Aliuminis yra šviesiai pilkas metalas, priklausantis pagrindinių metalų grupei ir trečias pagal gausumą elementas žemėje. Jis natūraliai atsiranda įvairiuose mineraluose, o pagrindinis jo šaltinis yra boksitas - iš kurio gaminamas aliuminio oksidas, iš kurio vėliau gaminamas pats metalas.
Grynas aliuminis yra ganėtinai minkšta ir itin lengva medžiaga (aliuminio tankis ~3 kartus mažesnis nei plieno). Profiliams gaminti dažnai naudojami 6060 grupės aliuminio lydiniai - lengvai apdirbama, virinama ar grūdinama medžiaga, kuri po apdorojimo leidžia kurti itin atsparias atmosferos poveikiui konstrukcijas. Aliuminio profiliai gali būti dažomi pagal RAL spalvininką, taip pat nudažomi medžio imitacijos spalvomis arba anoduojami.
Anodavimas ir paviršiaus apdaila
Anodavimas suteikia gražią išvaizdą, prailgina tarnavimo laiką, padidina metalo tvarumą ir suteikia atsparumo išoriniam poveikiui. Anodavimas gali būti bespalvis arba spalvotas. Bespalvį anodavimą sieros rūgšties tirpaluose dar vadinama sidabriniu arba natūraliu anodavimu, o spalvotai dangai gaunama naudojant organinius arba neorganinius pigmentus.
Anoduotas paviršius priklauso nuo apšvietimo ir kitų veiksnių, jo spalva gali kisti, o kartu su mažu aliuminio svoriu jis atrodo prabangiai.
Aliuminio savybės ir jų praktinis poveikis
- Mažas svoris:Aliuminis yra maždaug trečdaliu lengvesnis už plieną (tankis ~2,7 g/cm³), todėl mažina gaminių svorį ir energijos sąnaudas transportui.
- Atsparumas korozijai: Natūralus plonas Al2O3 sluoksnis apsaugo nuo korozijos; lydiniai dažnai dar sustiprinami paviršiaus apdorojimais, nors grynas aliuminis korozijai atsparus labiau, o jūriniai lydiniai gali būti jautresni uždarose aplinkose.
- Geros šilumos ir elektros laidumo savybės: Puikus laidininkas kurį naudoja kabeliai, elektronikai ir šilumos išsklaidai.
- Lengvas apdirbimas: Lengva formuoti, pjaustyti, suvirinti ir kitaip apdoroti.
- Ekologiškumas: Perdirbimas yra efektyvus - 100% perdirbamas, o perdirbtas aliuminis identiškas pradiniam produktui; turi didelę tvarumo naudą.
Aliuminio lydiniai gali būti pritaikyti skirtingoms mechaninėms savybėms keisti: Al-Mg-Mn lydiniai formavimui ir stiprumui, Al-Mg-Si lydiniai automobilių kėbulams. Atsparumas korozijai skiriasi tarp gryno aliuminio ir lydinių; papildomi paviršiaus apdorojimai, kaip anodavimas, dažymas ar lakavimas, dar labiau didina atsparumą korozijai.
Aliuminio bronza: savybės ir taikymas
Nors pagrindinis dėmesys šiame straipsnyje yra aliuminiui, verta paminėti ir aliuminio bronzą kaip svarų vario lydinį. Aliuminio bronza turi didesnį mechaninį stiprumą ir atsparumą korozijai, ypač jūrinėje aplinkoje. Lydinio sudėtis lemia fazinę struktūrą: alfa fazė dominuoja esant mažam aliuminio kiekiui, o viršijus apie 9,4 % aliuminio formuojasi beta fazė ir kitos tarmininės fazės. Dėl šio derinio ji plačiai naudojama įrangoje, kur reikalingas atsparumas korozijai ir dilimui, pavyzdžiui, naftos chemijos gamyklose, energetikos įrangoje ir transporto sektoriuje.
Aliuminio bronza ant paviršiaus formuoja ploną, prilimpančią aliuminio oksido plėvelę, kuri suteikia papildomą atsparumą korozijai. Ji gerai tinka slydimo ir guolių srityse, turi natūralias antistrigimo savybes ir pasižymi dideliu atsparumu aplinkos poveikiui. Liejimo temperatūra dažnai viršija 1100 °C, o šio lydinio apdirbimo ir kalimo procesai reikalauja specialių įrankių ir kruopštaus proceso kontrolei.
Vartojimo ir taikymo sritys
Aliuminio profiliai naudojami įvairiose srityse: aviacijoje, automobilių pramonėje, statybose, laivų gamyboje ir kt. Anoduotas ar dažytas paviršius suteikia estetišką išvaizdą ir papildomą apsaugą. Atsparumas korozijai ir lengvas apdirbimas leidžia kurti komponentus, kurie atlaiko eksploatacines apkrovas ir atitinka griežtas kokybės reikalavimus.
Išlydytas aliuminis gali būti apdorojamas įvairiai: folija, vamzdžiai, strypai ir kitos formos. Perdirbimo proceso energijos sąnaudos yra mažesnės nei pagaminti pirminį metalą, todėl perdirbimas yra svarbi ekologiška praktika. Aliuminio oksido plėvelė užtikrina atsparumą korozijai, o šilumos laidumas - plati jo panaudojimo galimybe radiatorių ir elektroninių sistemų srityje.
Trumpa įžanga į poveikį aplinkai ir taikymo iššūkius
Prieš pasirinkdami medžiagą užtikrinkite, kad ji atitinka rizikos ir saugos reikalavimus, ypač ten, kur gali būti sprogiosios dujos ar dulkių. Aliuminio bronza ir jos viršutinis atsparumas cheminei korozijai viršija daugelį žaliavų lydinių, todėl ji dažnai pasirenkama sunkiose sąlygose. Tačiau temperatūrų kontrolė liejimo ir kalimo procesuose yra labai svarbi siekiant išvengti mikrostruktūrinių defektų.
Techniniai duomenys (santrauka)
- Tankis: apie 2,7 g/cm³ (~1/3 plieno tankio).
- Lydymosi temperatūra: ~660 oC.
- Geras šilumos ir elektros laidininkas; lengvai perdirbamas.
- Atsparumas korozijai dėl plono Al2O3 sluoksnio ir paviršiaus apdorojimų.
- Geros formavimo savybės: lengvas klijavimo, suvirinimo ir mechaninio apdirbimo procesas.