alüminyum metali-uygulamaları

GAZOSMANPAA NVERSTES

Teknik Bilimler Meslek Yksek Okulu naat Teknolojisi Blm

ALMNYUM METAL

HAZIRLAYAN ZGR ULUSOY

143404012

Yard.Do. Bahattin ZTOPRAK

TOKAT 2014

NDEKLER

1.Blm.........................................................................................1

2.Blm.............................................................................................5

3.Blm...........................................................................................15

Alminyum retimi.......................................................................1

Alminyum Profil retimi...............................................................5

Yaplarda Alminyum................................................................15

1.1 Tarihe...................................................................................................1

2.1 Giri........................................................................................................5

2.2 Alminyum Ekstrzyon retimi............................................................7

2.3 Yalandrma(Termik).............................................................................9

2.4 Yzey lemleri.......................................................................................9

2.4.1 Eloksal Kaplama.............................................................................9

2.4.2 Eleltrostatik Boya..........................................................................13

3.1 Giri......................................................................................................15

3.1 Alminyum Kap ve Pencereler.........................................................16

3.1 Cephelerde Alminyum.....................................................................18

1.2 Alminyum Cevheri ve Alamlar.......................................................2

Bu devde alminyum cevherlerinden metalik alminyumun retim aamalar ele alntr. Ayrca inaat sektrnde kullanlan alamlar ve retim metodlarna da yer verilmitir. Alminyum ekstrzyon, yalandrma sl ilemi, yzey ilemleri ve zellikle an-adik oksidasyonla yzey kaplama prosesleri ifade edilmitir. Bu ilemler neticesinde retilen, inaat sektrnde modern mimarinin vazgeilmez paras olan alminyum profiller ve uygulamalarna deinilmitir.

ZET

1 Blm

Alminyum retimi

Yeryznn yaklak 7,5-% 8 gibi nemli bir blmnde bulunan alminyum, ancak 1886 ylnda elektroliz ynteminin kullanlmaya balanmasyla endstriyel apta retilebilmitir. Saf alminyum, hafif mavimsi beyaz bir metaldir ve Al ile sembolize edilmektedir. Atomik arl 26,981 g/mol dr. Alminyum, 1807 ylnda Sir Humprey Davy tarafndan ilk defa oksit halindeki bileiinden ay-rtrlarak elde edilmitir. Yeryznde en ok bulunan oksijen ve silisyumdan sonra bulunan nc element olmasna ve yeryz kabuunun % 8ini oluturmasna ramen, alminyum bileiklerin-in ok dengeli olmas sebebiyle, alminyumun endstriyel apta retimine ancak 1886 ylnda Charles Martin Hall ve Paul T. Her-oultun birbirinden habersiz olarak yaptklar elektroliz ynteminin kullanlmaya balanmas ile geilmitir. Bylece, elektroliz yntemi ile retimin kefedilmesinden gnmze kadar alminyum retimi dnyada, yllk 13 tondan, 21 milyon ton un zerine ykselmi, demir ve elikten sonra en ok kullanlan ikinci metal olmutur. re-tim eitlerinin artyla alminyumun birim fiyat ilk kt yllarda altn ve gm gibi kymetli metaller snfnda yer almtr ancak, u an bakr ile karlatrlabilir dzeye dmtr. Alminyum re-tim miktar asndan demirden sonra ikinci sray alr. Alminyum, hafiflii, kolay ilenebilirlii, iletken olmas, salaml ve korozyon-dan etkilenmemesi gibi dier metallere gre sahip olduu avan-tajlar sebebiyle pek ok retim dalnda tercih edilen bir metaldir. Saf olarak kullanld gibi, alam olarak da kullanlabilmektedir. Scak ekilmeyi azaltmas, korozyona olan direnci, akkanl, ilenebilme ve kaynak edilebilme zelliklerini arttrmak amac ile alminyuma yzden fazla eitte alam elementleri eklenebilmek-tedir [1].

Alminyumun en dikkat ekici karakteristii ok ynl bir malzeme olmasdr. nceltilmi yksek safiyetteki alminyumdan en kompleks alamlara doru gidildike fiziksel ve mekanik zel-likler kayda deer lde gelitirilebilir. yzden fazla alminyum alamnn bileimi yaygn olarak tannmaktadr. Buna ilave olar-ak, hem uluslar aras hem de tedariki/mteri arasnda eitli alam sistemleri mevcuttur. Tablo-1.1 de saf alminyumun genel zellikleri gsterilmitir[2].

1.1 TARHE

1 GOP ni. naat Teknolojisi

Alminyum metali ilenebilirlik, hafiflik ve elektrik direnci gibi bir ok bakmndan son yzyln ve gelecein en kymetli metalleri arasnda yer alr. Gnmzde enerji, inaat, otomotiv, elektrik ve elektronik gibi bir ok sektrde zellikleri bakmndan tercih edilen metaller arasnda st sralarda yer almaktadr.

Alminyum tabiatta metalik olarak bulunmaz. Fakat muhte-lif bileiklerinin olduu formlar vardr. lk metalik alminyum 1825de Danimarkal fiziki Hans Christian Oersted tarafndan elde edilmitir. Modern alminyum endstrisinin douu ise bir nceki balkta ifade edilmiti [3].

ok komplike ve zor olan alminyum elde edilmesi esas iti-baryla iki ksmda incelenir:

1) Alminyum cevherlerinden alminyumoksitin elde edilm-

esi,

2) Alminyumoksitten metalik alminyumun elde edilmesi.

Gnmzde alminyumun endstriyel anlamda en nem-li cevheri boksittir. Boksit ismi ilk defa Fransann Boksit(Bauxite) kynde bulunan Al2O3.2H2O mineraline kyn ismine izafen ver-ilmitir. Dier baz nemli minaraller ise yledir: Nefelin(NaAlSiO4), Lsit(KAlSi2O6), Labradorit(Anartit ve albit karm), Andaluzit(Al-SiO5), Kriyolit(Na3AlF6), Alunit((AlO3)(SO4)2.3(H2O))...

Boksit minaralleri kimyevi bileim ve fiziksel zellikleri bakmndan 3e ayrlr ve bulunduklar yerler yledir:

1)Hidrargillit(Jipsit): Byk apta tropikal laterit ve Akdeniz blgesi boksitlerinde bulunur.

