L'alluminio puro e l'alluminio fuso differiscono principalmente per composizione e metodo di produzione. L'alluminio puro contiene almeno il 99% di alluminio con additivi minimi, mentre l'alluminio fuso è una lega che combina l'alluminio con altri metalli come silicio, rame o magnesio per migliorarne le proprietà specifiche.
L'alluminio puro è uno degli elementi metallici più abbondanti sulla Terra. È un metallo morbido, leggero, di colore bianco-argenteo, che si trova ovunque, dalle lattine di soda ai cavi elettrici.
Questo metallo resiste naturalmente alla corrosione perché, quando esposto all'aria, forma un sottile strato di ossido sulla sua superficie. Questo rivestimento protettivo previene un ulteriore deterioramento e mantiene il metallo pulito.
L'alluminio puro è altamente conduttivo. Trasmette efficacemente sia il calore che l'elettricità, il che lo rende perfetto per cavi elettrici e pentole.
Tuttavia, l'alluminio puro presenta uno svantaggio significativo: è relativamente fragile. Si piega facilmente con le mani, il che ne limita l'utilizzo in applicazioni strutturali.
L'alluminio fuso è una lega creata fondendo l'alluminio e mescolandolo con altri metalli durante il processo di fusione. I produttori versano questa miscela fusa in stampi per creare forme e prodotti specifici.
Gli elementi di lega più comuni includono il silicio (che migliora la fluidità e la qualità della fusione), il rame (che aumenta la resistenza) e il magnesio (che aumenta la resistenza alla corrosione). Queste aggiunte trasformano l'alluminio da un metallo morbido e debole in un materiale durevole e lavorabile.
Il processo di fusione consente ai produttori di creare forme complesse che sarebbero difficili o impossibili da lavorare a macchina partendo dall'alluminio pieno. Questa versatilità rende l'alluminio fuso incredibilmente popolare nel settore manifatturiero.
La produzione di alluminio puro prevede l'estrazione del metallo dal minerale di bauxite tramite elettrolisi. I produttori raffinano il materiale fino a raggiungere una purezza del 99% o superiore, quindi lo laminano, lo estrudono o lo trafilano in fogli, barre o fili.
La produzione di alluminio fuso inizia con la fusione di alluminio puro e l'aggiunta di specifici elementi di lega. Gli operai versano questa miscela fusa in stampi di sabbia, stampi permanenti o stampi pressofusi. Una volta che il metallo si è solidificato, rimuovono la fusione e la puliscono.
L'alluminio fuso è significativamente più resistente dell'alluminio puro. Gli elementi di lega creano un materiale più duro e rigido, in grado di resistere a maggiori sollecitazioni e urti.
L'alluminio puro ha una resistenza alla trazione di circa 90 MPa (13,000 psi). È sufficientemente morbido da poter essere graffiato con un'unghia.
Le leghe di alluminio fuso possono raggiungere resistenze alla trazione di 300 MPa (43,500 psi) o superiori, a seconda della composizione specifica della lega. Sono più di tre volte più resistenti dell'alluminio puro.
Entrambi i materiali resistono bene alla corrosione, ma si comportano in modo diverso in diversi ambienti. L'alluminio puro forma uno strato di ossido naturale che lo protegge dalla corrosione atmosferica. Questo lo rende ideale per applicazioni esterne in climi temperati.
La resistenza alla corrosione dell'alluminio fuso dipende dagli elementi di lega. Le leghe con magnesio offrono un'eccellente resistenza alla corrosione, anche in ambienti con acqua salata. Tuttavia, le leghe con rame possono essere più sensibili a determinati tipi di corrosione.
L'alluminio fuso è generalmente più facile da lavorare rispetto all'alluminio puro. Gli elementi di lega rendono il materiale meno gommoso e appiccicoso, il che significa che gli utensili da taglio possono lavorare in modo più efficiente.
L'alluminio puro tende ad aderire agli utensili da taglio e a creare trucioli lunghi e fibrosi. Questo rende le operazioni di foratura, fresatura e tornitura più difficili e dispendiose in termini di tempo.
L'alluminio puro è leggermente più leggero della maggior parte delle leghe di alluminio fuso. La densità dell'alluminio puro è di circa 2.70 g/cm³.
Le leghe di alluminio fuso hanno in genere un contenuto di grafite compreso tra 2.65 e 2.85 g/cm³. La differenza è solitamente solo del 2-5%.
L'alluminio puro è generalmente meno costoso dell'alluminio fuso per libbra di materia prima. Tuttavia, il costo totale di un pezzo finito dipende dalla complessità della produzione.
I componenti in alluminio fuso spesso costano meno da produrre nel complesso. Il processo di fusione può creare forme complesse in un'unica operazione, eliminando costose fasi di lavorazione meccanica.
I prodotti in alluminio puro potrebbero richiedere una lavorazione più complessa (laminazione, estrusione, taglio e lavorazione meccanica), con conseguenti costi aggiuntivi di manodopera e attrezzature. Tali costi di lavorazione possono superare il risparmio iniziale di materiale.
Per la produzione in serie di componenti complessi, la fusione è solitamente la scelta più economica. Per forme semplici come lamiere o barre, l'alluminio puro rimane conveniente.
L'alluminio puro eccelle nelle applicazioni in cui conduttività, formabilità o massima resistenza alla corrosione sono fattori determinanti. Lo troverete nei cablaggi elettrici, nelle lamine dei condensatori, nelle apparecchiature chimiche, negli imballaggi alimentari e nelle applicazioni decorative.
L'industria alimentare si affida all'alluminio puro perché non è tossico e non altera il sapore. Le applicazioni elettriche lo utilizzano perché conduce l'elettricità in modo efficiente.
L'alluminio pressofuso è il materiale predominante nelle applicazioni che richiedono resistenza e forme complesse. Blocchi motore, scatole di trasmissione, mobili da esterno, pentole, corpi di utensili elettrici e componenti architettonici sono tutti realizzati in alluminio pressofuso.
L'industria automobilistica è il principale cliente dell'alluminio fuso. Le auto moderne contengono centinaia di chili di alluminio fuso in motori, ruote e componenti strutturali.
Entrambi i materiali hanno un impatto ambientale relativamente basso rispetto ad altri metalli, ma presentano differenze nella loro produzione e nel loro utilizzo.
Produrre alluminio puro dal minerale di bauxite è un processo ad alta intensità energetica. Il processo di elettrolisi richiede enormi quantità di elettricità, che contribuisce alle emissioni di gas serra se l'energia proviene da combustibili fossili.
L'alluminio fuso utilizza spesso alluminio riciclato come materiale di base, riducendo il consumo energetico fino al 95% rispetto alla produzione primaria. Il processo di fusione stesso consuma meno energia rispetto al processo di raffinazione dell'alluminio puro.
Entrambi i materiali contribuiscono alla sostenibilità perché sono infinitamente riciclabili senza perdere qualità. Tuttavia, la capacità dell'alluminio fuso di incorporare materiale riciclato gli conferisce un vantaggio ambientale in molte applicazioni.
