-Legierungen
gefertigt und daher auch als Knet-Halbzeug bezeichnet werden.
- Rohlinge für die Herstellung von Schmiedestücken;
- Ronden oder Butzen für das Fließpressen;
- Strangpress-Erzeugnisse wir Drähte, Profile, Rohre und Stangen;
- Walz-Erzeugnisse wie Bänder, Bleche und Platten;
- Folien
werden ebenfalls gewalzt, aber nicht generell zu den Halbzeugen gezählt
(z.B. Kondensatorfolien für die Elektrotechnik). Oft sind sie schon
Fertigprodukte (z.B. Haushaltsfolien);
- Zieh-Erzeugnisse wie Drähte, Stangen und Rohre.
HÜTTEN
Sind Anlagen, in denen aus Aluminiumoxid oder
–schrott Aluminium gewonnen wird. Der Begriff Hütte oder Hüttenwerk
beschreibt Industrieanlagen zur Gewinnung von Metallen (z.B. Eisenhütte)
oder Nichtmetallen (z.B. Glashütte) aus natürlichen Rohstoffen,
Industrierückständen oder Altmaterial. Wird in einer Aluminiumhütte
Aluminiumoxid verarbeitet, bezeichnet man das Erzeugnis als Hütten-,
Roh- oder Primäraluminium. Ist Schrott das Ausgangsmaterial, heißt die
Hütte Aluminiumschmelzhütte,...
WeiterlesenHÜTTEN
Sind Anlagen, in denen aus Aluminiumoxid oder
–schrott Aluminium gewonnen wird. Der Begriff Hütte oder Hüttenwerk
beschreibt Industrieanlagen zur Gewinnung von Metallen (z.B. Eisenhütte)
oder Nichtmetallen (z.B. Glashütte) aus natürlichen Rohstoffen,
Industrierückständen oder Altmaterial. Wird in einer Aluminiumhütte
Aluminiumoxid verarbeitet, bezeichnet man das Erzeugnis als Hütten-,
Roh- oder Primäraluminium. Ist Schrott das Ausgangsmaterial, heißt die
Hütte Aluminiumschmelzhütte, das Produkt Recyclingaluminium. Primär- und
Recyclingaluminium werden nach dem Legieren in Walz- und Presswerken zu
Halbzeugen sowie in Formgießereien zu Gussteilen verarbeitet.
Eine Primär-Aluminiumhütte umfasst drei große Produktionsbereiche:
- Herzstück ist die „Elektrolyse“, die Aluminiumgewinnung durch Schmelzflusselektrolyse;
- In
der „Anodenfabrik“ werden die Anoden für die Schmelzflusselektrolyse
hergestellt (in der je Kilogramm gewonnenem Aluminium bis zu 0,5 kg
Anodenmaterial abbrennen);
- Die Gießerei gießt das gewonnene Aluminium zu Maseln oder zu Formaten (z.B. Walzbarren).
Für
die Standortwahl einer Primäraluminium-Hütte ist die Verfügbarkeit von
Aluminiumoxid und günstigem Strom in der Regel maßgebend (eine Hütte von
100.00 Tonnen Aluminium Jahreskapazität benötigt rund 200 Megawatt
elektrische Anschlussleistung), für Schmelzhütten ist die Verfügbarkeit
von Schrott von zentraler Bedeutung. IN den letzten Jahrzehnten wurden
neue Primärhütten vor allem nahe Wasserkraftwerken oder Kohle- und
Erdgasvorkommen errichtet, die eine günstige Stromerzeugung ermöglichen.
KORNGEFÜGE
Der Aufbau technischer Metalle aus mikroskopisch
kleinen Kristallkörpern. Deren Größe und Zusammensetzung bestimmen die
Eigenschaften, sie sind aber auch in gewissen Grenzen beeinflussbar.
Aluminium ist wie alle Kristalle kristallin: Die Atome sind – mit
ungefähr 10-8 cm Abstand – in einem räumlichen Kristallgitter
angeordnet. Es ist aber allenfalls unter großem Aufwand möglich, ein
Metallstück mit vollkommen ungestörtem Gitter – als Einkristall –
herzustellen. Durch Gießen ... Weiterlesen
KORNGEFÜGE
Der Aufbau technischer Metalle aus mikroskopisch
kleinen Kristallkörpern. Deren Größe und Zusammensetzung bestimmen die
Eigenschaften, sie sind aber auch in gewissen Grenzen beeinflussbar.