2)Bhmit: Gney Avrupa boksitlerinde bulunur.

3)Diyasporit: Urallerde, Yunanistan ve Trkiyede bulunur.

1.2ALMNYUM CEVHER VE ALAIMLARI

zellik Deer

Isl Ntron Kesiti 0.232 0.003 barns

Latis Sabiti(birim kpn kenar uzun-luu)

4.0496 x 10-10 m(298 K de)(24.85 oC)

Younluk(kat) 2.699 g/cm3(latis aralklarndan gidilerek hes-aplanan teorik younluk) 2.697 - 2.699 g/cm3 ( polikristalin malzeme)

Younluk(sv) 2.357 g/cm3 (972 K de) (698.85 oC) 2.304 g/cm3(1173 K de)(899.85 oC)

Uzama Katsays 23 x 10-6 1/K (293 K de)

Isl letkenlik 2.37 W/(cm.K) (298 K de)(24.85 oC)

Hacimsel zdiren(elektriksel) 2.655 x 10-8 .m

Manyetik Yatknlk(molar) 16 x 10-3 m3/mol (298 K de )(24.85 oC)

Yzey Gerilimi 868 dyne/cm(ergime noktasnda)

Viskozite 0.012 poise (ergime noktasnda)

Ergime Noktas 933.5 K (660.35 oC)

Kaynama Noktas 2767 K (2493.85 oC)

Ergime Iss 397 j/g

Tablo-1.1 Yksek Saflktaki( % 99.95) Alminyumun Baz zellikleri[2].

Alminyum Metali 2

Alminyum minerali olarak endstriyel nitelii nemsiz Kore-donu da minerolojik olarak boksit grubu mineraller iinde saymak mmkndr. Koredon daha ziyade Burma, seylan ve Trkiyede bulunur [3].

Bu boksit minerali ierisinde en ekonomik olan Hidrargil-lit(jipsit), daha sonra Bhmit ve en az ekonomik olan da Diyaspo-rittir [3].

Dnyada Grnr Boksit rezervi 6 milyar tonun zerindedir[3].

Saf alminyum retim aamalar:

Madenden karlan boksit(alminyum) cevherleri, sudkostik eriyii ile baz ilemlerden geirilerek alminyum hidroksit elde-si salanr. Bu ilem sonucunda meydana gelen kalntlar ayrlr. Geriye kalan alminyum hidroksitin kalsinasyonu ile alminyum oksit elde edilir.

ekil-1.1 Alminyumoksit Eldesinin ematik Gsterimi[10].

Alminyumoksit elde edildikten sonra saf alminyum retim aamalar balar. Beyaz bir toz grnmndeki alminyumoksit, elektroliz ilemi iin hcre ad verilen zel yerlere tanr.

ekil-1.2 Birincil Alminyum Eldesinin ematik Gsterimi[10].


Burada ama, alminyumu oksijenden ayrmaktr. Elektroliz ilemi iin 4-5 volt gerilimle doru akm alminyumoksite uygu-lanr. Bu ilem sonunda hcre dibindeki biriken saf alminyum alnarak alminyum retimi tamamlanr. Bu yntemle retilen alminyuma birincil alminyum denir[11].

Alminyum Alamlarnn Snflandrlmas:

Alminyum alamlar retim yntemine gre dvme alminyum alamlar ve dkm alminyum alamlar olmak zere iki ana gruba ayrlrlar. Dvme alminyum alamlar, in-got olarak retilen alamn plastik ekil verme yntemleri ile yar maml ya da maml haline getirilmesi ile elde edilir. Dkm alminyum alamlar ise bileimi ve zellikleri ayarlanm sv metalin kalba dklmesi ile elde edilirler[2].

Alminyum alamlarnn snflandrmasnda Alminyum Birlii(AA) tarafndan gelitirilen bir simgeleme sistemi kullanl-maktadr[2].

DvmeAlamlar

Alam Yalandrma sl ilemi

1xxxa Ticari saflkta Al(>%99 Al) Yalanamaz

2xxx Al-Cu Yalanabilir

3xxx Al-Mn Yalanamaz

4xxx Al-Si ve Al-Mg-Si Yalanabilir(Eer Mg ve Si var se)

5xxx Al-Mg Yalanamaz

6xxx Al-Mg-Si Yalanabilir

7xxx Al-Mg-Zn Yalanabilir

8xxx Dier Elementler(Li, Sn, Zr ve B) Yalanabilir

9xxx Kullanlmayan Seri -

Dkm Alamlar

1xx.xb Ticari saflkta Al(>%99 Al) Yalanamaz

2xx.x Al-Cu Yalanabilir

3xx.x Al-Si-Cu veya Al-Mg-Si Bazlar Yalanabilir

4xx.x Al-Si Yalanamaz

5xx.x Al-Mg Yalanamaz

6xx.x Kullanlmayan Seri -

7xx.x Al-Mg-Zn Yalanabilir

8xx.x Al-Sn Yalanabilir

9xx.x Kullanlmayan Seri -

Tablo-1.2 Alminyum Alam Trleri[2].

Alminyum Metali 4

2 Blm

Alminyum Profil retimi

Metal, medeniyetin geliiminde nemli grev yapmaktadr. Bu gelime srecinde, alminyum kadar rol oynayan az sayda metal bulunur. Alminyum kendisine has zellikleri ile ok eski alardan beri bilinen, aa, bakr, demir ve elik gibi birok mal-zemeden daha nem kazanm bulunmaktadr. 19. yzyln ikinci yarsndan beri endstriyel apta retilen ok gen metal olmas-na ramen, bugn bakr ve alamlar, kurun, kalay ve inko gibi tm demir d metallerin toplam kullanmndan daha ok miktar-da kullanlmaktadr.

