Alumiinit. Raaka-ainekäsikirja 5

Transkriptio

1 Alumiinit Raaka-ainekäsikirja 5

2 Tämän teoksen osittainenkin kopiointi on tekijänoikeuslain (404/61, siihen myöhemmin tehtyine muutoksineen) mukaisesti kielletty ilman nimenomaista lupaa. Lupia teosten osittaiseen valokopiointiin myöntää tekijöiden ja kustantajien valtuuttamana KOPIOSTO ry. Muuhun käyttöön luvat on kysyttävä suoraan kunkin teoksen oikeudenhaltijoilta. JULKAISIJA KUSTANTAJA JA MYYNTI Teknologiateollisuus ry Teknologiainfo Teknova Oy Eteläranta 10, 4. krs HELSINKI puh. (09) 19231/julkaisumyynti ISBN ISBN (Raaka-ainekäsikirja -sarja) Teknologiateollisuuden julkaisuja 5/2006 Teknologiainfo Teknova Oy Kannen kuva: Nordic Aluminium Oy (profiilit), Ruukki Metals (nauha- ja levykelat), Alteams Oy (Instrumentarium, röntgenlaitteen valuosia) Taitto: Digital Image Group Oy Painopaikka: Tammer-Paino Oy, Tampere,

3 Esipuhe Raaka-ainekäsikirjasarjaan kuuluu viisi osaa: 1 Muokatut teräkset, 2 Valuteräkset ja valuraudat, 3 Kuparimetallit, 4 Muovit ja Kumit sekä 5 Alumiinit. Osien 1 4 ensimmäiset painokset ilmestyivät vuonna 1984 ja painokset uudistettiin kokonaisuudessaan vuonna Uudistamistyöhön liittyi myös sarjan täydentäminen viidennellä osalla Alumiinit, jonka 1. painos valmistui vuonna Kussakin osassa on annettu rakenneaineiden valintaan, käyttö- ja valmistusominaisuuksiin, hintoihin ja kustannuksiin sekä hankintaan liittyvät tiedot. Käsikirjaan otettujen rakenneaineiden valintaohjeet on laadittu ottaen huomioon tekniset ja taloudelliset perusteet. Suunnittelua ja mitoitusta on kuvattu lukuisin esimerkein. Suurin osa tiedoista on esitetty tiiviisti kuvina, kaavioina ja taulukoina. Kunkin rakenneaineen tiedot on pyritty jäsentelemään mahdollisimman samalla tavalla. Hakemistot ja selkeä otsikointi helpottavat tarvittavan tiedon nopeaa löytämistä. Lähdekirjallisuudesta löytyvät viittaukset kutakin rakenneainetta syvällisemmin esitteleviin teoksiin. Osan 5 Alumiinit pohjana on ollut ruotsinkielinen SIS Handbok 12: Aluminium. Osan laadinnasta ja muokkaamisesta suomalaiselle lukijakunnalle on vastannut työryhmä, johon ovat kuuluneet Kari Huhtaniemi, Max Jerima, Juhani Pohjus, Markku Puska, Tapani Vierimaa, Antti Karppinen ja Mika Vartiainen. Työryhmän jäsenet edustivat alan merkittäviä toimijoita Rautaruukki Oyj Ruukki Metalsia, Mäkelä Alu Oy:tä, Nordic Aluminium Oyj:tä, Purso Oy:tä sekä Teknologiateollisuus ry:tä. Alumiinit-osan 2. painokseen on tehty uusien ja uusittujen standardien edellyttämät muutokset ja päivitetty tilastotietoja. Kiitämme Teknologiateollisuus ry:n Alumiinituotteet-toimialaryhmän aktiivisia jäseniä saamastamme avusta ja palautteesta. Toivomme, että käsikirja toimii edelleen suunnittelu- ja tuotantotehtävissä olevien jokapäiväisenä työkaluna ja teknisen alan opiskelijoiden hakuteoksena. Helsingissä elokuussa 2006 Teknologiateollisuus ry 3 Alumiinin valmistus

4 Sisällysluettelo 4 1 Alumiini Perustietoja alumiinista Alumiinin kulutus ja käyttö Alumiinituotanto Länsi-Euroopassa Suomalainen alumiiniteollisuus Pohjoismainen alumiiniteollisuus Alumiinin käyttökohteet Rakentaminen Kuljetusvälineet Pakkausmateriaalit Konepajateollisuus Sähköteollisuus Urheiluvälineet Ilmailu ja avaruusteknologia Alumiini ja ympäristö Alumiinin valmistus Bauksiitti Alumiinin valmistus bauksiitista Bayerin prosessi Hall-Héroult -menetelmä Primäärialumiini Alumiiniharkot ja -aihiot Erittäin puhdas alumiini Raaka-aineen ja energian käyttö Alumiinin kierrätys Puolivalmisteiden valmistus Valssaus- ja pursotusaihiot Levyt ja nauhat Kuumavalssaus Nauhavalu Kylmävalssaus Valssattavat seokset Kerroslevyt Muovipinnoitus ja rullamuovaus Profiilit, tangot ja putket Avoprofiilit Ontot profiilit Profiilikoot Lanka Alumiinifolio Folionvalssaus Folioseokset Alumiinifolion ominaisuuksia Alumiiniseokset Muokattavat seokset Seostamaton alumiini (puhdas alumiini) Karkenemattomat seokset Karkenevat seokset Valuseokset Karkenemattomat valuseokset Karkenevat valuseokset Alumiiniseosten nimikejärjestelmä Alumiinien numeeriset nimikkeet Kemialliseen koostumukseen perustuvat nimikkeet Tilojen tunnukset Tilojen päätunnukset O-tilan alaluokitus H-tilan alaluokitus T-tilan alaluokitus... 65

