Aluminium
Hva er aluminium?
Aluminium er et av de mest tallrike metallene på jorden. Faktisk utgjør den 8 % av den totale vekten av jordskorpen. Derfor er det et av de mest brukte materialene i industrien – til tross for at det bare er 200 år siden H. C. Ørsted oppdaget og isolerte aluminium.
Aluminiumlegeringer
Rent aluminium er legert med små mengder andre metaller for å utvikle visse egenskaper – for eksempel i forhold til bearbeiding/maskinering.
Disse legeringene er delt inn i henhold til EN 573-3 i 8 serier, og navnene på legeringene varierer fra 1xxx til 8xxx. Det vil si at legering 6082 tilhører 6xxx-serien og 5005 til 5xxx-serien.
Oversikt over grupper av aluminiumslegeringer
|
Navn |
Legeringselementer |
Egenskaper |
Brukes vanligvis til: |
|
1xxx |
Min. 99 % aluminium |
+ Høy korrosjonsbestandighet, god ledningsevne, formbar - Lav styrke |
- Tinnfolie, aluminiumsbrett - Fasadeplater - Elektronikk |
|
2xxx |
Kobber |
+ Høy styrke, god til maskinering. - Lav korrosjonsbestandighet, ikke egnet til dekorativ anodisering |
- Gjenger og bolter - Luft- og romfartsutstyr - Militære kjøretøy |
|
3xxx |
Mangan |
+ Meget formbar, egnet for anodisering, sveising og lodding - Lav styrke |
- Øl- og brusbokser - Emballasje - Klimaanlegg, varme- og kjøleutstyr |
|
4xxx |
Silisium |
+ Egnet for sveising og lodding - Ikke formbar, lav styrke |
- Øl- og brusbokser - Emballasje - Klimaanlegg, varme- og kjøleutstyr |
|
5xxx |
Magnesium |
+ Formbar, kan ha høy korrosjonsbestandighet - Middels styrke |
- Fasader - Stillas - Bilindustrien |
|
6xxx |
Silicium og magnesium |
+ Sveisbar, høy korrosjonsbestandighet, egnet for dekorativ anodisering - Lav formbarhet |
- Profiler til dører, vinduer, transportkjøretøy og mye mer - Offshore |
|
7xxx |
Sink, sekundært magnesium og kobber |
+ Høy styrke, velegnet for maskinering - Risiko for korrosjon
|
- Fly - Militært- og romfartsutstyr - Skiutstyr |
|
8xxx |
Her finner du legeringer som ikke passer inn i de syv første kategoriene. Derfor kan det ikke sies noe generelt om 8xxx-serien. |
||
Hva bruker man aluminium til?
Aluminium brukes i nesten alle bransjer, for eksempel til vinduer, kledning og byggematerialer.
Du finner mange fasader kledd med aluminium, for eksempel i form av sandwichpaneler som STAC BOND.
Når aluminium skal være synlig, for eksempel på en fasade eller som kledning for elektronikk, vil man typisk enten anodisere eller lakkere aluminium i en annen farge enn den karakteristiske sølvfargen.
For eksempel lakkeres aluminiumprofiler på tre-/aluminiumsvinduer, noe som kombinerer korrosjonsbestandigheten til aluminium på utsiden med treets flotte utseende på innsiden av huset. Ved å male tre og metall i samme farge får vinduet et enhetlig utseende til tross for de to svært forskjellige materialene.
Aluminiumsprofiler er mye brukt i alle deler av industrien. De er lette, og aluminium kan ekstruderes til mange forskjellige former. Dette gjør aluminium ideelt for lette, men likevel sterke konstruksjoner.
Her kan du se eksempler på hva kundene våre bruker aluminium til.
Kan man sveise aluminium?
Du kan enkelt sveise aluminium. Men først må du komme deg forbi oksidlaget, som har et smeltepunkt på 2060 grader Celsius. Det finnes ulike metoder for dette, blant annet TIG- og MIG-sveising.
Fordi aluminium er en svært god varmeleder, bør du være oppmerksom på at den varmepåvirkede sonen (HAZ, Heat Affected Zone) er stor. Det betyr at varmen sprer seg langt inn i metallet fra sveisesømmen.
Les mye mer om sveising i aluminium under Maskinering.
|
Fysiske egenskaper - aluminium |
|
|
Tetthet |
2.7 g/cm3 |
|
Smeltepunkt |
660 °C |
|
Termisk ledningsevne |
215 W/m*K |
|
Elektrisk strømføringsevne |
59.5 %IACS |
|
Termisk ekspansjonskoeffisient |
23.5 µm/m*K |
Se de mekaniske egenskapene og den kjemiske sammensetningen til de enkelte aluminiumslegeringene her.
Aluminium er et lett, men sterkt materiale. Sammenlignet med rustfritt stål kan samme styrke oppnås med en betydelig lavere vekt. Aluminium kjennetegnes ved å ha høy varmeledningsevne og elektrisk ledningsevne, og så har det et naturlig oksidlag som er en god beskyttelse mot korrosjon.
Fordelen med aluminium er at det har noen av de samme egenskapene som kobber (ledningsevne) og rustfritt stål (korrosjonsbestandighet), men med svært lav vekt. I tillegg kan aluminium ekstruderes som profiler.
Termisk ekspansjon
Aluminium utvider seg og trekker seg sammen avhengig av temperaturen.
I miljøer med store temperaturvariasjoner, som for eksempel utendørs i Nord-Europa, er det viktig å ta hensyn til termisk ekspansjon.
Du beregner utvidelsen ved hjelp av den termiske utvidelseskoeffisienten, som for ren aluminium er 23,5 µm/m*K.
Et eksempel:
En plate av legering 5754 (varmeutvidelseskoeffisient: 23,7 µm/m*K) monteres på en fasade.
