Reinaluminium und Aluminiumguss unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Zusammensetzung und ihrem Herstellungsverfahren. Reinaluminium enthält mindestens 99 % Aluminium mit minimalen Zusätzen, während Aluminiumguss eine Legierung ist, die Aluminium mit anderen Metallen wie Silizium, Kupfer oder Magnesium kombiniert, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern.
Reines Aluminium ist eines der am häufigsten vorkommenden metallischen Elemente auf der Erde. Es ist ein weiches, leichtes, silberweißes Metall, das in vielen verschiedenen Materialien vorkommt, von Getränkedosen bis hin zu Stromleitungen.
Dieses Metall ist von Natur aus korrosionsbeständig, da sich an der Luft eine dünne Oxidschicht auf seiner Oberfläche bildet. Diese Schutzschicht verhindert weiteren Verfall und sorgt dafür, dass das Metall sauber aussieht.
Reines Aluminium ist hochleitfähig. Es überträgt sowohl Wärme als auch Strom effizient und ist daher ideal für elektrische Leitungen und Kochgeschirr.
Reines Aluminium hat jedoch einen erheblichen Nachteil: Es ist relativ schwach. Man kann es leicht mit den Händen biegen, was seinen Einsatz in strukturellen Anwendungen einschränkt.
Aluminiumguss ist eine Legierung, die durch Schmelzen von Aluminium und Mischen mit anderen Metallen während des Gießprozesses entsteht. Hersteller gießen diese geschmolzene Mischung in Formen, um bestimmte Formen und Produkte herzustellen.
Zu den häufigsten Legierungselementen zählen Silizium (verbessert die Fließfähigkeit und Gussqualität), Kupfer (erhöht die Festigkeit) und Magnesium (erhöht die Korrosionsbeständigkeit). Diese Zusätze verwandeln Aluminium von einem weichen, schwachen Metall in ein haltbares, bearbeitbares Material.
Das Gussverfahren ermöglicht es Herstellern, komplexe Formen herzustellen, die aus massivem Aluminium nur schwer oder gar nicht gefertigt werden könnten. Diese Vielseitigkeit macht Aluminiumguss in der Fertigung unglaublich beliebt.
Bei der Herstellung von reinem Aluminium wird das Metall durch Elektrolyse aus Bauxit-Erz gewonnen. Die Hersteller veredeln das Material, um eine Reinheit von 99 % oder mehr zu erreichen, und walzen, extrudieren oder ziehen es anschließend zu Blechen, Stangen oder Drähten.
Die Herstellung von Aluminiumguss beginnt mit dem Schmelzen von reinem Aluminium und der Zugabe bestimmter Legierungselemente. Die Arbeiter gießen diese geschmolzene Mischung in Sandformen, Dauerformen oder Druckgussformen. Sobald das Metall erstarrt ist, entnehmen sie den Guss und reinigen ihn.
Aluminiumguss ist deutlich fester als reines Aluminium. Die Legierungselemente erzeugen ein härteres, steiferes Material, das größeren Belastungen und Stößen standhält.
Reines Aluminium hat eine Zugfestigkeit von etwa 90 MPa (13,000 psi). Es ist so weich, dass man es mit dem Fingernagel zerkratzen kann.
Aluminiumgusslegierungen können je nach Legierungszusammensetzung Zugfestigkeiten von 300 MPa (43,500 psi) oder mehr erreichen. Das ist mehr als dreimal stärker als reines Aluminium.
Beide Materialien sind korrosionsbeständig, weisen jedoch in verschiedenen Umgebungen unterschiedliche Eigenschaften auf. Reines Aluminium bildet eine natürliche Oxidschicht, die es vor atmosphärischer Korrosion schützt. Dadurch eignet es sich hervorragend für Außenanwendungen in gemäßigten Klimazonen.
Die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumguss hängt von seinen Legierungselementen ab. Magnesiumhaltige Legierungen bieten selbst in Salzwasserumgebungen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Kupferhaltige Legierungen können jedoch anfälliger für bestimmte Arten von Korrosion sein.
