Die Türen und Fenster aus Aluminiumlegierungen, Handyhüllen, Aluminiumdosen und sogar Flugzeugflügel, denen wir jeden Tag begegnen, scheinen alle aus „Aluminium“ zu bestehen, aber in Wirklichkeit sind sie unterschiedlicher Art und haben sehr unterschiedliche Verwendungszwecke. Unter ihnen durchdringt „Knetaluminium“ als „Allrounder“ der Aluminiumfamilie jeden Aspekt der industriellen Produktion und des täglichen Lebens.
Viele Menschen verwechseln „geschmiedetes Aluminium“ mit gewöhnlichen Aluminiummaterialien. Heute klären wir alles: Was genau ist Schmiedealuminium? Und welche gängigen Aluminiummaterialien gibt es in unserer Umgebung?
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Geschmiedetes Aluminium, was genau ist „geschmiedet“?
Kurz gesagt handelt es sich bei Aluminiumknetlegierung (Aluminiumknetlegierung) um eine Aluminiumlegierung, die verschiedenen plastischen Verformungsprozessen unterzogen wurde, um Bleche, Stangen, Profile oder Schmiedeteile herzustellen. Seine Hauptmerkmale sind „Formbarkeit und hohe Festigkeit“ und unterscheiden es von Aluminiumguss, der direkt in Form gegossen wird.
Sein „Geburtsprozess“ gleicht dem „Schmieden von Eisen zu einem nützlichen Gegenstand“: Zunächst werden Aluminiumbarren geschmolzen und zu Knüppeln gegossen. Nach der Homogenisierung werden sie wiederholt durch Walzen, Extrudieren, Ziehen und Schmieden verarbeitet, um schließlich die verschiedenen Formen zu erhalten, die wir benötigen-z. B. beim Walzen dünner Bleche für Getränkedosen, beim Extrudieren von Profilen für Türen und Fenster und beim Schmieden von Schmiedeteilen für Flugzeugteile.
Lassen Sie uns nach alledem die drei Hauptvorteile von bearbeitetem Aluminium vorstellen:
· Leicht: Mit einer geringen Dichte, die nur etwa einem Drittel der Dichte von Stahl entspricht, kann es das Produktgewicht reduzieren und gleichzeitig die strukturelle Festigkeit beibehalten, was es zu einem „Wunderwerk zur Gewichtseinsparung“ in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie macht.
· Einfache Verarbeitung: Dank der hervorragenden Plastizität können durch verschiedene Verformungsprozesse komplexe Formen hergestellt werden. Darüber hinaus kann es Wärmebehandlungen wie Glühen und Abschrecken unterzogen werden, um seine Eigenschaften flexibel anzupassen.
· Mehrere Vorteile kombiniert: Gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit und einige Modelle können nach einer Verstärkungsbehandlung sogar mit der Festigkeit von Stahl mithalten, wodurch sie für verschiedene komplexe Anwendungen geeignet sind.
Hier ist ein entscheidender Punkt, den es zu unterscheiden gilt: Der Hauptunterschied zwischen bearbeitetem Aluminium und Gussaluminium liegt in ihrer „Formungsmethode“-Gussaluminium ist im „flüssigen-Zustand formbar (wie beim Gießen von Zement wird geschmolzenes Aluminium zum Abkühlen und Erstarren in eine Form gegossen) und eignet sich für die Herstellung von Teilen mit komplexen Formen, aber geringen Festigkeitsanforderungen (z. B. Motorblöcke); Knetaluminium ist „festkörperumformend“ und eignet sich für Strukturbauteile, die eine hohe Festigkeit und hohe Plastizität erfordern (z. B. Flugzeugflügel und Autokarosserien).