Alminyum profilin zellikleri:i. Alminyum hafiftir. Ayn hacimdeki bir elik malzemenin

arlnn ancak te biri kadar arlktadr.

ii. Alminyum, hava artlarna, yiyecek maddelerine ve gn-lk yaamda kullanlan pek ok sv ve gazlara kar dayankllk gsterir.

iii. Alminyumun yanstma kabiliyeti yksektir. Gm beyaz renginin bu zellie olan katks ile beraber gerek i gerekse d mimari iin cazibeli bir grnme sahiptir. Alminyum bu gzel grnm, anodik aksidasyon (eloksal), lke maddeleri vs. gibi uygulamalar ile uzun mddet korunabilir. Hata birok uygulama-da tabii oksit tabakas bile yeterli olur.

iv. eitli alminyum alamlarnn mukavemeti, normal yap eliinin mukavemetine denk veya daha yksektir.

v. Alminyum elastik bir malzemedir. Bu nedenle ani darbel-ere kar dayankllk dk scaklarda azalmaz. (eliklerin, dk scaklklarda ani darbelerde mukavemeti azalr.)

vi. Alminyum, ilenmesi kolay bir metaldir. yle ki, kalnl 1/100 mm. den daha ince olan folyo veya tel haline getirilebilir.

vii. Alminyum s ve elektrii bakr kadar iyi iletir.

viii. Alminyuma ekil vermek iin dkm, dvme, had-deleme, presleme, ekstrzyon, ekme gibi tm metotlar uygula-nabilir.

2.1 GR

Alminyum bir ok ekilde ve amaca ynelik olarak retilebilir. Otomobil, Havaclk ve Uzay sanayi, naat sektr gibi alanlar-da amaca uygun retim yaplabilmektedir. Bu blmde inaat sektrnde kullanlan alminyum profil retiminde, Ekstrzyon, Termik(Yalandrma) ilemi, Yzey ve Boyama ilemleri hakknda bilgi verilecektir.


Bu zelliklerin yan sra baz teknik zellikleri dier metallere nazaran daha iyidir. Bu zellikler Tablo-2.1 de gsterilmitir.

Akma Dayanm(K/mm2) 12 Isl lem T5

% Uzama (500mm)(mm/mm2) 8 ekme Dayanm(K/mm2) 15.5

Kesme Dayanm(K/mm2) 11.5 Sertlik(HB)(K/mm2) 60

zgl Arlk(K/m3) 2710 Elastisite Modl(K/mm2) 6900

Issa iletkenlik(20o)(W/moK) 178 Genleme Katsays(20-100oC)/oC

23x10-6

Elektriksel Diren(20o)(mm/m)

Korozyon Direnci ok yi

Kaynak Edebilme yi

Eloksal Olabilme zellii ok yi

Tablo-2.1 Alminyumun Teknik zellikleri.

Alminyum konut, dier yaplar, bina at iskeleti, kap/pencere doramalar ve cephe at kaplamalar gibi inaat se-ktrnn birok ksmnda kullanlr. Alminyum salamlnn yannda dekoratif grnm nedeni ile de tercih edilir. Gerek natrel veya renkli anodik oksidasyon kaplama, gerekse lake boyama ile alminyum; mimar ve mhendislere inaat sektrnde zengin seenekler sunar[1]. Tabii olarak alminyumun kullanm alanlarna dalm yapldnda %25 ile en ok inaat sektrnde kullanlmaktadr. ekil-2.1 de Alminyumun kullanm alanlarna gre dalm gsterilmektedir.

ekil-2.1 Alminyumun Kullanm Alanlarna Gre Dalm[1].

Alminyum en geni kapsamda, birincil ve ikincil retim ol-mak zere iki ekilde retilir. Birincil Alminyum 1.Blmde de ifade edildii gibi alminyum cevherlerinden retilir, ikincil alminyum ise geri dnme(Hurda) alnm alminyumlardan elde edilmek-tedir.

Alminyum rnleri u ekildedir;

a)Dkm rnleri(Dkm inagotu, yuvarlak ve keli inagot, yass inagot, Srekli dkm levha ve ubuk, Granle alminyum, Toz alminyum)[2].

Alminyum Metali 6

b)Hadde rnleri(Scak haddei souk hadde, Folyo:7-200 m)[2].

c)Ekstrzyon rnleri(Platina, Alminyum boru ve ubuk, Alminyum iletken ve teller, i dolu profiller, i bo profiller)[2].

d)Para dkm rnleri[2].

naat sektrnde en ok kullanlan retim ekli ekstrzyon-dur. Alminyum profiller genellikle ekstrzyonla retilirler.

Alminyumun birok ekilde retilebilecei bir nceki blm-de ifade edilmiti. Bu blmde alminyum profillerin yalandrma ilemine kadar olan yolculuu ele alnacaktr.

Ekstrzyon ileminde ana unsur vardr. Bunlar srayla, 1-Alminyum hammadde, 2- Ekstrzyon presi, 3- Kalp eklindedir.

Alminyum hammadde olarak yuvarlak ve keli inagot kullanlr, bu inagotlar istenilen zellikleri alminyuma kazandran alamlar hesaplanarak retilen birincil alminyum rnleridir(Az-da olsa ikincil alminyum rnleri sade statik boya yaplacak alminyumlarda da kullanlmaktadr). Bu rnlere sanayiciler Biyet ismini vermilerdir. Biyetin kalitesini daha henz sv metal iken pota metalrjisinde alamlanmas, sonrasnda dkm para-metrelerinin optimizasyonu ve dkm sonras yaplan homojeni-zasyon sl ilem belirlemektedir[4]. ekil-2.2 de biyetin bir fotoraf grlmektedir.

ekil-2.2 Biyetin Bir Fotoraf.

Ekstrzyon presler genelde hidrolik basn ile almaktadr. Alminyum hammadde takoz bir alc kovan iine konur bir stam-pa vastasyla alminyum takoza bask yaplr[4]. Alminyum takoz zorla matris adn verilen kalp ierisinden geirilir. Bylece ekstrzyon yoluyla imalat gereklemi olur. ekil-2.3 de retim anndaki ekstrzyon presin fotoraf grlmektedir.

Matris(Kalp) genelde, scak i takm eliinden retilen ve profilin ekstrzyon sonras eklini almas iin kullanlan bir aratr. Kalp alminyum profil tedarikileri tarafndan ihtiyaca uygun ekillerdeki alminyum profilleri ekillerini belirleyip, kalp firmalar

2.2ALMNYUMEKSTRZYON

RETM


ekil-2.3 retim Anndaki Ektrzyon Presin Fotoraf.

tarafndan teknik izim ve tasarm aamalarndan sonra retilip alminyum ekstrzyon preste kullanlmaktadr. ekil-2.4de Kalbn teknik izim ve bir fotoraf grlmektedir.

ekil-2.3 Kalbn Teknik izim ve Fotoraf.

