Alumiinium

Alumiinium on hõbevalge mittemagnetiline metall. See on kerge, selle tihedus on kolmandik terase omast ja puhtas vormis on see üsna pehme. Lisanditega saab tugevust märgatavalt tõsta. Kuna alumiiniumi on kerge, kasutatakse seda sageli valdkondades, kus on oluline vähendada kaalu, nt lennukites, autodes, laevades, pakendites jne. Alumiinium on hea soojus- ja elektrijuht. Seda metalli on lihtne vormida painutamise, stantsimise ja valamise teel.  Alumiiniumil on hea korrosioonikindlus vee ja mitmete kemikaalide suhtes, seda tänu kaitsvale alumiiniumoksiidi kihile, mis tekib kontaktis õhuga.

Alumiiniumi saab anodeerida. Anodeerimine on elektrolüütiline protsess, mis muudab loomuliku oksiidipinna paksemaks. Anodeeritud alumiinium läigib ja seda on hea kasutada näiteks majade fassaadide, siltide ja selliste lõpptoodete juures, mida peab olema lihtne puhastada. Anodeeritud kihi paksus sõltub kasutuseesmärgist, aga see on üsna kõva, peaaegu sama kõva nagu teemant. Anodeeritud alumiiniumi ei saa keevitada.

Alumiiniumisulamite klassifikatsioon

Töödeldud sulamid klassifitseeritakse neljakohalise süsteemi järgi, mida nimetatakse EN standardiks ja mis sai alguse USA-st, kuid mida nüüd kasutatakse kogu maailmas.
Loe lisaks

Töödeldud sulamid klassifitseeritakse neljakohalise süsteemi järgi, mida nimetatakse EN standardiks.

  • 1000-seeria on peamiselt puhas alumiinium minimaalse alumiiniumisisaldusega 99%. Seda saab kõvastada külmtöötlemise teel.
  • 2000-seeria sisaldab vaske ja neid tooteid saab kõvastada nn vanandamiskõvastamise teel, saavutades terasele sarnase kulumiskindluse. Varem nimetati seda ka duralumiiniumiks. 3000-seeria sisaldab mangaani ja seda saab kõvastada külmtöötlemise teel.
  • 4000-seeria sisaldab räni. Räni-alumiiniumisulamitel on hea voolavus ja neid kasutatakse sageli alumiiniumi valuvormides ja survevalus.
  • 5000-seeria sisaldab magneesiumi.
  • 6000-seeria sisaldab magneesiumi ja räni. Seda on lihtne masintöödelda, seda saab keevitada ja selle tugevust saab tõsta vanandamiskõvastamise teel, kuid ei ole võimalik saavutada 2000 ja 7000 seeria tugevusastet. 
  • Seeria 7000 on tsingisulamid, sageli koos magneesiumiga. Neid saab tugevdada vanandamiskõvastamise teel, võimaldades saavutada kõige tugevamaid alumiiniumisulameid (tõmbetugevus kuni 700 N/mm2)
  • 8000-seeriasse kuuluvad sulamid teiste elementidega, mis ei kuulu muudesse seeriatesse.  

Alumiiniumisulamite kõvadusastmed

Alumiiniumisulamid võib jagada kahte põhirühma, lähtuvalt nende mehaanilistest omadustest ja eeskätt kulumiskindlusest. Esimene rühm koosneb sulamitest, mida ei saa kuumtöödelda ja millele saab kulumiskindlust lisada vaid külmtöötlemise teel; selle materjali margitähis on H. Teine rühm koosneb kuumtöödeldavatest sulamitest, mille kõvastamiseks kasutatakse nn vanandamiskõvastamist; selle materjali kõvastusastme tähis on T.

Loe lisaks

Mitte-kuumtöödeldavad sulamid (H)

Esimene number pärast H tähte näitab põhiomaduste spetsiifilist kombinatsiooni:

  • Külmkarastatud (H1X): hõlmab töötlust, mis suurendab alumiiniumi tugevust ja vähendab painduvust.
  • Külmkarastatud ja osaliselt lõõmutatud (H2X): pärast külmtöötlust lõõmutatakse materjali kuumutamise teel, mis vähendab veidi tugevust, kuid suurendab painduvust.
  • Külmtöödeldud ja stabiliseeritud (H3X): stabiliseerimine hõlmab kuumtöötlust madalal temperatuuril, mis stabiliseerib mehaanilisi omadusi neil sulamitel, mis muidu toatemperatuuril aeglaselt pehmeneksid, näiteks 5000-seeria. See töötlus parandab tavaliselt painutatavust ja eemaldab jääkpinged.
  • Külmtöödeldud ja lõõmutatud, lõpuks lakitud või värvitud (H4X).

