Wärmebehandlung von Aluminium

Ab auf die Wellness-Farm – Wärmebehandlung von Aluminium

Salopp gesagt gehen unsere Walzbarren, die durch das Gießen mit inneren Spannungen versehen sind, erst einmal zu einer Wellness-Behandlung. Aus dieser kommen sie vollkommen entspannt wieder und sind dann einsatzbereit für verschiedenste Anwendungen.

Bedeutung von Wärmebehandlung

Angefangen vom Erschmelzen der eigentlichen Rohstoffe in der Elektrolyse, über Halbzeuge wie klassische Bleche, Platten und Stangen, bis hin zu Endprodukten wie dünnen Aluminiumfolien oder aber auch Motorenblöcken spielen die zwischengeschalteten Wärmebehandlungen immer eine bedeutende Rolle. Mit Hilfe von Wärme können Abläufe in der metallischen Struktur gezielt beeinflusst werden. Hierbei ist es durchaus möglich, komplett gegengerichtete Effekte zu beeinflussen. Wird beim „Weichglühen“ – also eine sehr deutliche Festigkeitssenkung erhalten, reagieren andere Aluminiumwerkstoffe auf entsprechende Temperatursteuerung und nachfolgende Prozessgestaltung mit durchaus gewaltigen Festigkeitssteigerungen.

Ziel der Wärmebehandlung

Ziel einer jeden Wärmebehandlung sollte es sein, mit geringster Aufwendung an Energie ein optimales Ergebnis zu erreichen. Neben den Kenntnissen zu den Vorgängen in der Struktur, die in Abhängigkeit der Temperatur erfolgen, sind auch technologische Grundkenntnisse von immenser Bedeutung. Oft wird beobachtet, dass Aluminiumprodukte in für Stahl konzipierten Öfen behandelt werden. Die gewollten Effekte bzw. Eigenschaften treten nicht selten unzureichend oder gar nicht ein. Hier muss bemerkt werden, dass ein optimaler Wärmeübergang von der Ofenatmosphäre zum (Aluminium-)Werkstück eine intensive, „turbulente“ Luft- (Rauchgas-) Umwälzung erfordert. Öfen, die für die Behandlung von  Stahlprodukten ausgelegt sind, fehlt oft diese Möglichkeit (zumeist nur Wärmeübergang durch „Strahlung“) und es kommt bei der Behandlung von Aluminium zu Überhitzungen im Randbereich oder aber zu großen Temperaturunterschieden innerhalb des Werkstückes. Beide Fehler ziehen eine erneute Behandlung nach sich; nicht selten sogar die Verschrottung des Werkstückes.

Zu berücksichtigen bei thermischen Behandlungen von Aluminium ist, dass wir es mit einem relativ niedrig schmelzenden und somit sensiblen Metall zu tun haben. Während Temperaturunterschiede im Stahlbereich von 30-50°C je nach Temperaturbereich geradezu lächerlich erscheinen, kann es bei Aluminiumprodukten bei Temperaturabweichungen über 10°C schon zu deutlichen Schäden der Struktur kommen bzw. gewollte Effekte treten nicht ein.

Prozesse zur Wärmebehandlung

Wie bereits vorab erläutert, nehmen die Prozesse zur Wärmebehandlung von Aluminiumprodukten eine immens bedeutende Stellung innerhalb der Fertigungskette bis zum Endprodukt ein. Walzbarren werden fast ausschließlich in gasbefeuerten Herdwagen- oder Haubenöfen in großer Anzahl und Menge geglüht. Die Steuerung und der daraus folgende Temperaturausgleich (Erwärmung und Abkühlungskurven) sind oft schwerfällig. Größere Temperaturschwankungen innerhalb der Anlage und somit auch innerhalb der Barren sind zwangsläufig eine unangenehme Folge. Unkontrollierbare Eigenspannungen und ungleichmäßige Festigkeitseigenschaften wirken sich negativ über die folgenden Verarbeitungsprozesse bis hin zum Endprodukt aus.

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