Alminyum ekstrzyonda, biyet malzeme kovan iine konul-madan nce tavlama ilemi yaplr. Bu ilem s yardm ile yaplr ve yumuatlm biyet uygulanacak basncn azalmasn salar. Biyetin alam ve ekstrze artlarna bal olarak kovan ve kalp yksek scaklklara karlarak sl denge salanr[5]. retim mik-tarna gre boyu belirlenen biyet zmba denilen bir yntemle kovan ierisine yerletirilir. Basn uygulanmaya baladnda bi-yet malzeme kalp boluundan kalbn kesitini oluturacak ekil-de akar. Genelde 24 m uzunluunda oluan profiller biyet bitene kadar ekilir. Ardndan eitli yntemlerle soumaya braklr. Soutma ileminden sonra profil ierisinde kalm kalnt gerilimler varsa onlar almak ve boyutsal olarak dorusall salamak iin profiller iki ucundan tutturularak gerdirilir. Profiller istenilen boylar-da kesilerek yalandrma ilemi iin hazrlanrlar.

Alminyum Metali 8

Ekstrzyondan kan alminyum profiller Termiksiz alminyum profil olarak adlandrlr. Termiksiz alminyum profiller elle veya basit makinalar vastasyla bklebilme zellii tamak-tadr. Yaplarn oval ksmlarnda i akn rahatlatmak iin kul-lanlr(Deiik kullanm alanlarda mevcuttur).

Dier taraftan en ok kullanlan eiti Termikli yalandrlm alminyum profildir. Yalandrma ileminin amac profili istenilen sertlie-kopma dayanmna ulatrmaktr.

Yalandrma sl ilemi-Termik(kelme sertlemesi), ar doy-mu kat zeltinin bozunarak ara fazlarn olumas ve sonuta bir denge keltisinin meydana gelmesidir[6].

Bu arada alminyum profillerin termik ilemleri srasnda, zeltiye alma, su verme gibi ilemlerde uygulanmaktadr. Genel olarak ekstrzyon ileminden sonra termik frnlar ad verilen frn-larda eitli parametreler vastasyla yalandrma ilemi yaplmak-tadr. Tablo-2.2 de baz parametreler verilmitir.

177 oC de 16 saat185 oC de 8 saat204 oC de 2 saat

Tablo-2.2 Alminyumun Termik Frnnda Bekletilecei Scaklk ve Sreleri[6].

Burada eer profillere Eloksal ilemi yaplacaksa termik sresini uzatmak eloksalda mat grnm eldesi zorlamaktadr.

Sonu olarak; yalandrma sl ilemi ile alminyum profilin sertlemesini ve kopma dayanmn arttrarak, hem istenilen me-kanik zellikler hemde yksek mukavemetli bir malzeme elde edil-mektedir.

Yalandrma sl ileminden sonra alminyum profiller yzey ilem-lerine tabi tutulur(Tabii renginde de kullanlmaktadr). Alminyu-ma iki farkl metodla yzey ilemi(Renklendirme) baaryla uygulanabilmektedir. Bunlar, elektrostatik boya ve anodik oksi-dasyon(Eloksal).

Eloksal ilemi ve statik boya ilemi alminyum profillerde iste-nilen rengin verilmesinde en ok tercih edililen iki yntemdir.

nceleri eloksal (anodik oksidasyon) renklerindeki azlk sebebiyle fazla kullanlmamaktayd. Daha sonralar zellikle alminyumun tabii renginde renklendirme ilemi uygulanmaya baland ve gnmzde en ok tercih edilen renk ve metod haline geldi. Statik boya ise halen kullanlmakta ve eloksal da elde edile-meyen renklerde ve ikincil retim alminyum profillerin renklendi-rilmesinde tercih edilmektedir.

Eloksal ilemi birincil retim rn olan alminyum profillerin yzeylerini Al2O3 (Alminyum oksit) tabakas ile kaplanmas ilem-idir.

Eloksal kaplama ilemi bir ok nilemden olumaktadr. Bu ilemler u ekildedir:

2.3YALADIRMA

(TERMK)

2.4YZEY

LEMLER

2.4.1ELOKSAL

KAPLAMA


Dekoratif Grnm in nilemler:

Yzeyin dekoratif grnmn deitirmeye ynelik olan ilemler, mekanik veya kimyasal olabilirler. Yzeyde oluturulan mat, parlak, metalik, veya tekstrl grnm; zerine uygulanan eloksal,veya saydam lak tabakalar ile rtlerek korunur [7].

Mekanik nilemler:

Mekanik ilemler arasnda polisaj (parlatma), satinaj, apak alma, veya kumlama gibi ilemler saylabilir [7].

apak alma ve kumlama gibi ilemler daha ziyade kk paralar iin uygulanr. Bunlar, dorama aksesuarlar, kap/pencere kollar, deniz tekneleri iin aksesuarlar ve eitli kullanm-lar iin dkm paralar gibi rnlerdir [7].

Polisaj ve satinaj ilemleri ise genellikle profillere uygulanr. Polisaj ileminde zel tekstilden (bez) yaplan fralar, satinaj ile-minde ise paslanmaz elik tellerden yaplan fralar kullanlr. Yaplacak iin kapasitesine ve yzey kalitesine gre imal edilm-i, 2-4-6-8 sra paslanmaz elik ve zel plastik fralara sahip sat-inaj makinalar kullanlarak profiller, kullanlan makinaya gre tek tek veya birka bir arada olacak ekilde ilemden geirilir. Alminyum profil yzeyine uygulanacak olan tel fralama (sat-inaj) ilemi ile, kostikleme ileminin daha ksa sreli olmas ve eloksal sonrasnda yapsal izgi (structural streaking) ve/veya gal-vaniz grnts (galvanizing effect) olumamas mmkn olmak-tadr [7].

Ayrca, tel fralama satinaj ilemiyle, kullanlan fra tell-erinin kalnlna bal olarak, istendiinde alminyum profil yzeyinde dekoratif amal zmparalama ilemindekine benzer bir desen oluturulur [7].

Alminyum ekstrzyon profil polisaj ileminde de, makina tipine bal olarak kat veya sv bir cila kullanlr. Yaplacak iin kapasite ve durumuna gre iki masal veya tek masal, 2 veya tek fra takml yar otomatik polisaj makinalar kat veya sv polisaj (parlatma) cilas kullanabilir. Kullanlacak fra cinsi de yaplacak ie gre seilir. Polisaj ilemi sonunda parlak bir yzey elde edilir [7].

