Hliník je jedinečný kov, který si díky svým výjimečným vlastnostem našel široké uplatnění v mnoha odvětvích, od stavebnictví přes automobilový průmysl až po elektrotechniku. Jeho lehkost, odolnost vůči korozi a vysoká elektrická vodivost jej činí materiálem volby pro náročné aplikace.
Charakteristické vlastnosti hliníku
Čistý hliník je měkký, tvárný a odolný vůči korozi. Má vysokou elektrickou vodivost. Měrná hmotnost hliníku činí 2,7 g/cm3, což je přibližně třetina měrné hmotnosti oceli. Tato nízká hmotnost přináší významné úspory energie a nákladů při dopravě hliníkových výrobků a snižuje náklady na provoz a údržbu dopravních zařízení a vozidel. Výrazně ulehčuje výrobu a montáž velkých stavebních fasádních prvků a manipulaci s nimi.
Bod tání hliníku činí 660 °C, což se rovná přibližně 3/7 bodu tání nelegované oceli. Dobrá odolnost proti atmosférické korozi je dána ochrannou zoxidovanou povrchovou vrstvou, která se vždy vytváří při styku se vzduchem a která se po sejmutí vždy rychle spontánně obnoví. Odolnost proti korozi lze ještě zlepšit různými povrchovými úpravami, například anodickou oxidací.
V porovnání s ostatními kovy má hliník a jeho slitiny výbornou elektrickou vodivost, která u čistého Al 99,5 činí přibližně 36m / mm2. Rovněž pro elektrické vodiče se ve velkém měřítku používají právě slitiny AlMgSi a nelegovaný hliník.
Hliník je po kyslíku a křemíku na zemi třetí nejčetněji se vyskytující prvek a tvoří zhruba 8 % zemské kůry. Proti výrobě primárního - surového hliníku z bauxitu se při zpracování druhotného hliníku přetavením spotřebuje zhruba jen 5 % energie. Hliníkový odpad ze stavebnictví se vyznačuje s ohledem na kvalitu a druh značnou stálostí. Důkazem rentability je vysoká míra recyklace hliníku - v současnosti se 85 % materiálu vrací ke zpracování do výrobního oběhu.
Čtěte také: Vlastnosti hliníkových plotových výplní
Slitiny hliníku a jejich označování
Hliníková slitina určuje chemické složení, kdy se do čistého hliníku přidávají další prvky, aby zvýšily jeho vlastnosti, především pevnost. Mezi hlavní legující prvky patří měď, zinek, hořčík, křemík, mangan a lithium. Malé přídavky chromu, titanu, zirkonia, olova, niklu a bismutu jsou také používány a železo je vždy přítomno v malých množstvích. Existuje přes 300 tvářených slitin s 50 v běžném používání.
Označení hliníku a jeho slitin pro tváření je v České republice řešeno dle ČSN EN 573-1,2 a 3. Značení začíná písmeny EN (evropská norma) a AW (A = hliník / W = tvářené slitiny) a následují čísla, které určují chemické složení slitiny. Např. EN AW 1050 znamená chemicky AL 99,5 %, tedy téměř čistý hliník.
Důležitou informací pro další zpracování hliníku a jeho slitin je to, v jakém stavu tepelného zpracování je materiál dodáván. Systém standardních označení se používá, vychází z dopisu T následuje číslo po jmenování slitiny, popsat různé podmínky. Nomenklatura označuje stupeň chladu práce uložené na kov pomocí písmenem H následovaný čísly. U slitin, že věk-změkčit při pokojové teplotě, H2x zmírňuje mají stejný minimální mez pevnosti v tahu za odpovídající nálada H3x.
- F - z výroby: tvářené výrobky, u kterých nejsou řízené tepelné podmínky nebo deformační zpevnění.
- O - žíhaný: výrobky žíhané k získání stavu s nejnižší pevností. Plně soft žíhaném stavu je indikováno písmenem O a „jak vymyslel“, tj. bez jakékoli záměrné úpravy po tváření.
- W - po rozpouštěcím žíhání: toto označení vyjadřuje nestabilní stav a používá se pouze pro slitiny, u kterých probíhá po rozpouštěcím žíhání samovolné stárnutí při normální teplotě.
- H - deformačně zpevněný:
- H2x - deformačně zpevněný a částečně žíhaný: Tato označení se vztahují na výrobky, které jsou napětí-kalené více než požadovanou konečnou částku a pak se sníží na síle na požadovanou úroveň dílčí žíhání.
- H3x - deformačně zpevněný a stabilizovaný: výrobky deformačně zpevněné, mechanické vlastnosti se stabilizují nízkoteplotním tepelným zpracováním nebo ohřevem během výroby. Stabilizace zlepšuje tvárnost. Tato označení se vztahují na výrobky, které jsou napětí-kalené a jehož mechanické vlastnosti jsou stabilizované buď nízké teplotě tepelného zpracování nebo jako důsledek tepla zavedena v průběhu výroby. Stabilizaci obvykle zlepšuje tvárnost.
- H4x - deformačně zpevněný a lakovaný nebo natřený: Tato označení se vztahují na výrobky, které jsou napětí-kalené a které mohou být vystaveny některé dílčí žíhání při tepelném vytvrzování, který následuje po malování nebo lakování provozu.
- T - tepelně zpracovaný:
- T4 - rozpouštěcí žíhání a přirozené stárnutí: slitina se žíhá, a poté dochází k samovolnému stárnutí při pokojové teplotě.
Druhé číslo za H udává konečný stupeň napětí-kalení, číslo 8 je nejtěžší normálně indikována. Třetí znak po H, je-li používán, znamená změnu dvoumístné temperament. To se používá, když stupeň regulace nálady nebo mechanických vlastností nebo obojí liší od, ale jsou blízko, že (nebo ty), pro dvě číslice označení náladu H, ke které je přidána, nebo když některé další charakteristika je významně ovlivněna.
