Hliníkový plech je vďaka svojim jedinečným vlastnostiam a širokému spektru využitia vyhľadávaným materiálom v rôznych odvetviach priemyslu a stavebníctva. Tento článok poskytuje komplexný prehľad o vlastnostiach hliníka, procese jeho výroby, typoch hliníkových plechov, možnostiach ich spracovania a konkrétnych aplikáciách.
Hliník a jeho vlastnosti
Hliník (Al) je chemický prvok s protónovým číslom 13. Je tretím najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre (8,13 %), po kyslíku (46,60 %) a kremíku (22,72 %). Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam je hliník jedným z najpoužívanejších kovov.
Medzi hlavné vlastnosti hliníka patria:
- Nízka hmotnosť: Hustota hliníka je 2,7 g/cm3, čo je približne jedna tretina hustoty ocele.
- Vysoká pevnosť: Hliníkové zliatiny dosahujú pevnosť v ťahu v rozmedzí 70 až 700 MPa. Pri nízkych teplotách sa pevnosť hliníka zvyšuje, naopak pri teplotách nad 100 °C sa znižuje.
- Dobrá tvárniteľnosť: Hliník je dobre tvárny a môže byť valcovaný, ohýbaný alebo lisovaný za tepla aj za studena.
- Ľahká opracovateľnosť: Hliník je ľahko opracovateľný takmer všetkými spôsobmi (frézovanie, vŕtanie, dierovanie, ohýbanie, pílenie, atď.).
- Spájanie: Hliník je možné jednoducho spájať zváraním (MIG, TIG, frikčné zváranie) alebo zavalcovaním.
- Vynikajúca vodivosť: Hliník je výborný vodič tepla a elektrického prúdu.
- Reflexivita: Hliník dobre odráža viditeľné svetlo a vyžarované teplo.
- Elektromagnetické tienenie: Hliník efektívne zoslabuje prenikajúce elektromagnetické žiarenie.
- Odolnosť voči korózii: Na vzduchu hliník reaguje s kyslíkom a vytvára tenkú oxidickú vrstvu, ktorá ho chráni pred koróziou. Táto vrstva sa v prípade poškodenia sama obnoví.
- Nemagnetický materiál: Hliník je paramagnetický materiál.
- Nulová toxicita: Hliník nie je toxický a jeho zlúčeniny sa bežne vyskytujú v potravinách.
- Bezproblémová recyklácia: Hliník je úplne recyklovateľný bez straty kvality. Recyklácia hliníka vyžaduje iba 5 % energie potrebnej na výrobu primárneho hliníka.
Výroba hliníka
Hliník sa vyrába dvomi spôsobmi:
- Výroba primárneho hliníka z bauxitovej rudy.
- Recyklácia hliníkového šrotu (výroba sekundárneho hliníka).
Výroba oxidu hlinitého (Al2O3) z bauxitu
Bauxit je zmes hydratovaných oxidov hliníka (gibsit, diaspor a boehmit) a nečistôt, ako sú oxidy železa, kremíka a titánu. Kvalita bauxitu sa posudzuje podľa obsahu oxidov kremíka, ktoré spôsobujú straty hliníka a sodíka.
Na výrobu hliníka je potrebný čistý oxid hlinitý (Al2O3), ktorý sa získava z bauxitu Bayerovým procesom:
Prečítajte si tiež: Zdravotné benefity hlohu obyčajného
- Hydratované oxidy hliníka sa rozpúšťajú v horúcom roztoku hydroxidu sodného.
- Nerozpustné oxidy sa oddelia filtráciou (vzniká "červený kal", ktorý predstavuje ekologický problém).
- Z hlinitanového roztoku sa ochladením vyzráža hydroxid hlinitý.
- Hydroxid hlinitý sa kalcinuje pri teplote 1050 °C na oxid hlinitý (gama-Al2O3).
Na výrobu 1 tony hliníka sú potrebné 2 tony oxidu hlinitého, ktorý sa získa zo 4 ton bauxitu. Pri tomto procese vznikajú 2 tony odpadu (červeného kalu) na každú tonu hliníka.
Elektrolýzny proces
Vo finálnej fáze výroby primárneho hliníka sa oxid hlinitý elektrolýzou premieňa na kovový hliník Hall-Héroultovým procesom:
- Elektrolýza prebieha pri teplote 950 °C vo fluoridovom elektrolyte.