Gerek kk para, gerekse de profillere uygulanan bir ba-ka ilem de zmparalamadr. Zmparalama ile, zel zmpara erit-leri kullanlarak, zmprann gren (tane) byklne bal olarak, yzeyde sade veya eitli tekstr grntleri oluturulur. Zmpara ile alminyum temas yzeyinde sv veya kat bir yalayc gerekir [7].

Alminyum profil yzeyinin eloksal sonrasnda mat (saten) grnm kazanmas iin yaplan kostikle dalama ileminden nce uygulacak kumlama prosesi ile, daha zel mat bir grnm elde edilir [7].

Alminyum Metali 10

Tm mekanik ilemlerin sonucunda, yzeyden kaldrlan metal tabakas ve kullanlan cila/yalar nedeniyle, yzeyde bir miktar kalnt kalabilir. Bu ilem sonras kalntlar, yaalma ban-yolarndaki kimyasalarla temizlenebilir [7].

Kimyasal nilemler:

Kimyasal nilemler, sonuta istenen yzey kalitesine (grnmne) gre seilir. Sonuta mat yzey elde etmek iin sodyum-hidroksit ieren eriyiklerde dalama (kostikleme) yaplrken, parlak yzey eldesi iin de asit ieren eriyiklerle kimyasal daldrma veya ele-krokimyasal parlatma metodlar kullanilr. Parlatma iin kullanlan eriyiklerde, fosforik, slfrik, nitrik, kromik asitlerin tamam veya birka bulunabilir [7].

Kimyasal nilemler, birka etaptan oluur. Matlatrmaya ynelik kostikleme veya parlatma ilemlerinden nce, yzeye andrc tesirde bulunmayan bir temizleyici (yaalma) ilem uy-gulanr. Kostikleme veya parlatma ilemini ise, yzeyde oluacak reaksiyon kalntlarn temizlemeye ynelik bir asitle temizleme ilemi takip eder. Asitle temizleme (desmut) eriyiklerinde nitrik asit ve florrler bulunabilir [7].

Yaalma:

Genellikle, yaalma eriyikleri, su-esasl eriyikler olup, karbonat, fosfat, slatc ajan ve bazen de bir kompleks yapc ieren bazik eriyiklerdir. Alternatif olarak, slfrik veya fosforik asit ve baz il-ave kimysallar ieren asidik bir eriyik de olabilir. Su esasl yaal-ma banyolar 70 ila 90 C arasnda alrlar. Oda scaklnda alan, baz hidrokarbon eriticiler ieren organik esasl yaalclar, zellikle mekanik yntemle parlatlm yzeylerdeki polisaj cilasn temizlemekte yetersiz kalrlar. Ayrca, atksu iinde bulunacak hi-drokarbonlar nedeniyle de tercih edilmezler [7].

Buharla yaalma (vapour degreasing), zellikle kk paralarn yzeyinde kalabilecek polisaj cilasnn temizlii iin kul-lanlabilir. Bununla beraber, evre sorunlar nedeniyle (evreye zararl uucu hidrokarbonlar ierdiklerinden) yerlerini su-esasl eri-yiklere brakmaktadrlar [7].

Mimari uygulamalarda en yaygn kullanlan alminyum alam olan 6060/6063/AlMgSi0,5 malzemelerin yaalma ile-minde dikkat edilecek husus, yaalma srasnda yzeyin dalan-mamasdr (matlamamasdr). Bunun iin, alkali etkisi olmayan bir yaalma eriyii veya asit esasl bir yaalma eriyii kullanl-maldir. Yzeyi andrabilecek kadar kuvvetli bir alkali derecesine sahip olan yaalma banyolarnda, yzeyde bulunan alminyum oksit-magnezyum oksit tabakasnn dzensiz znmesi nedeniyle, yzeyde gz ho gelmeyen lekeler (white-etch bloom) oluabilir [7].


Matlatrma:

Alminyum yzeyinin matlatrlmas iin genelde sud-kostik ieren eriyikler kullanlr ve bu ileme kostikleme denir. Kostik banyosu, 60 C civarnda alr. Reaksiyon sonucunda, yzey alannn her metrekaresinden 80-120 gr alminyum znerek eri-yie geer. Eriyie geen alminyum denge konsantrasyonunu atnda, banyo dibine kelir. Kostik banyolarnda, alminyum konsantrasyonu nemlidir ve kontrol edilmelidir. Eriyik iindeki ser-best sodyum hidroksitin alminyuma oran, banyo dibinde kelti olumamas ynnden byk nem tar. Yzeyde, galvaniz et-kisinin grnmemesi iin, matlatrma banyosunun inko konsan-trasyonu da gzaltnda tutulmaldr [7].

Kimyasal matlatrmann daha ksa srede yaplmas, elok-sal ileminden nce kumlama prosesi ile mmkn olmaktadr. Bylece hem kostikle dalama sresinden, hem de kullanlan kimyasallardan (ilem ve endstriyel atksu artm iin) tasarruf salanmakta ve eloksal sonrasnda ortaya kabilen yapsal izgi ve galvaniz grnts engellenmektedir [7].

Kostik Rejenerasyonu:

Kostik banyosunda eriyen alminyumu eriyikten dar alan (tem-izleyen) ve bylece eriyik iindeki sud-kostii geri kazanan (rejen-erasyon) proses ve ekipmanlar mevcuttur. Geri kazanma ilemi, Bayer Prosesi esasna dayanr. Rejenerasyon ileminde, kostik eri-yii; kostik banyosu ile kristalizatr arasnda kapal devre dolar. Kristalizatr, bir eit depo olup, eriyik iindeki alminyumun, alu-mina-tri-hidrat olarak ktrld yerdir. Bu kelti iindeki su giderilerek, %90 orannda kat atk elde edilebilir [7].

Kostiin bu ekilde geri kazanm ile elde edilen faydalar un-lardr: 1) Matlatrma ileminde kullanlan sud-kostik tasarrufu, 2) Atksu artm giderlerinden tasarruf, 3)Ticari deeri olan bir kat atk [7].

