1. Schritt Eins: Schmelzen
Aluminium wird industriell mittels Elektrolyse hergestellt, und Aluminiumhütten benötigen viel Energie für einen effizienten Betrieb. Aufgrund ihres Energiebedarfs befinden sie sich häufig in der Nähe von großen Kraftwerken. Steigende Stromkosten oder ein erhöhter Energieaufwand für die Aluminiumraffination verteuern Aluminiumspulen. Zudem fällt gelöstes Aluminium an und wird in Sammelbecken aufgefangen. Auch dieses Verfahren ist energieintensiv und beeinflusst somit die Aluminiumpreise auf dem Markt.
2. Zweiter Schritt: Warmwalzen
Warmwalzen ist eines der gängigsten Verfahren zur Verdünnung von Aluminiumplatten. Dabei wird das Metall über den Rekristallisationspunkt erhitzt, um es zu verformen und weiter zu formen. Anschließend wird das Blech durch ein oder mehrere Walzenpaare geführt. Dies dient der Reduzierung und Vereinheitlichung der Dicke sowie der Erzielung der gewünschten mechanischen Eigenschaften. Durch die Verarbeitung des Blechs bei 1700 Grad Fahrenheit (ca. 927 °C) entsteht eine Aluminiumspule.
Mit diesem Verfahren lassen sich Formen mit den gewünschten geometrischen Parametern und Materialeigenschaften bei gleichbleibendem Metallvolumen herstellen. Diese Verfahren sind entscheidend für die Fertigung von Halbzeugen und Fertigprodukten wie Blechen und Platten. Fertig gewalzte Produkte unterscheiden sich jedoch von kaltgewalzten Coils, was weiter unten erläutert wird, durch eine weniger gleichmäßige Wandstärke aufgrund von Verunreinigungen an der Oberfläche.
3. Schritt drei: Kaltwalzen
Das Kaltwalzen von Metallbändern ist ein spezielles Gebiet der Metallverarbeitung. Beim Kaltwalzen wird Aluminium bei einer Temperatur unterhalb seiner Rekristallisationstemperatur durch Walzen geführt. Durch das Pressen und Verdichten des Metalls erhöhen sich seine Streckgrenze und Härte. Kaltwalzen findet bei der Verfestigungstemperatur (der Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur eines Werkstoffs) statt, Warmwalzen hingegen oberhalb der Verfestigungstemperatur – dies ist der Unterschied zwischen Kalt- und Warmwalzen.
Viele Industrien nutzen das Metallbearbeitungsverfahren Kaltwalzen, um Bänder und Bleche mit der gewünschten Enddicke herzustellen. Die Walzen werden häufig erwärmt, um die Bearbeitbarkeit des Aluminiums zu verbessern. Ein Schmiermittel verhindert das Anhaften des Aluminiumbandes an den Walzen. Für die Feinabstimmung des Walzprozesses können Walzenbewegung und -temperatur angepasst werden. Ein Aluminiumband, das bereits warmgewalzt und weiteren Bearbeitungsschritten wie Reinigung und Behandlung unterzogen wurde, wird auf Raumtemperatur abgekühlt, bevor es in der Aluminiumindustrie in eine Kaltwalzanlage eingeführt wird. Die Reinigung des Aluminiums erfolgt durch Spülen mit Reinigungsmittel. Diese Behandlung macht das Aluminiumband ausreichend hart für das Kaltwalzen.
Nach diesen Vorbereitungsschritten werden die Bänder wiederholt durch Walzen geführt und verlieren dabei schrittweise an Dicke. Die Gitterebenen des Metalls werden während des Prozesses gestört und verschoben, was zu einem härteren und festeren Endprodukt führt. Kaltwalzen zählt zu den gängigsten Verfahren zur Härtung von Aluminium, da es die Dicke des Aluminiums durch das Pressen und Durchlaufen der Walzen reduziert. Mit einem Kaltwalzverfahren lässt sich die Dicke einer Aluminiumspule um bis zu 0,15 mm verringern.