Aluminium ist wie alle Kristalle kristallin: Die Atome sind – mit
ungefähr 10-8 cm Abstand – in einem räumlichen Kristallgitter
angeordnet. Es ist aber allenfalls unter großem Aufwand möglich, ein
Metallstück mit vollkommen ungestörtem Gitter – als Einkristall –
herzustellen. Durch Gießen erzeugte Werkstücke aus reinen Metallen oder
Legierungen sind immer Vielkristalle, die sich aus
tausendstelmillimeter- millimetergroßen Einkristallen mit unregelmäßigen
Korngrenzen zusammensetzen, den Kristallkörpern.
Gefügeuntersuchungen
Die
wichtigsten Verfahren zur Untersuchung des Korngefüges in Forschung und
Qualitätssicherung, für die sie auch an Gusstücken und Halbzeugen
vorgenommen wird:
- optische Prüfung, mit bloßem Auge, von Bruchflächen auf Poren oder Ausscheidungen von Oxiden an Korngrenzen;
- Lichtmikroskopie von geätzten Anschliffen;
- Mikrohärteprüfung durch Eindrücken einer Diamantpyramide an verschiedenen Stellen eines Korns;
- Röntgenstrahlanalyse der Zusammensetzung eines Gefüges oder der Elementverteilung innerhalb eines Korns.
LEBENSZYKLUS
Viele Unternehmen analysieren heute sowohl
existierende als auch neue Produkte unter dem Aspekt des Lebenszyklus.
Hierbei wird der gesamte Fluss vom Entwurf bis zur Konstruktionsphase,
von Prototypen und Fertigungsverfahren bis zur Bearbeitung, Montage,
Funktion, Wartung, Lebensdauer und Recycling analysiert. Aus solch einer
Analyse tritt Aluminium sehr positiv hervor und erzielt einen vorderen
Platz gegenüber konventionellem Konstruktionsmaterial.
LEGIERUNGSELEMENTE
Zum Legieren von Aluminium sind nur
wenige Elemente gebräuchlich, die bestimmte Eigenschaften in gewünschter
Weise beeinflussen. Aluminium bildet mit fast allen metallischen und
mit vielen nichtmetallischen Elementen Legierungen, doch nur wenige
finden breite Verwendung. In erster Linie sind dies die Metalle Eisen,
Kupfer, Magnesium, Mangan, und Zink sowie das Nichtmetall Silizium, in
geringem Umfang auch Blei, Bor, Chrom, Nickel, Titan, Wismut, Zinn und
Zirkon. Jedes ...
WeiterlesenLEGIERUNGSELEMENTE
Zum Legieren von Aluminium sind nur
wenige Elemente gebräuchlich, die bestimmte Eigenschaften in gewünschter
Weise beeinflussen. Aluminium bildet mit fast allen metallischen und
mit vielen nichtmetallischen Elementen Legierungen, doch nur wenige
finden breite Verwendung. In erster Linie sind dies die Metalle Eisen,
Kupfer, Magnesium, Mangan, und Zink sowie das Nichtmetall Silizium, in
geringem Umfang auch Blei, Bor, Chrom, Nickel, Titan, Wismut, Zinn und
Zirkon. Jedes dieser Elemente verbessert schon in geringen Mengen
bestimmte Aluminiumeigenschaften, verschlechtert aber oft andere, so
dass in der Regel ein weiteres Element zugegeben wird, um die
Verschlechterung nach Möglichkeit auszugleichen.
- Blei,
Wismut und Zinn verbessern die Spanbarkeit dadurch, dass sie kurz
brechende Späne erzeugen. Solche Aluminiumwerkstoffe werden auch als
Automatenlegierungen bezeichnet;
- Durch Bor wird die elektrische
Leitfähigkeit von Leiteraluminium für die Elektrotechnik erhöht, weil es
– in Mengen von 0,005 bis 0,02 Prozent – in der Schmelze mit den
Elementen Chrom, Titan und Vanadium (welche die Leitfähigkeit
beeinträchtigen) chemische Verbindungen bildet, die als Boride im festen
Metall ausgeschieden werden und die Stromleitung nicht beeinflussen.
- Kupfer erhöht die Festigkeit bei Raumtemperatur, verringert aber die Korrosionsbeständigkeit;
- Magnesium und Mangan machen korrosionsbeständiger und steigern die Festigkeit;
- Nickel erhöht die Festigkeit bei höheren Temperaturen;
- Silizium
erniedrigt den Schmelzpunkt und die Zähflüssigkeit der Schmelze
(verbessert also die Gießbarkeit), beeinträchtigt jedoch das Umformen;
- Titan verfeinert in Verbindung mit Bor das Korngefüge;
- Zink verleiht in Verbindung mit Magnesium höchste Festigkeit und große Härte, vermindert aber die Eignung zum Umformen.