Bununla beraber, geri kazanlm kostik ile yaplan matlatr-ma ileminde elde edilen matlk derecesi, normal banyolara gre daha azdr. Ayrca, homojen matlk elde edilmesinde de problem oluabilir [7].

Kimyasal Parlatma (Polisaj):

Parlak yzeyli alminyum, Avrupada, sadece dekorasyon iin tercih edilir. Bununla beraber, yar-parlak yzeyli levhalar baz otomobil firmalarnn garaj binalarnn kaplanmasnda kullanl-maktadr. Trkiye ve Ortadou lkelerinde ise, mimari amala kullanlan alminyum profiller, daha ok parlak grnmde ter-cih edilmektedir. Parlatma iki metodla yaplabilir: Kimyasal par-latma, veya Elektro-kimyasal parlatma. Kimyasal parlatmada en parlak yzey alminyumun nce mekanik polisaj ileminden geirilmesi, sonra da 100 C civarnda alan ve fosforik, slfrik, nitrik asit ieren eriyiklere (banyo), daldrlmas ile elde edilir [7].

Alminyum Metali 12

Yar-parlak kimyasal parlatma banyolar ise, 80-95 C scak-lkta alr ve slfrik-nitrik asit karmndan oluur [7].

Elektro-kimyasal parlatma ise, adndan da anlalaca gibi, kimyasal parlatma banyosuna elektrik akm (DC, doru akm) verilerek yaplr. Bu banyolar; fosforik, kromik, slfrik ve nitrik asitlerin karmlarndan hazrlanr. alma scaklklar 75-85 C ar-asnda olup, uygulanan akm younluu 20 A/dm ye ulaabil-ir. Elektrokimyasal parlatma prosesi, alminyum kalitesinde daha seici olduundan, kimyasal parlatma sektrde daha ok tercih edilir [7].

Avrupada, 6060/6063/AlMgSi0,5 alamndan parlak yzey-li ekstrzyon rnleri, en fazla du kabinlerinin retimi ve hal pro-filleri gibi uygulama alanlar bulur. Bununla beraber, ekstrzyon sektrnde en parlak yzey eldesi iin 6463 alam tercih edil-melidir [7].

Parlatma banyolarnn akkanlklar dktr. Bu nedenle, banyodan kan alminyum zerine yapp tanmalar nedeni-yle sarfiyat yksektir. zellikle kuzey Amerikada, oto trim mal-zemeleri reten firmalarda, fosforik asidi geri kazanmak amacyle rejenerasyon niteleri kullanlmaktadr [7].

Temizleme (Desmut):

Kostikle yaplan matlatrma veya kimyasal parlatma ilemleri sonucunda, alminyum yzeyinde bir amur tabakas (reaksiyon rn) oluur. Bunun temizlenmesi iin, asidik bir banyo kullanlr. Bu amala en yaygn kullanlan banyo, oda scaklnda alan ve hacimsel olarak %30-50 konsantrasyonda nitrik asit ieren ban-yodur [7].

6063 alamnn kostikle matlatrlmasndan sonraki yzey temizlii iin, slfrik asit ieren atk eloksal eriyii de kullanlabilir. Bu eriyie, dk konsantrasyonda bir oksitleyici asit veya bileik ilave edilmesi, alminyum yzeyinde korozyon olumamas iin tavsiye edilir[7].

Tm bu ilemlerden sonra alminyum ok zel bir proses-den geer. Eloksal ilemi kabaca bir elektroliz ilemi olduundan alminyum anod ve zel hazrlanm bir zelti elektrolik grevi grmek suretiyle elektroliz ilemi yaplr. Netice ise alminyum yzeyi istenilen alminyum oksit tabakasyla kaplanm olur [7].

Elektrostatik boya (Statik boya), Gemi yllarda alminyumun boyamada kullanlan eloksal yntemindeki ki renk kstll ned-eniyle en ok kullanlan yntemdi. Gnmzde satatik boya ok zel renk(Ahab desenleri gibi), ve ikincil retim rn alminyum profillerin(Hurdan alminyumlarn geri kazanm) boyanmasnda kullanlr.

Eloksal ynteminde olduu gibi boyamadan nce birka ilemden geer. Statik boya bir yzey kaplama ilemi olduundan

2.4.2ELEKTROSTA-

TK BOYA


boyanacak yzeyin temizlenmesi gerekmektedir(ya, toz, kir, vs). Temizleme ilemi ekstrzyon sonras yzey kalntlar ve izilmeler sonucu oluan profil yzeyinki bozulmalar dzeltmek iin zmpara yaplr. Zmpara sonucu oluan kk partller ve dier tozlar pro-fil yzeyinden uzaklatrlr.

Temizleme ileminden sonra alminyum profil kromatlama ilemine alnr. Kromat alminyum yzeyinin kaplanmasnda, boyann kalitesini artran bir ilemdir(korozyana daynm, atla-ma ve boyann yapma kabiliyeti). Bu ilem profillerin kromat doldurulmu kazana daldrlmas vastasyla ve dier yntemlerle uygulanr.

Tm bu ilemlerden geirilen alminyum profiller boyama prosesine tabi tutulur. Boyama prosesi genelde, boyama kabini ve frnlama sitemlerinin uygulanmasndan oluur. Boyaya hazr pro-filler boyama kabinine giden rayl bir sisteme, yzeylerini boyam-ada engel tekil etmeyecek ekilde aslrlar. Otomatik yada yar otomatik ekilde kullanlan boyama kabinine gnderilen profill-er burada topraklanmak suratiyle boya tabancasndan elektrik yklenmi toz boya profil yzeyine yaptrlr. Bu yaptrma ile-minden sonra profiller yaklak 180-200 oC dereceki frana konular-ak 10-15 dakika bekletilir ve profil yzeyi kaplanm olur. Satatik boyada renk yelpazesi ok geni olduundan hemen hemen iste-nilen her renkte yzey kaplama ilemi yaplabilmektedir. Burada belirtilmesi gereken bir hususta zel renklendirmede(Ahap desen-leri) boya kabininde farkl bir proses uygulanmasdr.

Alminyum Metali 14


3 Blm

Yaplarda Alminyum

Alminyum metali inaat sektrnde belirli proseslerden geirilmek suretiyle retilen profilerden imal edilen dorama ek-linde uygulanmaktadr. zellikle salk ynnden ok verimli olan alminyum profiller yaplarn kap ve pencerelerinde tercih edil-mektedir. Ahap ve pvcden imal edilen kap ve pencerelere naz-aran birok arts bulunan alminyum yaplara modern estetik de katmaktadr.

