Aluminiumsorten, Klassifizierung und Bezeichnung
Mittwoch, 9. Oktober 2024
Aluminium wurde erst vor 150 Jahren entdeckt, wird jedoch in großem Umfang für industrielle, militärische und private Zwecke verwendet. Legierungen auf Aluminiumbasis werden zur Herstellung von Leichtbaukonstruktionen, als Stromleiter, für Lebensmittelverpackungen und als Veredelungsmaterial verwendet. Werfen wir einen Blick darauf, wie Aluminium hergestellt wird und wie man seine Bezeichnungen entschlüsselt.
Aufgrund seiner hohen Affinität zu Sauerstoff ist die Reduktion von Kohlenstoff im Falle von Aluminium unmöglich. Daher wird bei der Herstellung von Aluminium ein Verfahren angewandt, das aus den folgenden Schritten besteht:
- Raffination aus Bauxit: Aluminiumoxid wird zerkleinert, getrocknet und eingedampft, um Verunreinigungen zu entfernen.
- Auflösen von Al₂O₃-Oxid in geschmolzenem Na₃AIF₆-Kryolith bei 950 C⁰.
- Elektrolyse der Legierung, bei der die Bindung mit Sauerstoff gebrochen wird.
Um Aluminium zusätzliche Eigenschaften zu verleihen, wird die Legierung mit Titan, Zink, Mangan, Chrom, Nickel und anderen Elementen kombiniert. Je nach dem Gehalt an reinem Metall, Verunreinigungen und Legierungselementen werden verschiedene Aluminiumsorten definiert. Die Tabelle der Aluminiumlegierungen wiederum ist international und universell.
Die Tabelle der Aluminiumlegierungen und der Reinheitsindex definieren die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Legierung und geben die Verwendung des Metalls in bestimmten Branchen an. Wie unterscheidet man nun die Aluminiumsorten? Die Tabelle nach Reinheitsgrad sieht wie folgt aus:
- Spezial: 99,999% - Bezeichnung A999. Für die Halbleiterproduktion und für Laborarbeiten.
- Hoher Aluminiumgehalt: 99,95 -99,995% - A95, A97, A99, A995. Herstellung von Teilen für Funk- und Elektrogeräte.
- Technisch: 99-99,85% - A0, A5, A6, A7, A8, A85. Für Drähte, Dichtungen und Legierungsvorbereitung.
Die moderne internationale Klassifikation der verformbaren Aluminiumlegierungen wurde 1954 eingeführt, nach der jeder Legierung eine vierstellige "Nummer" zugewiesen wird.
Wie klassifiziert man also Aluminiumsorten? Die Eigenschaften des Metalls sind hier das Schlüsselelement der Einteilung. Aluminiumsorten werden wie folgt eingeteilt.
- Die erste Ziffer bezeichnet das Hauptlegierungselement, das eine Reihe (Gruppe) von Legierungen mit ähnlichen Eigenschaften bildet.
- Die letzten beiden Ziffern sind der nächsten Ziffer in dieser Legierungsreihe zugeordnet.
- Die zweite Ziffer gibt die Modifikation der Legierung an. Beispiel: Alloy 6463 Alloy modification ist 6063 mit etwas strengeren Beschränkungen für den Gehalt an bestimmten Legierungselementen und Verunreinigungen, wie Eisen, Mangan und Chrom, um eine bessere Endoberfläche zu erzielen, beispielsweise beim Eloxieren.
- Die internationale Norm ISO 209-1 und die europäische Norm EN 573 enthalten ebenfalls eine zusätzliche "chemische" Bezeichnung.
Dies ist die Bezeichnung für technische Aluminiumsorten. Aufgrund ihrer Eigenschaften werden diese Legierungen hauptsächlich für die Herstellung von chemischen Geräten und elektrischen Leitern verwendet. Diese Reihe bezeichnet Legierungen mit einem Aluminiumgehalt von mindestens 99 %. Die Bezeichnungen richten sich nach dem Reinheitsgrad des Aluminiums und der Art der Verunreinigungen, von denen Eisen und Silizium die wichtigsten sind.
Die Tabelle der Aluminiumlegierungen enthält auch Aluminiumsorten mit Kupferbeimischungen. Das wichtigste Legierungselement in dieser Reihe ist Kupfer. Diese Legierung hat eine hohe Festigkeit, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit. Diese Legierungen gehörten zu den ersten Aluminium-Duraluminium-Legierungen und erhielten ihren Namen. Die Legierung 2024 ist wahrscheinlich die bekannteste und am meisten verwendete Legierung in der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Mangan ist das wichtigste Legierungselement der 3xxx-Reihe und erhöht die Festigkeit von Aluminium um etwa 20 %. Die Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit dieser Legierungen ist sehr hoch. Die beliebteste Legierung dieser Serie - 3003 - wird häufig in der Bauindustrie, für Geräte, Dächer und Fassaden verwendet.
Dies ist eine eher exotische Legierungsserie mit Silizium als Hauptlegierungselement. Kupfer, Magnesium und Beryllium können als zusätzliche Legierungselemente vorkommen. Der Siliziumgehalt kann bis zu 13,5 % betragen, um den Schmelzpunkt zu senken und die Leistung zu verbessern. Dies ist sehr wichtig, da die meisten dieser Legierungen zur Herstellung von Draht und Stangen zum Schweißen und Löten verwendet werden.
In den Legierungen der Serie 5xxx ist Magnesium der wichtigste Legierungsbestandteil. Das Ergebnis sind feste, korrosionsbeständige und gut schweißbare Aluminiumlegierungen. Diese Legierungen werden für die Herstellung von Schiffsrümpfen und anderen Schiffsausrüstungen, Draht und geschweißten Tanks verwendet.
Die Legierungen dieser Serie enthalten Magnesium und Silizium in Anteilen von 0,2 bis 1,8 % und bilden Magnesiumsilizid, Mg 2 Si. Diese Legierungen weisen ein gutes Gleichgewicht zwischen Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit auf.
Das Hauptlegierungselement dieser Legierungsreihe ist Zink. Die 7xxx-Reihe umfasst zwei Legierungstypen:
- Al - Zn - M g-Legierungen, z. B. Legierung 7005.
- Al - Zn - Mg - Cu-Legierungen, z. B. Legierung 7075.
Diese Reihe umfasst neu entwickelte Legierungen, deren Hauptlegierungselemente sich von denen der anderen Reihen unterscheiden oder aus anderen Gründen nicht in die "traditionellen" Reihen aufgenommen werden können.
