Go to top

Toepassingen van aluminium kneedlegeringen

De unieke combinatie van eigenschappen van aluminium en zijn legeringen maken hen tot veelzijdig, economisch en attractief materiaal voor een breed scala van toepassingen, variërend van zacht verpakkingsfolie tot veeleisende technische toepassingen.

Aluminium folie
 

Aluminium folie is een buitengewoon belangrijke en veel gebruikt kneedproduct, dat gewoonlijk wordt geproduceerd van niet-warmtebehandelbare legeringen. DE gebruikte legeringen omvatten 100, 1145, 1235, 3003, 5052, 5065, 811 en 8079. Tabel 1 geeft een overzicht van de sterktewaarden die hier kunnen worden aangetroffen. De eigenschappen weerspiegelen de invloed van samenstelling, fabricagepraktijk en testprocedures. Aluminium honingraatkernen voor vliegtuigen wordt in het algemeen gemaakt van 3003-H19, 5052-H39, of 5056-H39 folie, maar legering 2024 warmtebehandeld volgens T81 wordt gebruikt als er langdurig gebruik bij verhoogde temperatuur wordt verwacht.

Alclad producten
 

Aluminium producten worden soms aan een of aan beide zijden gecoat met een metallurgisch gebonden, dunne laag zuiver aluminium of gelegeerd aluminium. Als de combinatie kern-deklaag zodanig is gekozen dat de bekleding anodisch is ten opzichte van de kern, dan is er sprake van Alclad. De bekleding van Alclad producten beschermt de kern elektrochemisch op blootliggende randen en krassen. Als het Alclad product in aanraking komt met een corrosieve oplossing, dan vloeit er stroom van de anodische deklaag door de elektrolyt naar de kathodische kern, waarbij de deklaag prefernt in oplossing gaat en aldus de kern beschermt.

De corrosiepotentialen van deklaag en kern legeringen zijn belangrijk bij het kiezen van een deklaag die voldoende anodisch is om de kern te kunnen beschermen. Koper in vaste oplossing in aluminium is minder anodisch naarmate het kopergehalte toeneemt. Als gevolg daarvan is zuiver aluminium anodisch ten opzichte van aluminium-koper-magnesium legeringen in de natuurlijk verouderde toestanden T3x en T4x met een waarde van ongeveer 0,154 V en wordt het gebruikt als deklaag voor de meeste Alclad 2xxx producten. Verhoging van de hoeveelheid zink in vaste oplossing verhoogt de anodische potentiaal van aluminium legeringen, terwijl Mg2Si en mangaan weinig effect sorteren. Legering 7072, Al-1Zn, heeft een hogere anodische potentiaal dan zuiver aluminium en wordt gebruikt als deklaag voor onder andere Alclad 3003, 5052, 6061 en 7075.

De meest gebruikte Alclad producten zijn plaat en dunne  plaat, hoewel ook draad, buis en andere vormen worden geproduceerd. De algemeen geaccepteerde fabricagemethode van dikke en dunne Alclad plaat bestaat uit het walsen van de bekledingsplakken op een kern ingot waarvan het oppervlak is verwijderd zodat er een lasverbinding tot stand komt. Bij de fabricage van Alclad producten dienen temperatuur en tijd van warmtebehandelingen tot een minimum beperkt te blijven, om extensieve diffusie van oplosbare elementen vanuit de kern tegen te gaan. Dit is vooral van belang bij de 2xxx legeringen, omdat diffusie van koper in de deklaag deze minder anodisch maakt. Het is van minder belang bij legeringen die zink en magnesium bevatten, omdat deze elementen de deklaag juist sterker anodisch maken.


Tabel 1. Typische mechanische eigenschappen van gelegeerd aluminiumfolie.

 

Beklede producten


Beklede producten lijken in veel opzichten op Alclad producten, maar ze onderscheiden zich door een bekleding die niet opzettelijk anodisch is ten opzichte van de kern. Beklede producten zijn bedoeld voor speciale toepassingen. Hardsoldeerproducten zijn commerciële voorbeelden van beklede producten waarvan de bekledende legering een aanzienlijk lager smeltpunt heeft dan de kern en die zijn bedoeld voor het vervolgens verbinden van diverse onderdelen tot een geheel. Niet-warmtebehandelbare legering 3003 of de warmtebehandelbare Al-Mg-Si legering 6951 worden vaak gebruikt als kernlegering bij de productie van hardsoldeerplaat en de aluminium-silicium legering 4343 is een bekeleding die dikwijls wordt gebruikt als het laagsmeltend hardsoldeermateriaal voor flux-soldeer toepassingen. De bekleding van hardsoldeerplaat voor het fluxloos vacuüm hardsoldeerproces bestaat uit een aluminium-magnesium-silicium legering, bijvoorbeeld 4004 of zijn modificatie 4104 die ongeveer 0,1% bismut bevat. De kern legering is hetzij 6951 hetzij een niet-warmtebehandelbare legering uit de 3xxx reeks.