Yaplarda dier bir kullanm alan ise cephelere silikon cephe ve alminyum kompozit kaplama uygulamasdr.

Alminyum profiller s yaltmna bal olarak iki ekilde kul-lanlr. Bunlar; s yaltml alminyum doramalarda kullanlan, ve yaltmsz yaplan doramarda kullanlan, irketlerin zel gelitirdii sitemsel seri eklindeki alminyum profillerdir. Genelde yapnn cephelerinde kalan pecerelere s yaltml doramlar kul-lanlmaktadr. Is yaltmsz doramalar ise i mekan blmelerinde ve eksileriyle beraber d cephelerde ve dkkan doramalarnda da kullanlmaktadr.

3.1 GR

naat sektrnde alminyum detay mazlemesi olarak kullanl-maktadr. k, tasarma uygun ve estetik bir grnm iin en ideal malzemedir. Grnmnn yannda salaml da etkin bir tercih nedeni olmaktadr. Bu blmde yaplarda kullanlan alminyum profillerin uygulama prosesleri ele alnacaktr.

Alminyum kap pencereler yaplarda proje izilirken mimar ve mhendisler tarafndan uygun grld yaltml ve yaltmsz ekilde, ekli ve lleri belirtilmek suretiyle alminyum profil uy-gulama irketleri tarafndan yaplmaktadr. ekil-3.1 de yapnn mimari projesinde alminyum pencerenin kesiti grlmektedir.

ekil-3.1 Planda alminyum pencere kesiti.

Alminyum kap pencereler retimden montoja kadar bir ok ilemden geilir. Kullancak renk ve yaltm durumu bilinen doramalar eitli profillerin kombinasyonu ile retilir. Pencerenin yerletirilecei yer kr kasa diye tabir edilen demir kutulardan yaplm ana kasaya montaj edililecekse, pencerenin kasas nk-esiti T harfine benzeyen kayt profili kullanlr. Kr kasa kullanl-mayan yerlede ise n kesiti L harfine benzeyen profiller kullanlr. Doramann orta blmeleri iinde yine T harfine benzeyen profiller kullanlmaktadr. ekil-3-2de yaltml ve yaltmsz profil eitleri grlmektedir.

ekil-3.2 Baz alminyum profiller[8].

3.2ALMNYUM

KAPI VEPENCERELER

Alminyum Metali 16

Alminyum kap ve pencerelerin bir ok al ekli vardr. Al ekline imkan salan profillerle yaplan alminyum doramalarn ekil-3.3de ematize edilmi ekilleri grlmektedir.

ekil-3.3 Alminyum pencerelerin Al ekilleri[8].

Alminyum profillerle yaplan doramalar srasyla kesim, ke birletirme, toplama ve montaj ilemleriyle retilmektedir. Doramalarn keleri birletirilirken profiller 45 derece ile kesilerek birletirilir. Bunun amac ke birletirme kullanlan tekniktir. 45 derece ile kesilmi profillerin iine takoz ad verilen yine alminyum-dan imal edilmi yardmc elemanlar kulllanlr. Birletirme ilemi iki profilin bu takoza sabitlenmesi ile salanr. Burada ok nemli bir husus vardr. Ke birletirmede kullanlacak olan takozun pro-fillerin retimindeki kullanlan alamlarla ayn olmas gerekmek-tedir. Aksi halde tokazlo profiller arasnda kk elektrik akmlar meydan gelir ve buda korozyona neden olur. Dier bir husus ise kelerden su ve s yaltmn salamak salaml artrmak iin takozla profillerin ilerine tutkalms bir kimyasal kullanlmas duru-mudur. Bu kimyasallar kullanlmad zaman yamurlu ve souk havalarda i ksmlara su girebilmekte ve s yaltm salanamam-aktadr.

Ke birletirme ilemleri yntemle yaplmaktadr. Bunlar srayla, Vida ile ke birletirme, Pres ile ke birletirme ve kay-nakla ke birletirme. Gnmzde en yaygn olan hidrolik pres makinalaryla ke birletirmedir. Dier yntemler profilin zel-liklerine gre uygun grldnde kullanlmaktadr.

Alminyum doramalarn montaj genelde kr kasalara vida vastasyla balanmas ile salanr. Mantojda dikkat edilecek ve uygulanacak nemli hususlar vardr. Montaj yaplacak yer kr kasal ise kasa ile doramann arasna mebran denilen plastik kullanlmaldr.Mebran demir ile alminyum arasnda yaltm salandndan eitli nedenlerden dolay doramada oluacak korozyon ve oksidasyonu engelleyecektir. Dier bir husus da dora-mann i mekana kar yaltmnn tam olmas iin evresindeki boluklar silikon malzeme ile doldurulmasdr.

Belirtilen hususlarn dnda dikkat edilmesi zaruri olan profill-erin et kalnlklardr. Bir ok firma maliyetini azaltmak ve ekono-mik olmas nedeniyle et kalnl standartlarn altn profil retme-ktedirler. Alminyumun mekanik zelliklerini tam yanstmas iin et kalnlnn minimum 1.6 mm olmas gerekmektedir. Standard ise 2mm dir.


Standart bir alminyum doramnn A-A kesiti ekil-3.4 de grlmektedir.

ekil-3.4 Standart bir alminyum doramann A-A kesiti[8].

Alminyum metali inaat sektrnde profil essasl olarak uygu-land gibi kompozit panel eklinde de uygulanmaktadr. Yap cephelerinin alminyum ile kaplanmasnda iki yntem kullanlr. Silikon cephe ve alminyum kompozit panel kaplama diye ad-larlan yntemler; uygulama esasna gre ayr ayr uygulana-bildii gibi muhtelif ksmlarda beraber de uygulanabilmektedir.