Aluminium wird aber auch selbst als Legierungselement in bedeutendem Umfang eingesetzt:
- vor
allem in Kupfer, das bei Zugabe von ungefähr einem Prozent härter,
korrosionsbeständiger, leichter schmelzbar und zäher wird;
- In Magnesium- und Titanlegierungen;
- In der Stahlerzeugung.
PRESSBOLZEN
In der Gießerei wird das flüssige Aluminium
gereinigt, und Legierungselemente werden zugesetzt. Danach wird der
Ausgangsstoff für die spätere Produktion nach dem jeweiligen Bedarf
produziert:
Pressbolzen, Gusslegierungen, Walzdraht und Walzblöcke.
Pressbolzen
sind das Ausgangsmaterial für die Strangpresstechnik. Die Bolzen werden
in Längen bis zu 8 m und einem Durchmesser bis zu 331mm gegossen.
Pressbolzen werden in vielen verschiedenen Legierungen und Qualitäten
hergestellt, ...
WeiterlesenPRESSBOLZEN
In der Gießerei wird das flüssige Aluminium
gereinigt, und Legierungselemente werden zugesetzt. Danach wird der
Ausgangsstoff für die spätere Produktion nach dem jeweiligen Bedarf
produziert:
Pressbolzen, Gusslegierungen, Walzdraht und Walzblöcke.
Pressbolzen
sind das Ausgangsmaterial für die Strangpresstechnik. Die Bolzen werden
in Längen bis zu 8 m und einem Durchmesser bis zu 331mm gegossen.
Pressbolzen werden in vielen verschiedenen Legierungen und Qualitäten
hergestellt, um den Anforderungen an Eigenschaften und Festigkeit der
verschiedenen Produkte entsprechen zu können.
PRIMÄRALUMINIUM
Unmittelbar aus Aluminiumoxid gewonnenes
Aluminium. Als Primäraluminium wird Aluminium bezeichnet, das durch
Schmelzflusselektrolyse aus Aluminiumoxid erzeugt wird, das man
seinerseits aus dem Aluminiumerz Bauxit gewinnt. „Primär“ bezeichnet die
Tatsache, dass dieses Aluminium direkt aus dem Rohstoff, also erstmals
rein hergestellt worden ist. Diese Gewinnung erfordert einen relativ
hohen Energiebedarf (zwischen 13 und 16 Kilowattstunden je Kilogramm
Aluminium) und erfolgt ...
WeiterlesenPRIMÄRALUMINIUM
Unmittelbar aus Aluminiumoxid gewonnenes
Aluminium. Als Primäraluminium wird Aluminium bezeichnet, das durch
Schmelzflusselektrolyse aus Aluminiumoxid erzeugt wird, das man
seinerseits aus dem Aluminiumerz Bauxit gewinnt. „Primär“ bezeichnet die
Tatsache, dass dieses Aluminium direkt aus dem Rohstoff, also erstmals
rein hergestellt worden ist. Diese Gewinnung erfordert einen relativ
hohen Energiebedarf (zwischen 13 und 16 Kilowattstunden je Kilogramm
Aluminium) und erfolgt in so genannten Hütten. Deshalb spricht man auch
von Hüttenaluminium.
Primäraluminium ist Reinaluminium mit einem Reinheitsgrad von 99,7% und Ausgangsmaterial für Legierungen und Reinstaluminium.
SCHAUMALUMINIUM
Blasenhaltiger,
sehr leichter Aluminiumwerkstoff, der für Schwimmkörper, wärmedämmende
und stoßverzehrende Elemente sowie Filter verwendet wird. Wie
Kunststoffe kann man auch Aluminium zu einer Art Schaum verarbeiten,
indem man der Schmelze ein gasabspaltendes Treibmittel beimengt. Als
Treibmittel dienen vorwiegend Metallhybride (Verbindungen z.B. von Titan
und Zirkon mit Wasserstoff). In der Praxis wird Pulver von Legierungen
des Aluminiums mit Magnesium oder Silizium mit ...
WeiterlesenSCHAUMALUMINIUM
Blasenhaltiger,
sehr leichter Aluminiumwerkstoff, der für Schwimmkörper, wärmedämmende
und stoßverzehrende Elemente sowie Filter verwendet wird. Wie
Kunststoffe kann man auch Aluminium zu einer Art Schaum verarbeiten,
indem man der Schmelze ein gasabspaltendes Treibmittel beimengt. Als
Treibmittel dienen vorwiegend Metallhybride (Verbindungen z.B. von Titan
und Zirkon mit Wasserstoff). In der Praxis wird Pulver von Legierungen
des Aluminiums mit Magnesium oder Silizium mit (bis zu zehn
Gewichtsprozent) Treibmittel vermischt und unter Druck geschmolzen.