5 4.5 Muokattavien seosten luokittelu pääseosaineiden mukaan Karkenemattomat seokset Karkenevat seokset Muokattavien seosten ominaisuudet Kemiallinen koostumus Mekaaniset ominaisuudet Fysikaaliset ominaisuudet Lujuusominaisuudet Ominaisuudet korotetuissa lämpötiloissa Virumislujuus Kuumalujuus Lujuus huoneenlämpötilassa kuumentamisen jälkeen Lujuus matalassa lämpötilassa Kimmomoduuli korkeassa ja matalassa lämpötilassa Väsymislujuus Standardisointi SFS-standardit Eurooppalainen standardisointi Yleisstandardit Tuotestandardit Vahvistetut eurooppalaiset standardit Lämpökäsittely Uunit Pehmeäksihehkutus Karkaisu Liuotushehkutus Vanhentaminen Korroosio Luonnollisen oksidikerroksen muodostuminen Sään vaikutus oksidikerrokseen Oksidikerros Tavallisimmat korroosiomuodot Yleinen korroosio Galvaaninen korroosio Pistekorroosio Rakokorroosio Kerroskorroosio Jännityskorroosio Rihmakorroosio Hiertymiskorroosio Alumiini eri ympäristöissä Alumiini ilmassa Alumiini vedessä Alumiini maaperässä Alumiini ja rakennusmateriaalit Alumiini ja kemikaalit Alumiini ja muut metallit Alumiini ja puu Seoskoostumuksen vaikutus Korroosionkestävyys eri aineiden yhteydessä Pintakäsittely Pinnat Valssatun materiaalin pinta Pursotetun materiaalin pinta Mekaaninen pintakäsittely Hionta ja kiillotus Rummutus Kuulapuhallus Kemiallinen pintakäsittely Rasvanpoisto Peittaus ja kiiltopeittaus

6 Reaktiopinnoitus Kemiallinen niklaus Sähkökemiallinen pintakäsittely Anodisointi Värjäysmenetelmät Tiivistys Anodisoidun alumiinin ominaisuudet Anodisoitujen pintojen ylläpito ja puhdistus Maalaaminen Esikäsittely Maalaus Jauhemaalaus Nauhamaalaus Folion pinnoitus Maalipinnoitteen testaus Kunnossapito ja puhdistaminen Taivutus Levyn ja nauhan taivutus Taivutettavuus Materiaalin lujuus Materiaalin mitat ja muodot Taivutuksen suoritustapa Takaisinjousto Pintakäsittelemättömän alumiinin taivutus Levyt ja nauhat Tangot, putket ja profiilit Pintakäsitellyn alumiinin taivutus Pintakäsittelemättömän alumiinin kuumataivutus Toimenpiteet ennen taivutusta Manuaalinen taivutus Mekanisoitu taivutus Syvävetäminen Syvävedon työkalut Syväveto Venytysvetäminen Venytystaivuttaminen Lastuava työstö Pinnat Sorvaaminen Timantin käyttö lastuamistyökaluissa Jyrsiminen Timanttisen leikkausterän työstöarvot Jyrsinnän työkalut ja työstöarvot Automaattityöstö Automaattityöstön työstöarvot Automaattiseokset Suurnopeustyöstö Suurnopeustyöstön edut Työkalumateriaalit Poraaminen Sahaaminen Kierteittäminen Lastuamisnesteet Lävistäminen Lävistystapoja Alumiinin lävistystiedot Mekaaninen liittäminen Niittaaminen Niittauksen suorittaminen Umpiniitti Piiloniitti Puristusniittaus

7 13.2 Ruuvaus Ruuvimateriaalit Ruuvityypit ohuille materiaaleille Saumaus Muovaava liittäminen Hitsaus ja hitsausprosessit Alumiinin hitsaus Hitsausprosessit Sulahitsaus Kaasuhitsaus Puikkohitsaus TIG-hitsaus MIG-hitsaus Plasmahitsaus Elektronisuihkuhitsaus Laserhitsaus Kuonahitsaus Termiittihitsaus Puristushitsaus Vastushitsaus Leimuhitsaus Tapitushitsaus Ultraäänihitsaus Kitkahitsaus Kitkahitsaus pyörivällä työkalulla (FSW) Kylmäpuristushitsaus Kuumapuristushitsaus Räjähdyshitsaus Diffuusiohitsaus Induktiohitsaus Leikkausmenetelmät Plasmaleikkaus Laserleikkaus Vesileikkaus Valaminen Valumenetelmät Hiekkavalu Kipsimuottivalu Tarkkuusvalu Kokillivalu Painevalu Puristusvalu Valumenetelmän valinta Valuseokset Valuseosten ryhmittely Erikoisseokset Valuseoksen valinta Fysikaaliset ominaisuudet Korroosionkestävyys Lämpökäsittely Lastuttavuus Sulan käsittely Valujen hitsaus Kuitu- ja partikkelilujitetut valut Alumiinivalujen etuja Kirjallisuutta Internet-osoitteita Kirjallisuutta Hakemisto