Teine number (1–9) pärast H-tähte näitab külmtöötluse astet. Mida suurem number, seda suuremahulisem külmtöötlus ja suurem tugevus. Näiteks H14 tähistab pooltugevat materjali, mida on külmtöödeldud, näiteks läbi külmvaltsimise, ja ei ole lõõmutatud. H24 tähistab materjali, mida on täielikult külmtöödeldud ja osaliselt lõõmutatud.


Termiliselt töödeldud sulamid (T)

Alumiiniumisulamite termiline töötlemine toimub kahes etapis, leotuslõõmutamist kasutatakse sageli koos teise protsessiga, näiteks kuumutamine enne ekstrudeerimist, millele järgneb kiire jahutamine ja seejärel vanandamine. Esimene number pärast T-tähte näitab vanandamisprotsessi.

Loomulik vanandamine (T1, T2, T3, T4): tähendab vanandamist, mis toimub spontaanselt tavatemperatuuril, kuni sulam stabiliseerub ja kõvadus ja tugevus enam ei muutu.

Kunstlik vanandamine (T5, T6, T9): saavutatakse kuumtöötlemise teel kõrgel temperatuuril ettenähtud aja jooksul kuni stabiilsuse saavutamiseni. Näiteks T6 tähendab leotuslõõmutamist ja kunstlikku vanandamist. 

Suurem osa lehttooteid on esmalt kuumvaltsitud, kui neid ei ole valatud paksusesse, mida on võimalik kohe külmvaltsida. Külmvaltsimine parandab paksuse tolerantse, kuid selle tootmises kasutamine sõltub lõplikust paksusest, soovitud mehaanilistest omadustest ja töödeldavast sulamist. Alumiiniumist rullid ja lehed on tavaliselt lihtsalt painutatavad, puuritavad, saetavad ja vormitavad kas stantsimise või venitamise teel. Sulami valimine on tähtis juhul, kui lahendus nõuab alumiiniumi keevitamist.

Alumiiniumist rulle ja lehti kasutatakse tootmises, transpordis, sõidukites, ehitusel ja laevaehituses, samuti elektrilahendustes. Lai sulamite valik annab suure paindlikkuse omaduste suhtes ning hõlmab laia kasutusvaldkonda.

Mustriga plaate toodetakse mitmesugustes mustrites, mis on valtsimisprotsessi viimane etapp. Siltide tegemiseks kasutatakse sageli lakitud plaati. 

Alumiiniumtorusid valmistatakse tavaliselt valamise teel. Torude kõige levinumad sulamid on 6060/6063 õhukeseseinaliste ja väikese läbimõõduga torude ning 6082 suuremate ja jämedamate torude puhul. Alumiiniumtorusid on lihtne töödelda lõikamise, puurimise ja masintöötluse teel. Õigete seadmetega on neid lihtne painutada. Anodeeritud alumiiniumtorud pole üksnes dekoratiivsed, vaid vähendavad ka torude nakkumist teleskooppikendamisel.

Alumiiniumtorusid kasutatakse sageli mitmesugustes soojusvahetites. Siinkohal on väga oluline muidugi alumiiniumi kõrge soojusjuhtivus.

 

Ekstrudeerimine võimaldab alumiiniumist toota nii lihtsaid ja sümmeetrilise ristlõikega tooteid nagu nurgad ning T- ja U-profiilid, aga ka keerukaid ja muutuva vormiga tooteid. See on kulutõhus lähenemine, sest võimaldab jõuda lõppvormile lähemale ilma vaheetappideta. Profiilide kõige levinumad sulamid on 6060/6063 õhukeseseinaliste ja väikese läbimõõduga toodete puhul ning 6082 suuremate toodete puhul. Alumiiniumprofiile saab kasutada mitmesugustes valdkondades – sõidukid, ehitus, elektroonika, koduelektroonika, mööbel jpm.

Ümara, ruudu- või ristkülikukujulise ristlõikega alumiiniumlatid valmistatakse kas ekstrudeerimise või valtsimise teel. Alumiiniumlatte kasutatakse sageli masinaehituskomponentidena ning seetõttu on saadaval suur sulamite valik erinevate mehaaniliste omadustega. Masinaosade valmistamisel peab sulami valimisel arvestama töödeldavusega. Tüüpilisteks kasutusvaldkondadeks on hüdraulika ja pneumaatika, sõidukid ja transport, laevaehitus ja tootmine.

Anodeerimine on kasulik masinaosade puhul, mis peavad olema vastupidavad, samuti hoiab see ära komponentide nakkumise kokkupuutel üksteise või teiste metallidega.

Tibnori muud tooted