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Die Familie der Schmiedealuminium ist in zwei Kategorien mit deutlich unterschiedlichen Verwendungszwecken unterteilt
Die Familie der Knetaluminium ist umfangreich und je nachdem, ob sie durch Wärmebehandlung gestärkt werden kann, kann sie in zwei Hauptkategorien unterteilt werden:
1. Geschmiedetes Aluminium, das nicht wärmebehandelt werden kann: Dieses Material ist relativ weich, korrosionsbeständig und wird häufig in alltäglichen Anwendungen verwendet.
Diese Arten von bearbeitetem Aluminium basieren hauptsächlich auf der Verstärkung durch Mischkristalle und der Kaltverformung, um ihre Festigkeit zu erhöhen. Ihre Hauptvorteile sind gute Plastizität und starke Korrosionsbeständigkeit, ihre Festigkeit ist jedoch relativ gering. Sie eignen sich für Produkte, die keine hohe Festigkeit erfordern, aber eine einfache Verarbeitung und Korrosionsbeständigkeit erfordern. Zu den gängigen Typen gehören:
* Aluminium-Mangan-Legierungen: Ein typisches Beispiel ist LF21 (chinesische Kennzeichnung). Sie weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und gute Plastizität auf und werden häufig zur Herstellung von Getränkedosen, Kochutensilien und Dachplatten verwendet. Viele der Aluminiumdosen, die wir trinken, werden aus dieser Art von Aluminium hergestellt.
* Aluminium-Magnesiumlegierungen: Diese haben eine höhere Festigkeit als Aluminium-Manganlegierungen (über 300 MPa) und eine starke Korrosionsbeständigkeit, wodurch sie besonders für Meeresumgebungen geeignet sind. Sie werden häufig in geschweißten Strukturen wie Muldenkipperkarosserien, Öllagertanks, kleinen Schiffsrümpfen und einigen Komponenten in der Architekturdekoration verwendet.
2. Wärme-behandelbares bearbeitetes Aluminium: Hohe Härte.
Diese Arten von Aluminiumknetlegierungen erhöhen ihre Festigkeit hauptsächlich durch Ausscheidungshärtung (Alterungshärtung), was zu Festigkeiten führt, die die ersteren weit übertreffen. Einige Modelle werden in industriellen High-End-Anwendungen eingesetzt. Zu den gängigen Typen gehören:
* **Aluminium-Kupfer/Aluminium-Kupfer-Magnesium (Duraluminium):** Markiert als LY, ein typisches Beispiel ist LY12 (entsprechend der internationalen Legierung 2024). Mit einer Zugfestigkeit von bis zu 470-480 MPa ist es aufgrund seiner hohen Festigkeit eine häufige Wahl in der Luft- und Raumfahrtindustrie, wo es zur Herstellung von Flugzeugrümpfen, Flügeln und anderen Strukturbauteilen verwendet wird. Es wird auch in einigen hochfesten mechanischen Teilen verwendet.
* **Aluminium-Magnesium-Silizium:** Die am häufigsten verwendete Legierung mittlerer{2}}Festigkeit, gekennzeichnet als LD, ein typisches Beispiel ist LD1 (entspricht der internationalen Legierung 6063). Es verfügt über eine gute Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit und lässt sich leicht oberflächenbehandeln (z. B. eloxieren). Es ist ein Grundbestandteil von Bauprofilen und unverzichtbar für Türen, Fenster, Vorhangfassaden und Möbel.
* Aluminium-Zink-Magnesium-Kupferlegierung (super-hartes Aluminium): Mit LC gekennzeichnet, ein typisches Beispiel ist LC9 (entsprechend der internationalen 7075-Legierung). Seine Zugfestigkeit kann 540-570 MPa erreichen, was eine extrem hohe Festigkeit darstellt. Es wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt sowie im Militärbereich eingesetzt, beispielsweise in Flugzeugfahrwerken und hochfesten Strukturbauteilen.
Neben Schmiedealuminium gibt es um uns herum viele andere gängige Aluminiummaterialien mit unterschiedlichen Formen und Verwendungszwecken. Nach einer Online-Recherche haben wir eine Liste mit vier der am häufigsten vorkommenden Aluminiummaterialien zusammengestellt. Werfen wir einen Blick darauf.