Ved -20 °C måles platen på 1000 mm
Ved +30 °C, dvs. 50 grader varmere, er varmeutvidelsen
23,7 µm/(m*K)*1 m*50 K=1185 µm=1,19 mm
Platen er derfor 1001,19 mm ved +30 °C.
Ekspansjonen skjer i alle retninger. Dette betyr at du må beregne ekspansjonen for høyden, tykkelsen og bredden på delen.
Valseretning
På en valset plate kan du se strukturlinjer i overflaten fra da platen ble valset til riktig tykkelse.
Avhengig av hva platen skal brukes til, kan det være nødvendig å ta hensyn til valseretningen, ettersom denne er synlig på den ferdige platen. Det kan også være spenninger i platen som blir en viktig faktor avhengig av hvordan den er kuttet.
For å skape et ensartet utseende er det derfor viktig at ulike plater eller detaljer monteres slik at strukturlinjene går i samme retning.
Hvis platen skal bøyes, kan valseretningen påvirke bøyeegenskapene.
Når du bestiller saget metallplate, må du noen ganger spesifisere valseretningen. Dette sikrer at den ferdige platen har de riktige egenskapene. I dette eksempelet vil platen ha en valseretning på 300 mm:
Korrosjon av aluminium
Aluminium kan brukes i mange forskjellige miljøer uten å korrodere. Dette er en av grunnene til at aluminium har blitt så utbredt.
Men som med alle andre metaller er det viktig at du velger riktig legering for miljøet rundt. Derfor må du vite hvilken korrosjonsklasse du jobber med.
Oksidlag
Hemmeligheten bak aluminiums gode korrosjonsbestandighet er oksidlaget som aluminium danner når det kommer i kontakt med oksygen fra luften.
Ettersom oksidlaget blir tykkere, blir det vanskeligere for råaluminiumet å komme i kontakt med oksygenet i luften. Derved blir metallet mer og mer beskyttet mot miljøpåvirkninger.
Når du anodiserer aluminium, provoserer du metallet til å danne et ekstra tykt oksidlag. Derfor kan anodisering ha både et praktisk og et dekorativt formål.
Den optimale pH-verdien for oksidlaget er i området 4-9. Syrer og baser utenfor dette området bryter ned oksidlaget. Det er derfor svært viktig at aluminiumsprodukter, som fasader, rengjøres i henhold til anvisningene.
Kan aluminium ruste?
Aluminium kan ikke ruste - det er det bare jern som kan.
Men aluminium kan korrodere hvis den valgte legeringen ikke er egnet for miljøet. For eksempel hvis du har valgt en 2xxx-legering til bruk i et offshoremiljø.
Korrosjon kan også oppstå hvis du setter aluminium sammen med et annet metall som ligger høyere i spenningsområdet uten en offeranode.
Klassifisering av brann
Aluminium er klassifisert i klasse A1*. Dette gjelder imidlertid ikke hvis produktet er i pulverform eller spon.
Klasse A1 er definert som «ingen bidrag til brann». Det betyr at materialer i klasse A1 ikke trenger å testes uavhengig for reaksjon på brann - de er definert som ikke-brennbare.
Standarden for brannklassifisering (EN 13501-1:2007+A1:2009) aksepterer klasse A1-materialer uten ytterligere testing for reaksjon på brann:
”Class A1 and A1L products will not contribute in any stage of the fire including the fully developed fire. For that reason they are assumed to be capable of satisfying automatically all requirements of all lower classes.” (s. 44)
*96/603/EC, oppdatert med 2000/605/EC
Rengjøring av aluminium
Det er viktig å holde aluminium ganske rent for å unngå korrosjon og misfarging. Dette gjelder også selv om metallet er eloksert eller lakkert.
I likhet med det naturlige oksidlaget klarer en anodisert overflate seg best med pH-verdier mellom 4 og 9. Sterkere syrer og baser bryter ned laget og gir et godt grunnlag for korrosjon.
Rengjøringsmidler
Det beste rengjøringsmiddelet er rent vann, eventuelt med et såpeprodukt med en pH-verdi mellom 6 og 8. Det er viktig at rengjøringsmidlene ikke inneholder klor. Etter rengjøring må overflaten skylles med rent vann.
Svært skitne overflater kan rengjøres med vanlige løsemidler som alkohol, aceton, bensin, tynner, parafin og terpentin.
Metoder for rengjøring av aluminium
Aluminium er godt egnet for tørre eller skiftende miljøer hvor materialet ikke er vått over lengre perioder. Regelmessige nedbør bidrar til å holde overflaten naturlig ren slik at smuss og fuktighet ikke samler seg.
Hvis du skal rengjøre aluminium kan du bruke denne listen som utgangspunkt. Listen er rangert fra den mildeste metoden (vann) til den mest aggressive (slipemidler):
- Rent vann.
- Mild såpe/rengjøringsmiddel.
- Oppløsningsmidler, f.eks. parafin, terpentin eller white spirit.
- Ikke-etsende kjemiske rengjøringsmidler.
- Polering med voks (kan skade oksidlaget midlertidig).
- Sliping med voks (kan skade oksidlaget midlertidig).
- Slipende rengjøringsmiddel (kan skade oksidlaget midlertidig).
Resikulering av aluminium
Når aluminium resirkuleres, krever det kun omtrent 5 % av energien som kreves for å produsere nytt aluminium (også kalt primærproduksjon). Resirkulert aluminium har derfor et svært lavt CO2-avtrykk sammenlignet med nyprodusert aluminium.
Hos Alumeco selger vi resirkulert aluminium under RecycAl-paraplyen. Vi selger også GreenAl, som er aluminium produsert ved bruk av fornybar energi.