Nach
Druckentlastung bilden sich Blasen, deren Durchmesser von der Mitte der
Schmelze nach außen hin von etwa 0,4 bis zu 6 Zentimetern zunimmt. Die
Blasenbildung ist mit einer Ausdehnung verbunden, die bei Erreichen des
gewünschten Volumens durch Abschrecken mit Wasser zum Stillstand kommt.
Die Dichte des abgekühlten, festen Schaums liegt zwischen 200 und 650
Kilogramm je Kubikmeter (die von gewöhnlichem Aluminium beträgt 2.700
Kilogramm je Kubikmeter). Daher schwimmt Aluminiumschaum auf Wasser.
Seine Festigkeit nimmt mit der Dichte ab, er lässt sich wie Holz
bearbeiten, jedoch nicht schweißen. Mögliche Anwendungen findet er als
Kern von Sandwichplatten im Hochbau, als Schwimmkörper, in
stoßverzehrenden Elementen z.B. in Autos und, in offenporiger Form, als
Filter oder Hitzeschild.
Einfacher und kostengünstiger
herstellbar, aber mit einer Dichte von 1.200 bis 1.500kg/m³ mehr als
doppelt so schwer, ist „Schwammaluminium“: Eine Schmelze von Legierungen
des Aluminiums mit Magnesium oder Silizium wird auf Blähton oder
Glasschaumkugeln gegossen, worauf sich ein füllstoffhaltiges,
schwammartiges Metallgerippe bildet. Als Anwendung sind kostengünstige
stoßverzehrende Elemente für Autos und Laufkräne vorgesehen.
TIEFZIEHEN
Das Umformen von Aluminiumblechen (und auch
superplastischer Legierungen) zu Behältern und Schalen durch Drücken mit
einem Stempel. Verpackungen, wie Schalen, Getränkedosen und
Flaschenverschlüsse werden in der Regel durch Tiefziehen hergestellt.
Dabei handelt es sich um ein Umformverfahren, das nichts mit Ziehen zu
tun hat.
Ein Zuschnitt aus Bändern oder Blechen (eine so genannte
Ronde oder Butze) wird durch einen Ziehring hindurch von einem Stempel
zu einer Hohlform von der ...
WeiterlesenTIEFZIEHEN
Das Umformen von Aluminiumblechen (und auch
superplastischer Legierungen) zu Behältern und Schalen durch Drücken mit
einem Stempel. Verpackungen, wie Schalen, Getränkedosen und
Flaschenverschlüsse werden in der Regel durch Tiefziehen hergestellt.
Dabei handelt es sich um ein Umformverfahren, das nichts mit Ziehen zu
tun hat.
Ein Zuschnitt aus Bändern oder Blechen (eine so genannte
Ronde oder Butze) wird durch einen Ziehring hindurch von einem Stempel
zu einer Hohlform von der Gestalt des Stempels gedrückt. Die Endform
kann in einem oder mehreren „Zügen“ erreicht werden. Da der Vorgang bei
Raumtemperatur stattfindet, verfestigt sich das Aluminium infolge
Kaltverformung; für gewisse Produkte kann daher zwischen den Zügen eine
Wärmebehandlung (Zwischenglühen) zum Rückgängigmachen der Verfestigung
notwendig werden. Um zum Tiefziehen geeignet zu sein, muss das Aluminium
ein feines Korngefüge haben; zudem ist eine Festigkeit zwischen hart
und weich ebenso von Vorteil wie (wegen verminderter Neigung zu Rissen)
geringere Reinheit als die von Reinaluminium.
Eine Variante des
Tiefziehens ist die Kaltstreckverformung. Bänder, Folien oder
Verbundpackstoffe lassen sich, ohne dass das fest eingespannte Material
nach fließt, zu Näpfen (z.B. Schalen für Fertiggerichte oder Tierfutter)
drücken. Für vereinzelte Anwendungen interessant ist das Drücken
„superplastischer“ Legierungen des Aluminiums, z.B. mit 6% Kupfer und
0,5% Zirkon. Diese lassen sich über das 10-fache ihrer Länge strecken,
wenn das Korngefüge sehr fein ist (Korngröße unter zehntausendstel
Millimetern) und hohe Umformtemperaturen sowie (sehr niedrige)
Umformgeschwindigkeiten eingehalten werden. Hoher Maßgenauigkeit auch
bei schwierigsten Formen und geringen Werkzeugkosten steht die lange
Umformdauer entgegen.