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Nicht nur bearbeitetes Aluminium! Auch im täglichen Leben kommen diese Aluminiumwerkstoffe häufig vor
1. Reines Aluminium: Die einfachste Art von Aluminium, weich, aber nützlich.
Hohe Reinheit (normalerweise über 99 %), ausgezeichnete elektrische und thermische Leitfähigkeit, aber geringe Festigkeit. Gute Plastizität, wird hauptsächlich bei der Herstellung von Drähten, Kabeln und Isoliermaterialien sowie häufig verwendeter Aluminiumfolie (Lebensmittelverpackungen, Küchenfolie) verwendet. Ein Teil des reinen Aluminiums wird auch für einfache Dinge des täglichen Bedarfs verwendet.
2. Aluminiumguss: Geeignet für komplexe Formen, hohe Kosteneffizienz.
Das zuvor erwähnte „flüssig-geformte“ Aluminiummaterial hat einen hohen Siliziumgehalt (7 % bis 25 %), eine gute Fließfähigkeit und kann leicht in komplexe Formen geformt werden, wie z. B. Automotorblöcke, Getriebegehäuse, Radnabenrohlinge und einige kleine mechanische Teile. Seine geringen Kosten und die hohe Umformgeschwindigkeit machen es zu einer kostengünstigen Wahl im industriellen Bereich.
3. Aluminiumprofile: Die erste Wahl für Türen, Fenster und Vorhangfassaden; eine Notwendigkeit.
Sie gehören größtenteils zur Aluminium-Magnesium-Siliziumlegierung (6063-Legierung) in bearbeitetem Aluminium und werden durch Strangpressen mit verschiedenen Querschnittsformen (Flach-, Kanal- und Rundrohre usw.) hergestellt. Sie werden häufig für den Bau von Türen und Fenstern, Vorhangfassaden, Geländern sowie für Stützen und Rahmen für Industrieanlagen und sogar für dekorative Komponenten für Möbel und Haushaltsgeräte verwendet. Die in unseren Häusern häufig vorkommenden Türen und Fenster aus Aluminiumlegierung sind die typischsten Aluminiumprofile.
4. Aluminiumbleche/-folien: In jedem Haushalt zu finden; weit verbreitet.
Aluminiumbleche werden aus geschmiedetem Aluminium gewalzt. Unterschiedliche Dicken haben unterschiedliche Verwendungszwecke; Dünne Aluminiumbleche werden für Autokarosserien und Gebäudedächer verwendet, während dickere Bleche für Druckbehälter verwendet werden. Aluminiumfolie ist ein ultra-dünnes kalt-gewalztes Aluminiumprodukt mit guter Abdichtung und Korrosionsbeständigkeit. Neben Lebensmittelverpackungen wird es auch in pharmazeutischen Verpackungen und Abschirmmaterialien für elektronische Produkte verwendet, beispielsweise in Aluminiumfolienverpackungen für Pillen und in Abschirmfolien für Mobiltelefone.
Knetaluminium ist keine „einzelne Aluminiumart“, sondern ein allgemeiner Begriff für „bearbeitbare Aluminiumlegierungen“. Mit seiner hohen Festigkeit, seinem geringen Gewicht und seiner einfachen Verarbeitung unterstützt es einen erheblichen Teil der Industrie in der Luft- und Raumfahrt-, Bau- und Automobilbranche. Mittlerweile spielen auch Reinaluminium, Gussaluminium und Aluminiumprofile in verschiedenen Anwendungen ihre jeweilige Rolle.
Wenn Sie das nächste Mal Produkte aus Aluminiumlegierung sehen, versuchen Sie zu unterscheiden, ob es sich um ein geschmiedetes Aluminiumprofil oder ein Aluminiumgussteil handelt. Nach der Lektüre können auch Sie zum „Aluminium-Experten“ werden.