Příklady slitin hliníku a jejich použití:
- EN AW 1050 (Al99.5): Populární třída hliníku pro všeobecné zpracování plechů, kde je požadována střední pevnost.
- EN AW 5754 (AlMg3): Slitina hliníku střední pevnosti, která se využívá na svařované konstrukce v jaderném, chemickém a potravinářském průmyslu, tlakové nádoby, trubky (pro hydraulické použití), kotle. Použití na karoserie vozidel. Velmi dobrá svařitelnost a odolnost proti korozi, zvláště v mořské vodě a námořním a průmyslovém ovzduší.
- EN AW 7075 (AlZn5.5MgCu): Hliník tvářený za studena, má nejvyšší pevnost ze všech hliníkových slitin strojních šroubů.
- EN AW 2007 (AlCu4MgMn): Patří mezi kalitelné slitiny. V souladu s tím, tepelné zpracování, jako je roztok žíhání a následné přirozené stárnutí jsou nezbytné, aby tato slitina mohla rozvíjet svůj plný potenciál.
- EN AW 6082 (AlSi1MgMn): Slitina, která se používá pro výrobu hliníkových plechů, profilů, kulatiny používaná všeobecně pro obrábění. Velmi dobrá odolnost proti korozi a svařitelnost (nižší hodnoty pnutí v oblasti sváru). Dobrá tvářitelnost zejména ve stavu T4. Slitina s pevností o něco vyšší než u 6061.
- EN AW 6060 (AlMgSi): Středně odolná tepelně zpracovatelná slitina s pevností mírně nižší než 6005A. Má velmi dobrou odolnost proti korozi a velmi dobrou svařitelnost plus dobrou tvářitelnost za studena, zejména při temperování T4.
Izolační vlastnosti a hliníková okna
Hliníková okna jsou v moderní architektuře často vyhledávanou volbou díky svému elegantnímu vzhledu, odolnosti a flexibilitě designu. Nicméně, jejich vliv na tepelnou izolaci domu je často diskutovaným tématem.
Čtěte také: Požární izolace a její samolepicí vlastnosti
Vysoká vodivost hliníku
Hliník je kov s vysokou tepelnou vodivostí, což znamená, že snadno přenáší teplo. Vlivem rozdílných elektrických potenciálů dochází při kombinaci hliníku s jinými kovy bez izolačních mezivrstev ke vzniku kontaktní koroze (vznik elektrického článku). Korozní proces je ovlivněn mj. jakostí povrchu. Hliník musí být zpracován s ohledem na ochranu proti korozi se zachováním konstrukčních zásad, uvedených v evropských a v českých normách. Je třeba se vyvarovat všech spár, dutin či ploch, kde by se mohla koncentrovat voda.
Řešení pro zlepšení izolačních vlastností
Moderní hliníková okna jsou vybavena technologií přerušení tepelného mostu, která spočívá v umístění izolační vrstvy (často plastu nebo speciální pěny) mezi vnitřní a vnější hliníkovou částí rámu. Řešení přerušení tepelného mostu v profilu (vázání dvou profilů přes izolátor) se vyvíjelo od 70 let minulého století. Počátkem osmdesátých let se vývoj ustálil na průběžných izolátorech, zpravidla z polyamidu vyztuženého skelným vláknem, zalisovaných do dvou hliníkových profilů. Velikostí a tvarem izolátorů jsou dány mechanické a tepelné vlastnosti profilu.
Použití dvojitých nebo trojitých izolačních skel s nízkoemisními povlaky výrazně zvyšuje tepelnou izolaci hliníkových oken. Díky inovativním technologiím, jako je přerušení tepelného mostu a použití izolačních skel, mohou hliníková okna dosáhnout solidní úrovně tepelné izolace. Při správném návrhu a instalaci mohou tyto okna přispět k energetické účinnosti domu a zachovat komfortní vnitřní prostředí.
Výroba profilů probíhá tlačením ve výkonném lisu, do kterého je vložen odlitek zpravidla ve slitině Al-Mg-Si 05 F22 zahřátý na teplotu 450°C, i nižší. Ocelové matrice jsou kruhového průřezu, s otvory pro protlačení hliníkové masy do požadovaného tvaru a zakřivení. Matrice jsou jednoúčelové a sestavené váží až 500kg. Celý proces lisování je plně automatizován. Profily se vytlačí na délku, kterou umožní výrobní hala, a následně se mechanicky natahují. Hotové profily se řežou na expediční délku, obvyklá je 6 m nebo 6,5 m, ale může být i delší.
Tabulka: Vlastnosti čistého hliníku
| Vlastnost | Hodnota | Jednotka |
|---|---|---|
| Specifické teplo (0-100 °C) | 0.215 | CAL / g·K |
| Tepelná vodivost (0-100 °C) | 0.50 | CAL / cm·s·K |
| Měrná hmotnost | 2.7 | g/cm3 |
| Bod tání | 660 | °C |
| Elektrická vodivost (pro Al 99,5) | 36 | m / mm2 |
Hliníková okna mohou nabídnout esteticky atraktivní a odolné řešení pro moderní stavby. Díky inovativním technologiím, jako je přerušení tepelného mostu a použití izolačních skel, mohou hliníková okna dosáhnout solidní úrovně tepelné izolace. Při správném návrhu a instalaci mohou tyto okna přispět k energetické účinnosti domu a zachovat komfortní vnitřní prostředí.
Čtěte také: Jak vybrat správné přechodové lišty
tags: #hlinik #izolacni #vlastnosti