ALUMINIUM
Vorkommen und Mineralien
Aluminium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 13 und dem Symbol Al. Es gehört zur Familie der Übergangsmetalle und ist das dritthäufigste Element in der Erdkruste. Im Jahr 2023 waren die Hauptproduzenten von Aluminium China (66 % der weltweiten Produktion), Indien und Russland*.
Da Aluminium sehr reaktionsfreudig ist, kommt es nahezu nicht in seiner natürlichen Form vor. Es ist jedoch in vielen mineralischen Verbindungen enthalten und wird hauptsächlich aus Bauxit gewonnen, das einen hohen Anteil an Tonerde (Al2O3) (48-61 %) aufweist.
Das Bayer-Verfahren ermöglicht es, die Tonerde aus Bauxit zu isolieren. Reines Aluminium wird durch Elektrolyse aus der gewonnenen Tonerde hergestellt.
Reines Aluminium ist extrem formbar, zerbrechlich und verformbar.
Aluminiumlegierungen und Klassifikation
Durch Zugabe bestimmter Elemente kann Aluminium verstärkt werden, und eine breite Palette von Eigenschaften wird möglich. Aluminiumlegierungen lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen, je nachdem, wie sie anschließend verarbeitet werden. Legierungen für die Umformung werden mechanisch bei Raumtemperatur bearbeitet (z. B. Drahtziehen, Walzen, Schmieden etc.). Diese Legierungen werden für die Herstellung von Uhrenkomponenten verwendet. Die zweite Kategorie umfasst Legierungen für die Gießerei (zum Beispiel wird der Gehäusekörper von Uhrwerken oft durch Gießen von Aluminium hergestellt).
Aluminiumlegierungen werden in verschiedene Serien unterteilt, je nachdem, welches Hauptlegierungselement hinzugefügt wird. Für Legierungen zum Umformen sind die wichtigsten Kategorien:
- Serie 1000: Aluminium mit mehr als 99 %
- Serie 2000: Hauptlegierungselement: Kupfer (Cu)
- Serie 3000: Hauptlegierungselement: Mangan (Mn)
- Serie 4000: Hauptlegierungselement: Silizium (Si)
- Serie 5000: Hauptlegierungselement: Magnesium (Mg)
- Serie 6000: Hauptlegierungselemente: Magnesium (Mg) und Silizium (Si)
- Serie 7000: Hauptlegierungselement: Zink (Zn)
Eigenschaften
Aluminium ist besonders leicht und korrosionsbeständig. Wie Titan ist Aluminium sehr anfällig für Oxidation, und es bildet sich eine passive Schicht aus Aluminiumoxid (hart und elektrisch isolierend) an seiner Oberfläche im Kontakt mit Sauerstoff. Die Homogenität und Dicke dieser Schicht können durch Anodisation (Eloxierung) kontrolliert und gesteuert werden. Durch Zugabe von Farbstoffen während der Anodisation kann die Aluminiumoberfläche in einer Vielzahl von Farben gefärbt werden.
Aluminium lässt sich leicht bearbeiten und weist eine gute elektrische Leitfähigkeit auf. Es eignet sich daher für die meisten Fertigungsmethoden (Bearbeitung, Prägen, Elektroerosion usw.).
*Quelle: Statista.com
Aluminium wurde zu Beginn des 19. Jahrhunderts entdeckt. Zunächst wurde es chemisch aus Tonerde isoliert, was mit hohen Kosten verbunden war. Mit dem Aufkommen der Elektrizität wurde es jedoch ab 1886 möglich, Aluminium durch elektrolytische Verfahren zu produzieren, was seine industrielle Herstellung zu geringeren Kosten ermöglichte. Die Zunahme neuer Produktionsländer gegen 1970 führte zu einem drastischen Rückgang der Aluminiumpreise und trug zu seiner Demokratisierung bei. Der Einsatz von Aluminium in der Uhrmacherei begann in den 1980er Jahren (für Gehäuseteile, Gehäuse).
Obwohl Aluminium nur in begrenztem Umfang bei der Herstellung von Uhren verwendet wird, findet es in der Fertigung von Werkzeugen (Spannvorrichtungen, Griffen usw.) und in vielen Legierungen eine weite Verbreitung. Ab den 1980er Jahren wird Aluminium auch für die Herstellung von Uhrengehäusen verwendet. Einige seiner Legierungen kommen zudem bei der Fertigung von Zeigern oder sogar von Teilen von Regulierorganen (Balancierfedern, Pendelgewichte usw.) zum Einsatz.
Vorteile:
Niedrige Dichte.
Nachteile:
Obwohl die Oxidation an der Oberfläche bleibt und nicht in die Tiefe geht, ist es ein Metall, das oxidiert und daher seine Farbe ändern kann.