4. Schritt Vier: Glühen
Glühen ist eine Wärmebehandlung, die primär dazu dient, ein Material formbarer und weniger steif zu machen. Die Verringerung der Versetzungen im Kristallgitter des geglühten Materials bewirkt diese Veränderung der Härte und Flexibilität. Um Sprödbrüche zu vermeiden oder ein Material für nachfolgende Bearbeitungsschritte besser verarbeitbar zu machen, wird Glühen häufig nach einem Härte- oder Kaltumformverfahren durchgeführt.
Durch die effektive Rückstellung der Kristallstruktur werden beim Glühen Gleitebenen wiederhergestellt, wodurch das Bauteil ohne übermäßige Krafteinwirkung weiter geformt werden kann. Eine kaltverfestigte Aluminiumlegierung muss für eine vorgegebene Zeit, die etwa dreißig Minuten bis drei Stunden beträgt, auf eine bestimmte Temperatur zwischen 300 °C und 400 °C erhitzt werden. Die Größe des zu glühenden Bauteils und die verwendete Legierung bestimmen die erforderlichen Temperaturen und Glühzeiten.
Durch Glühen werden die Abmessungen eines Bauteils stabilisiert, Probleme aufgrund innerer Spannungen beseitigt und innere Spannungen reduziert, die unter anderem bei Verfahren wie Kaltumformung oder Gießen entstehen können. Auch nicht wärmebehandelbare Aluminiumlegierungen lassen sich erfolgreich glühen. Daher wird das Glühen häufig bei gegossenen, stranggepressten oder geschmiedeten Aluminiumteilen angewendet.
Die Formbarkeit eines Werkstoffs wird durch Glühen verbessert. Das Pressen oder Biegen harter, spröder Werkstoffe kann schwierig sein, ohne einen Bruch zu riskieren. Glühen hilft, dieses Risiko zu minimieren. Darüber hinaus kann Glühen die Bearbeitbarkeit erhöhen. Die extreme Sprödigkeit eines Werkstoffs kann zu übermäßigem Werkzeugverschleiß führen. Durch Glühen lässt sich die Härte des Werkstoffs verringern, wodurch der Werkzeugverschleiß reduziert wird. Restspannungen werden durch Glühen abgebaut. Es ist generell ratsam, Restspannungen nach Möglichkeit zu reduzieren, da diese zu Rissen und anderen mechanischen Problemen führen können.
5. Schritt Fünf: Einschneiden und Abtrennen
Aluminiumspulen können als eine einzige, sehr lange Rolle hergestellt werden. Um die Spule jedoch in kleinere Rollen zu wickeln, müssen sie geschnitten werden. Dazu werden die Aluminiumrollen durch Längsteilanlagen geführt, in denen extrem scharfe Klingen präzise Schnitte ausführen. Für diesen Vorgang ist eine hohe Kraft erforderlich. Die Längsteilanlagen spalten die Rolle in kleinere Stücke, sobald die aufgebrachte Kraft die Zugfestigkeit des Aluminiums übersteigt.
Zum Starten des Schneidprozesses wird das Aluminium in eine Abwickelvorrichtung eingelegt. Anschließend durchläuft es rotierende Messer. Die Messer werden so positioniert, dass unter Berücksichtigung der gewünschten Breite und des Abstands eine optimale Schnittkante erzielt wird. Um das geschnittene Material zur Aufwickelvorrichtung zu leiten, wird es anschließend durch Separatoren geführt. Das Aluminium wird dann gebündelt und zu einer Spule aufgewickelt, um es für den Versand vorzubereiten.
Die Jindalai Steel Group ist ein führendes Aluminiumunternehmen und Lieferant von Aluminiumcoils, -blechen, -platten, -bändern, -rohren und -folien. Zu unseren Kunden zählen Unternehmen aus den Philippinen, Mexiko, der Türkei, Pakistan, Oman, Israel, Ägypten, den arabischen Ländern, Vietnam, Myanmar, Indien und weiteren Ländern. Senden Sie uns Ihre Anfrage – wir beraten Sie gerne professionell.
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Veröffentlichungsdatum: 19. Dezember 2022