UMFORMEN
Formgebung von Werkstücken durch Verfahren wie
Strangpressen, Schmieden, Walzen oder Ziehen. Mit Aluminium zum Teil bei
Raumtemperaturen möglich. Umformen, die Gestaltänderung fester Körper
unter Einwirkung von Kräften, ist eine Hauptgruppe von
Fertigungsverfahren in der Metallverarbeitung. Metalle sind kristalline
Körper mit bestimmten Gleitebenen, entlang denen sich unter hohem Druck
das Material verschiebt. Verschieben aber bedeutet eine Änderung des
Korngefüges, deren Folgen von der Temperatur währen des Umformens
abhängen:
WeiterlesenUMFORMEN
Formgebung von Werkstücken durch Verfahren wie
Strangpressen, Schmieden, Walzen oder Ziehen. Mit Aluminium zum Teil bei
Raumtemperaturen möglich. Umformen, die Gestaltänderung fester Körper
unter Einwirkung von Kräften, ist eine Hauptgruppe von
Fertigungsverfahren in der Metallverarbeitung. Metalle sind kristalline
Körper mit bestimmten Gleitebenen, entlang denen sich unter hohem Druck
das Material verschiebt. Verschieben aber bedeutet eine Änderung des
Korngefüges, deren Folgen von der Temperatur währen des Umformens
abhängen:
- Durch Kaltumformen bei Raumtemperatur (das
heißt ohne Wärmezufuhr) stauen sich die Versetzungen, so dass die
Festigkeit zunimmt. Durch Weichglühen, eine Wärmebehandlung, wird die
Verfestigung wieder abgebaut. Eine Wärmebehandlung oberhalb der
Rekristallisationstemperatur lässt neue Körper entstehen;
- Warmumformen
erfordert geringere Kräfte, weil die Festigkeit und damit der
Formänderungswiderstand mit steigender Temperatur abnimmt.
Bei
Aluminium und seinen Legierungen ist das Kaltumformen bei
Raumtemperatur gut möglich, weshalb es in der Aluminiumverarbeitung eine
wichtige Verfahrensgruppe bildet. Man unterscheidet zwei Gruppen:
- Zum
Massivumformen, das hohe Drücke verlangt und Knetlegierungen
voraussetzt, gehören Fleißpressen, Prägen, Strangpressen, Schmeiden,
Walzen und Ziehen;Zum Blechumformen aus Bändern und Blechen zählen
Abkanten, Bördeln, Drücken (ohne größere Gestaltveränderung),
Hohlprägen, Rollformen, Tiefziehen und Treiben (mit einem Hammer).
WIRTSCHAFTLICHKEIT
Die Herstellung von Primäraluminium ist ein
energiefordernder Prozess. Betrachtet aus der Lebenszyklusperspektive,
in der alle guten und energiesparenden Eigenschaften des Metalls
zusammenwirken, ändert sich dieses Bild aber erheblich. Der
Energieverbrauch in der Rohstoffphase wird später durch Einsparung,
beispielsweise durch leichtere Produkte mit längerer Lebensdauer und
reduziertem Wartungsbedarf, kompensiert.
Besonders deutlich
zeigen sich die Energiegewinne bei ...
WeiterlesenWIRTSCHAFTLICHKEIT
Die Herstellung von Primäraluminium ist ein
energiefordernder Prozess. Betrachtet aus der Lebenszyklusperspektive,
in der alle guten und energiesparenden Eigenschaften des Metalls
zusammenwirken, ändert sich dieses Bild aber erheblich. Der
Energieverbrauch in der Rohstoffphase wird später durch Einsparung,
beispielsweise durch leichtere Produkte mit längerer Lebensdauer und
reduziertem Wartungsbedarf, kompensiert.
Besonders deutlich
zeigen sich die Energiegewinne bei der Anwendung auf dem
Transportsektor. Leichtere Transportfahrzeuge wie Personenkraftwagen,
Lastwagen, Omnibusse, Züge, Schiffe usw. verbrauchen weniger Treibstoff
und/oder können die Nutzlast erhöhen. Der Werkstoff Aluminium und die
Herstellungstechnik Strangpressen ergeben eine ganz besonders starke
Kombination. Verfahren und Werkstoff ermöglichen die Gestaltung von
Profilen mit integrierten, arbeitssparenden Funktionen, die die Kosten
durch verminderten Bedarf an Nachbearbeitung sowie vereinfachte Montage
senken.