Producten voor automobielen


De automobielindustrie gebruikt aluminium voor diverse in- en uitwendige carrosserie onderdelen. Legeringen voor afwerkingsstrips zijn van het aluminium-magnesium type (2xxx reeks). Voor bumpers worden diverse legeringen uit de 7xxx reeks gebruikt. Plaatwerk wordt doorgaans gemaakt van de legeringen 2036, 5182, 6009 en 6010. Voor zowel carrosserieplaat als inwendige onderdelen worden legeringen voor algemene doeleinde gebruikt zoals 3004, 5052, 6061 en 6063.

Legeringen voor vliegtuigen


De noodzaak van licht gewicht van vliegtuigrompen heeft geleid tot de ontwikkeling van aluminium legeringen met zeer hoge sterkte voor gebruik als plaat en extrusies. De legeringen 2024 en 7075 zijn al jaar in jaar uit de werkpaarden in deze industrie. Hogere sterkte eisen zijn gerealiseerd door middel van hoog-zuivere modificatie van de legeringen 2124, 2224, 7175, 7475 en 7050. Daarnaast wordt 2219 gebruikt vanwege goede lasbaarheid en sterkte bij hoge temperatuur en 2419 voor hogere sterkte. De ontwikkeling van aluminium-magbesium-lithium legeringen biedt een potentieel voor hoog-sterke legeringen met lagere dichtheid en hogere elasticiteitsmodulus.

Dunne plaat voor blikjes


De uiteinden van drankblikjes worden gemaakt van legering 5182 en de tabs worden gewoonlijk gemaakt van 5042 of 5082. De blikjes zelf worden gemaakt van 3004 of 3104, dat 1,25% of iets minder mangaan bevat alsmede 1% magnesium. Deze legeringen geven optimale sterkte en vervormbaarheid die nodig zijn voor de fabricage van de blikjes en om de inhoud te bevatten bij de vereiste druk. Legering 5352 wordt gebruikt voor blikjes die worden gebruikt voor de verpakking van vleeswaren, pudding en fruit.

Hoogglans legeringen


Een aantal legeringen worden speciaal vervaardigd voor glansanodiseren. Tweede-fazedeeltjes met afmetingen in de orde van grootte van de golflengtes van zichtbaar licht kunnen worden gebruikt voor het ontwikkelen van variërende tinten en kleuren van geanodiseerde producten. De gangbare glansanodiseer legeringen zijn 1100, 3002, 5252, 5657, 6463, 7016 en 7029. Andere legeringen zoals 3003, kunnen ook van een glansafwerking worden voorzien ook al zijn ze hier niet voor ontworpen. Nagenoeg alle legeringen kunnen langs chemische weg een glansbehandeling krijgen en door middel van heldere organische deklagen worden beschermd

Speciale oppervlaktebehandelingen


Keuze van een legering voor een speciale oppervlaktebehandeling is er doorgaans op gericht om ongewone oppervlaktekarakteristieken te verkrijgen. Een goed voorbeeld hiervan zijn de aluminium-silicium legeringen. Via anodiseren kunnen er tinten worden verkregen die variëren van grijs tot zwart.

Composieten van aluminium met andere metalen


Dit soort composieten is vaak het resultaat van pogingen om de voordelen van aluminium te combineren met die van andere metalen. Bepaalde combinaties van aluminium met zink, alsmede met koper, worden geproduceerd in beperkte hoeveelheden.

De aluminium-zink combinatie is van potentiële waarde bij verbindingsoperaties en de aluminium-koper combinatie heeft overeenkomstige waarde op het gebied van de elektriciteit.
Combinaties van aluminium met ferro-metalen worden in beperkte hoeveelheden geproduceerd via walsprocessen en explosieve verbinding, maar in het algemeen worden aluminium deklagen op ferro-metalen aangebracht door middel van dompelen in gesmolten aluminium. Draad dat is bekleed met aluminiumpoeder via een walsproces wordt in aanzienlijke hoeveelheden verkocht. Een combinatie van aluminium met roestvast staal in de vorm van dunne plaat wordt gebruikt voor kookgerei, waarbij gebruik wordt gemaakt van beider gunstige eigenschappen. Dikkere aluminium-roestvaststaal plaat biedt goede mogelijkheden voor cryogene toepassingen zoals verbindingen tussen aluminium en roestvast stalen onderdelen van tanks en ander apparatuur.

Nieuwsbrief

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief en blijf op de hoogte van alle niet te missen ontwikkelingen in de Aluminium en Roestvast Staal branche.

Velden met een * zijn verplicht