Aluminiumguss lässt sich grundsätzlich leichter bearbeiten als reines Aluminium. Die Legierungselemente machen das Material weniger zäh und klebrig, wodurch Schneidwerkzeuge effizienter arbeiten können.
Reines Aluminium neigt dazu, an Schneidwerkzeugen zu haften und lange, faserige Späne zu erzeugen. Dies erschwert Bohr-, Fräs- und Drehvorgänge und ist zeitaufwändiger.
Reines Aluminium ist etwas leichter als die meisten Aluminiumgusslegierungen. Reines Aluminium hat eine Dichte von etwa 2.70 g/cm³.
Aluminiumgusslegierungen haben typischerweise einen Gehalt von 2.65 bis 2.85 g/cm³. Der Unterschied beträgt in der Regel nur 2–5 %.
Reines Aluminium ist pro Pfund Rohmaterial im Allgemeinen günstiger als Aluminiumguss. Die Gesamtkosten eines fertigen Teils hängen jedoch vom Fertigungsaufwand ab.
Die Herstellung von Aluminiumgussteilen ist oft insgesamt günstiger. Durch den Gussprozess können komplexe Formen in einem Arbeitsgang hergestellt werden, wodurch teure Bearbeitungsschritte entfallen.
Produkte aus reinem Aluminium erfordern möglicherweise einen höheren Verarbeitungsaufwand (Walzen, Extrudieren, Schneiden und maschinelle Bearbeitung), was zusätzliche Arbeits- und Ausrüstungskosten verursacht. Diese Verarbeitungskosten können die anfänglichen Materialeinsparungen übersteigen.
Für die Massenproduktion komplexer Teile ist das Gießen in der Regel die wirtschaftlichste Lösung. Für einfache Formen wie Bleche oder Stangen ist reines Aluminium weiterhin kostengünstig.
Reines Aluminium glänzt in Anwendungen, bei denen es vor allem auf Leitfähigkeit, Formbarkeit oder maximale Korrosionsbeständigkeit ankommt. Man findet es in elektrischen Leitungen, Kondensatorfolien, chemischen Geräten, Lebensmittelverpackungen und dekorativen Anwendungen.
Die Lebensmittelindustrie setzt auf reines Aluminium, da es ungiftig ist und den Geschmack nicht beeinträchtigt. Auch in der Elektroindustrie kommt es zum Einsatz, da es Strom effizient leitet.
Aluminiumguss dominiert Anwendungen, die Festigkeit und komplexe Formen erfordern. Motorblöcke, Getriebegehäuse, Gartenmöbel, Kochgeschirr, Gehäuse von Elektrowerkzeugen und Architekturkomponenten bestehen alle aus Aluminiumguss.
Die Automobilindustrie ist der größte Abnehmer von Aluminiumguss. Moderne Autos enthalten Hunderte von Pfund Aluminiumguss in Motoren, Rädern und Strukturkomponenten.
Beide Materialien haben im Vergleich zu anderen Metallen relativ geringe Auswirkungen auf die Umwelt, es gibt jedoch Unterschiede in ihrer Herstellung und Verwendung.
Die Herstellung von reinem Aluminium aus Bauxit-Erz ist energieintensiv. Der Elektrolyseprozess benötigt enorme Mengen Strom, was zu Treibhausgasemissionen beiträgt, wenn der Strom aus fossilen Brennstoffen stammt.
Aluminiumguss verwendet häufig recyceltes Aluminium als Grundmaterial, wodurch der Energieverbrauch im Vergleich zur Primärproduktion um bis zu 95 % gesenkt wird. Der Gussprozess selbst verbraucht weniger Energie als der Raffinationsprozess von reinem Aluminium.
Beide Materialien tragen zur Nachhaltigkeit bei, da sie ohne Qualitätsverlust unendlich oft recycelt werden können. Die Möglichkeit, recycelte Anteile in Aluminiumguss zu integrieren, bietet in vielen Anwendungen jedoch einen Umweltvorteil.
