Gids voor specificaties en classificaties van aluminium

Aluminium, het lichte maar robuuste metaal, komt uit bauxieterts en ondergaat een ingewikkeld tweefasig raffinageproces:

De reis begint met het omzetten van bauxiet in alumina (Al₂O₃) met behulp van natriumhydroxide onder hoge druk en temperatuur. Vervolgens leveren filtratie, precipitatie en calcineren alumina met een hoge zuiverheid op.

Alumina ondergaat elektrolyse in gesmolten cryoliet (Na₃AlF₆), waarbij het ontleedt in aluminium en zuurstof. Het gesmolten aluminium verzamelt zich aan de basis van de elektrolytische cel voor periodieke extractie.

De jaarlijkse wereldwijde vraag naar aluminium bereikt ongeveer 29 miljoen metrische ton, waarvan 22 miljoen uit primaire productie en 7 miljoen uit recycling. Opmerkelijk is dat gerecycled aluminium slechts 5% van de energie nodig heeft die nodig is voor primaire productie (14.000 kWh per ton) en toch dezelfde kwaliteitsnormen handhaaft.

Gekenmerkt door zachtheid, vervormbaarheid, corrosiebestendigheid en uitstekende geleidbaarheid, is puur aluminium geschikt voor de productie van folie en kabels. De lage sterkte vereist echter legering voor veeleisende toepassingen.

Door verschillende elementen te verwerken, bereiken aluminiumlegeringen superieure sterkte-gewichtsverhoudingen die staal overtreffen. Deze aanpasbare materialen domineren de lucht- en ruimtevaart-, auto-, bouw- en verpakkingsindustrie.

• Koper (Cu): Verbetert de sterkte in legeringen uit de 2XXX-serie
• Zink (Zn): Creëert ultra-sterke 7XXX-serie in combinatie met magnesium
• Magnesium (Mg): Verbetert de corrosiebestendigheid in de 5XXX-serie
• Silicium (Si): Optimaliseert de gieteigenschappen in de 4XXX-serie
• Mangaan (Mn): Versterkt legeringen uit de 3XXX-serie
• Lithium (Li): Vermindert de dichtheid in de lucht- en ruimtevaartkwaliteit 8XXX-serie

Het eerste cijfer geeft de belangrijkste legeringselementen aan (bijv. 1XXX voor puur aluminium). De volgende cijfers specificeren wijzigingen en zuiverheidsniveaus.

Vergelijkbaar met kneedbare legeringen, maar met extra cijfers die gietmethoden aangeven.

1. Lichtgewicht (1/3 dichtheid van staal)
2. Hoge sterkte (tot 690 MPa)
3. Superieure corrosiebestendigheid
4. Verbeterde prestaties bij lage temperaturen
5. Uitstekende thermische/elektrische geleidbaarheid
6. Volledige recyclebaarheid zonder kwaliteitsverlies

Belangrijkste thermische processen zijn onder meer:

• Homogenisatiegloeien
• Oplossingsbehandeling
• Precipitatieharding

Temper-aanduidingen (F, O, T, W, H) geven specifieke behandelingsomstandigheden aan.

Legeringen uit de 3XXX-, 4XXX- en 5XXX-serie bereiken sterkte door koud bewerken in plaats van thermische verwerking.

De Europese EN-normen vervangen nu de Britse BS1470, waarbij de chemische specificaties worden gehandhaafd en de documentatie van mechanische eigenschappen en de maattoleranties worden verbeterd.