Aluminiumtypen erklärt: Klassifizierungen, Eigenschaften und praktische Anwendungen

Wie wählt man die richtigen Aluminiumtypen für verschiedene Gussanwendungen? Hier spezifizieren wir Aluminiumklassifizierungen, ihre Eigenschaften und einen Leitfaden zur Auswahl für diverse Gusszwecke.

Aluminium ist eines der häufigsten Elemente der Erdkruste und wird wegen seiner guten Eigenschaften und Vielseitigkeit in vielen industriellen und nicht-industriellen Anwendungen eingesetzt. Vom Schiffbau, Automobil, Luftfahrt, Dekorteilen, Außenmöbeln bis zu Küchenzubehör – Aluminiumanwendungen sind allgegenwärtig.

Aluminium gibt es in vielen Typen. Je nach Verwendungszweck eignen sich bestimmte Typen mit ihren spezifischen Eigenschaften. Durch unterschiedliche Eigenschaften und chemische Zusammensetzung verhält sich jeder Typ im Prozess anders.

Daher ist es essenziell, Aluminium zu klassifizieren, um die Eigenschaften jedes Typs zu verstehen und dem Hersteller die Wahl des passenden Materials für den Guss zu ermöglichen, das gewünschte Qualität und Kundenanforderungen erfüllt.

Diesen Wissensbedarf aufgreifend, diskutieren wir in diesem Artikel die Klassifizierung gängiger Aluminiumtypen und -legierungen mit ihren charakteristischen Eigenschaften und Hauptanwendungen.

Bleiben Sie dran für die Antworten!

Aluminium

Aluminium ist eines der drei häufigsten Elemente der Erde, direkt nach Sauerstoff und Silicium.

Chemisches Symbol: Al; Atommasse: 27; Ordnungszahl: 13.

Obwohl Aluminium in der Natur häufig vorkommt, findet es sich selten in Reinform. Stattdessen in Mineralen wie Ton, Bauxit etc. Statistisch kommt Aluminium in etwa 270 verschiedenen Mineralen vor.

Allgemeine physikalische Eigenschaften von Aluminium

• Hohe Ästhetik: schönes Silberweiß, gutes Erscheinungsbild nach Bearbeitung.
• Weich (zweitweichstes Metall nach Gold); leicht (Dichte nur ca. ⅓ von Eisen oder Kupfer).
• Gut formbar (Rang 6)
• Gute elektrische und thermische Leitfähigkeit.
• Gute Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit durch schützende Al₂O₃-Oxidschicht.
• Unmagnetisch, brennt nicht an Luft unter Normalbedingungen.
• Niedriger Schmelzpunkt (660 °C) erleichtert Schmelzprozess.
• Geringere Gießbarkeit durch großen Schwindungsgrad (bis 6 %).

Allgemeine mechanische Eigenschaften von Aluminium

Reinaluminium hat niedrige mechanische Werte (σb = 6 kg/mm², HB = 25, δ = 40 %) – leicht verformbar, schlechte Zerspanbarkeit.

Streckgrenze von Reinaluminium: ca. 7–11 MPa, bei Aluminiumlegierungen: 200–600 MPa.

Aluminiumlegierungen

Definition Aluminiumlegierung

Bei der Aluminiumverarbeitung legieren Hersteller Zusatzelemente (Cu, Mn, Mg, Si, Sn, Zn) zu, um Eigenschaften zu verbessern.

Je nach Anwendungszweck werden sie in unterschiedlichen Anteilen kombiniert, um eine Legierung mit gewünschten Eigenschaften zu erhalten.

Zusammenfassend: Aluminiumlegierung ist die Kombination von Aluminium mit Legierungselementen zur Steigerung von Verarbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit, Dichte, Festigkeit etc. gegenüber Rein-Aluminium.

Eigenschaften der Legierungselemente

Grundlegende Legierungselemente zur Verbesserung von Aluminiumlegierungen: Cu, Si, Mn, Mg, Zn.

Eigenschaften jedes Elements beim Zusatz zu Aluminium:

Legierungselement	Eigenschaften
Kupfer (Cu)	Verbessert Festigkeit und Umformbarkeit
Silicium (Si)	Senkt Schmelztemperatur, erhöht Fließfähigkeit, verbessert Gießeigenschaften
Mangan (Mn)	Erhöht Festigkeit und Zähigkeit
Magnesium (Mg)	Verbessert Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit
Mg/Si	Erhöht Festigkeit, Umformbarkeit und Zugfestigkeit
Zink (Zn)	In Kombination mit Mg und Cu: verbessert Festigkeit

Bezeichnungssystem von Knet- und Gussaluminiumlegierungen

Nach Fertigungsverfahren und Verwendungszweck teilt man Aluminiumlegierungen in zwei Hauptgruppen: Knetlegierungen (Wrought) und Gusslegierungen (Cast).

Knetaluminiumlegierungen

Wie erwähnt, werden Legierungselemente in bestimmter Proportion zugegeben. Bei Knetlegierungen beträgt der Legierungsanteil weniger als 4 % der Gesamtmasse.

Knetlegierungen entstehen durch Schmelzen von Aluminiumbarren mit Legierungselementen, Gießen zu großen Platten und anschließendes Walzen, Schmieden oder Ziehen in diverse Formen. Je nach Fertigung liegen sie als Blech, Platte, Folie, Draht, Stab etc. vor.

Je nach Legierungszusammensetzung lassen sich Knetlegierungen in 7 Hauptgruppen und 1 Sondergruppe (Gruppe 8) einteilen.

Gruppen 2, 6, 7, 8 sind wärmebehandelbar zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften; Gruppen 1, 3, 4, 5 sind nicht wärmebehandelbar.

Beispiel:

Aluminiumlegierung 5083 = Gruppe 5 (Al/Mg); Ursprungsversion (0); 83 kennzeichnet die Position in der 5xxx-Serie. Aluminium 5183 = erste Variante von 5083.

Alle Knetlegierungsserien folgen diesem Schema. Einzige Ausnahme: 1XXX-Serie (Reinaluminium). Hier geben die letzten beiden Ziffern den minimalen Al-Gehalt über 99 % an.

Beispiel: Legierung 1350 hat mind. 99,50 % Reinaluminium.