- Používa sa elektrický prúd s vysokou intenzitou.
- Elektrolýzne pece majú uhlíkové katódy na dne a anódy na vrchu.
- Anódy sa počas procesu spotrebovávajú pri reakcii s kyslíkom z Al2O3.
Používajú sa dva typy anód:
- uhlíkový mix pre Soederbergovu technológiu
- vopred vypálené anódy (PBA - pre baked anodes)
Tekutý hliník sa pravidelne odpichuje z pece a transportuje do odlievárne, kde sa pridávajú legovacie prvky a vyrábajú sa požadované zliatiny. Následne sa hliník čistí od oxidov a plynov a odlieva sa do finálnej formy (bloky, ingoty, čapy).
Hliníkové zliatiny
Čistý hliník je pomerne mäkký, preto sa pre zvýšenie tvrdosti leguje inými prvkami. Najpoužívanejšie sú vytvrditeľné zliatiny skupiny 6xxx (legované kremíkom a horčíkom).
Prečítajte si tiež: Dôležité aspekty kŕmenia sliepok suchým chlebom
Pri výbere vhodnej zliatiny pre lisované produkty sa zohľadňujú tieto faktory:
- Pevnosť
- Kvalita povrchu
- Odolnosť voči korózii
- Vhodnosť pre opracovanie
- Výrobné náklady
Základné vlastnosti hliníkových zliatin:
| Vlastnosť | Bežné konštrukčné zliatiny | Špeciálne zliatiny |
|---|---|---|
| 6060 6063 6005 6005A 6082 6061 | 1050A 6101B | |
| Pevnosť v ťahu | 1 | 2 |
| Odolnosť pri náraze | 3 | 3 |
| Kvalita povrchu | 3 | 3 |
| Vhodnosť pre eloxáž | 3 | 2 |
| Odolnosť voči korózii | 3 | 3 |
| Pílenie | 1 | 0 |
| Tvarovanie | 3 | 3 |
| Zvárateľnosť | 3 | 3 |
Poznámka: Relatívne hodnotenie (3 = najlepšia známka)
Hliníkové plechy
Hliníkové plechy sú dostupné v rôznych rozmeroch, zliatinách, tvrdostiach a povrchových úpravách. Ponúkajú sa hladké aj protišmykové varianty.
Využitie hliníkových plechov:
- Stavebníctvo
- Technický priemysel
- Automobilový priemysel
- Kovovýroba
- Výroba lodí, lietadiel, strojov, unimobuniek, striech, dverí, plotov a brán
Typy hliníkových profilov
Hliníkové profily sa delia do dvoch kategórií:
- Výkresové profily: Vyrábané na základe individuálnych požiadaviek zákazníka a sú chránené duševným vlastníctvom.
- Štandardné profily: Vyrábané v tvaroch kruhových, plochých a šesťhranných tyčí, kruhových, pravouhlých a plochooválnych rúr a profilov tvarov „L, U, T, Z, C, I, H“.
Základné technické parametre hliníkových profilov:
- Veľkosť opísanej kružnice:
- Otvorené profily: max. D = 300 mm
- Duté profily: max. H
Spracovanie hliníkových plechov
Hliníkové plechy sa dajú ľahko spracovávať rôznymi metódami:
- Rezanie: Hliníkové plechy sa dajú rezať na požadované rozmery.
- Zváranie: Hliník je dobre zvárateľný.
- Ohýbanie: Hliníkové plechy sa dajú ohýbať do požadovaných tvarov.
- Lisovanie: Hliník je vhodný na lisovanie.
- Profilovanie: Hliníkové plechy sa dajú profilovať do rôznych tvarov (napr. pre strešné krytiny).
Predaj hliníkových plechov na Slovensku
Na slovenskom trhu pôsobí viacero spoločností, ktoré sa zaoberajú predajom a spracovaním hliníkových plechov a profilov. Medzi popredných predajcov patrí napríklad spoločnosť Elektra Reklama s.r.o., ktorá ponúka široký sortiment hliníkových profilov a plechov pre rôzne odvetvia priemyslu. Ďalšími predajcami sú napríklad Metal Service Centre a Atreon. Tieto spoločnosti ponúkajú okrem predaja aj rôzne služby, ako je rezanie, zváranie, ohýbanie a doprava hliníkových plechov.
Prečítajte si tiež: Predaj zemiakov Poprad