Herstellung von G.AL®Aluminium Gussplatten

Wie werden Aluminium Walzplatten und G.AL® Aluminium Gussplatten hergestellt? Das Wissen über die unterschiedlichen Herstellungswege kann unnütze Kosten und Fehlfertigungen vermeiden helfen.

Hinweis

In diesem Beitrag wird nur auf die Herstellung von warmgewalzten Aluminium Platten aus den technisch wichtigen Legierungsreihen EN AW 2xxx, 5xxx, 6xxx und 7xxx eingegangen.
Die Herstellung von Aluminium Gussplatten bezieht sich ausschließlich auf die Prozesse zur Herstellung von G.AL® Gussplatten und kann nicht 1:1 auf den Herstellungsprozess anderer Gussplattenproduzenten übertragen werden; insbesondere bestehen in der Wärmebehandlung des Metalls signifikante Unterschiede.

Allgemein

Aluminium Walz- und Aluminium Gussplatten werden grundsätzlich aus Aluminium Knetlegierungen hergestellt, sofort erkennbar an der genormten Bezeichnung EN AW, z.B. EN AW-5083 (zum Vergleich: allen genormten Aluminium Gusslegierungen wird EN AC vorangestellt). Das Ausgangsmaterial für beide Produktvarianten ist identisch. Sofern es sich um genormte Aluminium Legierungen handelt wird in Europa deren chemische Zusammensetzung in der Norm DIN EN 573-3:1994 Chemische Zusammensetzung und Form von Halbzeugen verbindlich geregelt. In den USA gelten u.a. die Standardwerke von ASTM B 209M und The Aluminum Association (Kürzel: AA). Die chemischen Zusammensetzung der Aluminium Legierungen ist identisch mit denen der DIN EN 573-3.

In Russland werden Aluminium Legierungen gemäß GOST klassifiziert. Die chem. Zusammensetzungen weichen teilweise von DIN EN 573-3, ASTM und AA ab und sind nicht immer direkt vergleichbar.

Bemerkung

Aluminium Gusslegierungen (EN AC) weisen immer Porosität auf. Bei Aluminium Knetlegierungen kann auch Porosität vorhanden sein, hier aber in Form von Mikroporosität (Ausnahme: G.AL®-DYNAMIC-Produkte).

Rohstoffe zur Herstellung von Aluminium Walz- und Aluminium Gussplatten

Zur Herstellung von Aluminium Walz- und Aluminium Gussplatten wird auf zwei unterschiedliche Rohstoffquellen zugegriffen:

Primärmetall

Aus Bauxit gewonnenes Aluminium. Um 1 Tonne Primärmetall zu erzeugen werden unter anderen ca. 4 Tonnen Bauxit und ca. 13.500 kWh elektrische Energie benötigt. Primäraluminium wird den Gießereien hauptsächlich in Form von Masseln zugeführt.

Sekundärmetall

Aluminium ist zu 100% recycelbar. Aus sortenreinen Schrotten werden unter Zusatz von Primärmetall und Legierungselementen die gewünschten Aluminium Legierungen erschmolzen. Der Anteil Sekundärmetall in der Schmelze kann weit über 85% betragen. Zur Herstellung von Aluminium aus Sekundäraluminium wird nur ca. 5% der elektrischen Energie im Vergleich zu Primärmetall benötigt.

Ausgangsmaterial für Aluminium Walz- und Aluminium Gussplatten

Das Ausgangsmaterial für beide Varianten sind so genannte Walzbarren. Je nach Legierungstyp können naturharte, nicht aushärtbare und aushärtbare Walzbarren abgegossen werden.

Naturhart, nicht aushärtbar
- Das Metall kann durch eine Wärmebehandlung in den Festigkeiten nicht gesteigert werden (Legierungsreihen 1xxx, 5xxx).
Aushärtbar
- Das Metall kann durch eine Wärmebehandlung eine signifikante Festigkeitssteigerung erfahren (Legierungsreihen 2xxx, 6xxx, 7xxx).
Horizontaler Strangguss
- Vorteil:
  - einfache Technik
  - relativ feines Gefüge.
- Nachteil:
  - nur geringe Querschnitte möglich (Dicke bis ca. 320 mm, Breite ca. 1.600 mm, Länge ca. 3.500 mm)
  - nicht bzw. nur bedingt geeignet für hochlegierte und schwierig zu gießende Legierungen
  - Entfernen der Gusshäute und Spanaufkommen: hoher Materialverlust im Verhältnis zur nutzbaren Masse (geringe Wirtschaftlich- und Nachhaltigkeit).
Vertikaler Strangguss
- Vorteil:
  - feines, homogenes und sehr porenarmes Gefüge
  - große Querschnitte möglich (Dicke bis ca. 1.100 mm, Breite bis ca. 2.900 mm, Länge bis ca. 6.000 mm)
  - gut geeignet für schwierig zu gießende und hochlegierte Aluminium Legierungen
  - Entfernen der Gusshäute und Spanaufkommen: geringer Materialverlust im Verhältnis zur nutzbaren Masse (hohe Wirtschaftlich- und Nachhaltigkeit).
- Nachteil:
  - aufwendige Technik und hohe Investitionskosten