TY - BOOK

T1 - Zerspanen und Eloxieren von Recyclingaluminium

AU - Schlögl, Carina

N1 - nicht gesperrt

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Das Recycling von Aluminiumschrotten ist sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Sicht sinnvoll. Neben dem hohen Energieeinsparungspotenzial gegenüber der Primärproduktion (ca. 95 %) und einer Verminderung von Deponieabfällen, generiert die Wiederverwertung von Aluminiumprodukten einen nachhaltig wirkenden, im steten Wachstum begriffenen Industriezweig, der auch an Standorten mit hohen Energie- und Personalkosten gewinnbringend agiert. Prinzipiell ist das Metall Aluminium bei sortenreiner Erfassung ohne Einbußen in der Qualität rezyklierbar. Diese Aussage ist allerdings nur bedingt gültig und bezieht sich ausschließlich auf wenig kontaminierte, sortenreine Schrotte. Bei den breiten Spektren der Aluminiumlegierungssysteme und der hohen Anzahl von unterschiedlichsten Einsatzgebieten, können in Sekundärlegierungen eine Vielzahl von Legierungs- und Verunreinigungselementen auftreten und interagieren. Diese sind nach dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit oft nicht vollständig aus der Schmelze entfernbar und beeinflussen das Zerspanungs- und/oder Eloxierverhalten der Sekundärwerkstoffe maß-geblich. Zielsetzung dieser Arbeit ist, das grundlegende Wissen über Einflussnahme und gegebenenfalls vorherrschenden Wechselwirkungen von Legierungs- und Verunreinigungs-elementen in Aluminiumlegierungen zu erweitern. Zur Untersuchung herangezogen werden dabei aus unterschiedlichsten Recyclingprozessen stammende Knetlegierungen, deren Elementgehalte innerhalb der gültigen Normen variieren. Aufbauend auf statistisch erstellten Versuchsplänen, erfolgen Parameterstudien zur Optimierung der unterschiedlichen Zerspanungsprozesse (z. B. Bohren, Drehen, Fräsen). Die Prozessparameterführung (Zerspanungsgeschwindigkeit, Werkstückgeometrie, Kühl- und Schmiermitteleinsatz, Temperatur, Art des Zerspanungswerkzeuges, etc.) ergibt sich dabei aus der Zielsetzung, im ökonomischen Rahmen hochqualitative Werkstückoberflächen zu produzieren. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit den Eloxiereigenschaften der zuvor zerspanten Werkstücke. Für ein hochqualitatives Oberflächenfinish ist sowohl die Ausgangsoberfläche als auch die chemische Zusammensetzung des Grundwerkstoffes von Bedeutung. Hinzu kommen noch die Einflussfaktoren der Prozessführung (Säurezusammensetzung, Stromverlauf, Betriebs-temperatur, etc.) und der innerbetrieblichen Logistik (Zwischenlagerung, Aufhängungen, etc.). Zur Abbildung des industriellen Eloxierprozesses erfolgte am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie die Inbetriebnahme einer Versuchsanlage mit fünfzehn Behandlungsbecken und einem Gesamtfassungsvermögen an unterschiedlichen Elektrolyten von ca. 1.000 Litern.

AB - Das Recycling von Aluminiumschrotten ist sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Sicht sinnvoll. Neben dem hohen Energieeinsparungspotenzial gegenüber der Primärproduktion (ca. 95 %) und einer Verminderung von Deponieabfällen, generiert die Wiederverwertung von Aluminiumprodukten einen nachhaltig wirkenden, im steten Wachstum begriffenen Industriezweig, der auch an Standorten mit hohen Energie- und Personalkosten gewinnbringend agiert. Prinzipiell ist das Metall Aluminium bei sortenreiner Erfassung ohne Einbußen in der Qualität rezyklierbar. Diese Aussage ist allerdings nur bedingt gültig und bezieht sich ausschließlich auf wenig kontaminierte, sortenreine Schrotte. Bei den breiten Spektren der Aluminiumlegierungssysteme und der hohen Anzahl von unterschiedlichsten Einsatzgebieten, können in Sekundärlegierungen eine Vielzahl von Legierungs- und Verunreinigungselementen auftreten und interagieren. Diese sind nach dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit oft nicht vollständig aus der Schmelze entfernbar und beeinflussen das Zerspanungs- und/oder Eloxierverhalten der Sekundärwerkstoffe maß-geblich. Zielsetzung dieser Arbeit ist, das grundlegende Wissen über Einflussnahme und gegebenenfalls vorherrschenden Wechselwirkungen von Legierungs- und Verunreinigungs-elementen in Aluminiumlegierungen zu erweitern. Zur Untersuchung herangezogen werden dabei aus unterschiedlichsten Recyclingprozessen stammende Knetlegierungen, deren Elementgehalte innerhalb der gültigen Normen variieren. Aufbauend auf statistisch erstellten Versuchsplänen, erfolgen Parameterstudien zur Optimierung der unterschiedlichen Zerspanungsprozesse (z. B. Bohren, Drehen, Fräsen). Die Prozessparameterführung (Zerspanungsgeschwindigkeit, Werkstückgeometrie, Kühl- und Schmiermitteleinsatz, Temperatur, Art des Zerspanungswerkzeuges, etc.) ergibt sich dabei aus der Zielsetzung, im ökonomischen Rahmen hochqualitative Werkstückoberflächen zu produzieren. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit den Eloxiereigenschaften der zuvor zerspanten Werkstücke. Für ein hochqualitatives Oberflächenfinish ist sowohl die Ausgangsoberfläche als auch die chemische Zusammensetzung des Grundwerkstoffes von Bedeutung. Hinzu kommen noch die Einflussfaktoren der Prozessführung (Säurezusammensetzung, Stromverlauf, Betriebs-temperatur, etc.) und der innerbetrieblichen Logistik (Zwischenlagerung, Aufhängungen, etc.). Zur Abbildung des industriellen Eloxierprozesses erfolgte am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie die Inbetriebnahme einer Versuchsanlage mit fünfzehn Behandlungsbecken und einem Gesamtfassungsvermögen an unterschiedlichen Elektrolyten von ca. 1.000 Litern.

KW - aluminium

KW - recycling

KW - anodising

KW - cutting

KW - Aluminiumrecycling

KW - Zerspanen

KW - Eloxieren

KW - Anodisieren

KW - Oberflächenbehandlung

M3 - Dissertation

ER -