Alminyum kompozit uygulamas:

Kompozit panel; profil esasl silikon cephe uygulamalarndan farkl bir yapya sahiptir. Adndan da anlalaca gibi kompozit bir mal-zemedir. Kompozit malzeme: iki yzeyi alminyum levha ile kapl-anm plastik esasl matris malzemenin kombinasyonu neticesinde retilir. Alminyum kompozit malzeme alminyumun kazanmlar ve matris malzemenin kazanmlarn bir arada bulundurur. Bu ka-zanmlar birok avantaj salar, hafiflik ve yaltm nemli avanta-jlarndandr. ekil-3.5 de Alminyum kompozit panelin bir numu-nesi grlmektdir.

Gnmzde; zellikle yapnn d cephesinde yksek teknoloji rn olan alminyum kompozit panel modern mimariyi yanst-mak iin kullanlmaktadr.

Kompozit panel uygulamas u ekilde yaplr: cephesi kapla-nacak olan yapnn beton ksmlarna tutturulmak suretiyle e-lik yada demir konstrksiyon uygulamas yaplr. Konstrksiyon yapya kazandrlmak istenen estetik de dikkate alnarak uygu-lanr.

3.3CEPHELERDE ALMNYUM

Alminyum Metali 18

ekil-3.5 Alminyum Kompozit Numunesi [9].

Konstrksiyonu hazr olan yapya muhtelif llerde kesilmi kompozit panel konstrksiyon vastasyla montaj edilir. Paneller ar-as boluklar genelde silikonize mastiklerle veya istee bal olarak zel alminyum profille kapatlr. ekil-3.6da alminyum kompozit uygulanm bir yap grlmektedir.

ekil-3.6 Alminyum Kompozit Uygulanm bir yap.

Kompozit panel uygulamasnda s yaltm, izocam gibi yaltm malzemelerinin yap duvar ile kompozit panelin arasna konularak salanr.

Kompozit panel uygulamasnn montaj kesiti ekil-3.7 de gsterilmektedir.

ekil-3.7 Alminyum Kompozit Panelin Montaj kesiti.


Silikon Cephe uygulamas:

Silikon cephe; alminyum profil esasl bir uygulamadr. Bu cephe uygulamas cam kullanlmas gereken yerler de veya istee gre, uygun olan cephelerde uygulanmaktadr.

Alminyum kap ve pencerelerde kullanlan profillerin daha zel ekillerde retilmesi ve dorama yaplmasyla imal edilmi zel doramalar silikon cephe diye adlandrlr. Silikon cephe profil esasna gre kapakl, kapaksz, yar kapakl ve klkl olarak uy-gulanr.

Silikon cephe de ana malzeme olarak zel llerde kutuya benzer ekilde retilen profiller kullanlr ve yardmc elemanlar-la toplanr. Montaj aamasnda yapnn tayc ksmlarna monte edilen ankrajlar sayesinde yapya montaj salanr. ekil-3.8de bir silikon cephe uygulamasnnn modellenmi resmi grlmektedir.

ekil-3.8 Silikon Cephe Modellenmi Grnm.

Silikon cephe uygulamalarnda s yaltm, doramalarn tamamna cam yerletirildiinden s yaltml ve sl ilem grm camlar kullanlmaktadr.

Silikon cephelerin plandaki B-B kesiti ekil-3.9da gsterilmek-tedir.

ekil-3.9 Silikon Cephe Uygulamas Kesiti.

Alminyum Metali 20

KAYNAKLAR

[1] Ediz, ., Alminyum geri dnm sreci ve srete kul-lanlan malzemelerin alminyum bileenlerine etkileri, Yksek lisans tezi, Bilecik niversitesi, Bilecik(2001).

[2] Vatansever, R., Alminyum talalarnn geri kazanm ve uucu kl takviyeli alminyum matrisli kompozit retimi, Yksek-lisans Tezi, stanbul teknik niversitesi, istanbul, (2011).

[3] zdemir, S., Alminyum oksit elde etme metodlar, MTA enstits, Cilt VII say 1, Ankara,(1968).

[4] www.aksan.com.tr, Alminyum Ekstrzyon Nedir?, http://www.aksan.com.tr/sayfa.asp?altsayfaid=43

[5] Ay, ., imalat yntemleri, Balkesir niversitesi,http://w3.balikesir.edu.tr/~ay/lectures/iy2/lecture8.pdf

[6] www.aluminyumsanayi.com, Al-Mg-Si 6063 Aluminyum Alamnn Metalurjisi,

http://www.aluminyumsanayi.com/6063metalurji.htm

[7] www.aluminyumsanayi.com, Alminyum Yzey lem-leri - Eloksal (Anodik Oksidasyon) ve Elektrostatik Boyama,

http://www.aluminyumsanayi.com/alyuzeyislem.html

[8] MEGEP, Metal teknolojisi, Alminyum Pencereler, MEB yaynlar, Ankara, (2006).

[9] ESEN, Y., YILMAZER, B., Giydirme cephelerde kullanlan alminyum kompozit ve kompak laminant panellerin teknik zelliklerinin karlatrlmas,Dou anadolu blgesi aratrma-lar,(2007).

[10] www.kuark.org,Alminyum Eldesi,http://www.kuark.org/2013/10/aluminyum-uretimi/

[11] www.aluminyumsanayi.com, Alminyum Eldesi, http://www.aluminyumsanayi.com/aluwebsayfam1.html

GOP ni. naat Teknolojisi

Tablolar Listesi

Tablo-1.1 Yksek Saflktaki( % 99.95) Alminyumun Baz zellikleri.......2

Tablo-1.2 Tablo-1.2 Alminyum Alam Trleri.........................................4

Tablo-2.1 Alminyumun Teknik zellikleri................................................6

Tablo-2.2 Alminyumun Termik Frnnda Bekletilecei Scaklk ve Sre-leri...............................................................................................................9

Alminyum Metali

ekiller Listesi

ekil-1.1 Alminyumoksit elde edilmesisi ematik Gsterimi.....................3

ekil-1.2 Birincil alminyum elde edilmesi.................................................3

ekil-2.1 Alminyumun Kullanm Alanlarna Gre Dalm....................6

ekil-2.2 Biyetin Bir Fotoraf.......................................................................7

ekil-2.3 retim Anndaki Ektrzyon Presin Fotoraf.................................8

ekil-2.3 Kalbn Teknik izim ve Fotoraf.................................................8

ekil-3.1 Planda alminyum pencere kesiti.............................................16

ekil-3.2 Baz alminyum profiller.............................................................16

ekil-3.3 Alminyum pencerelerin Al ekilleri....................................17

ekil-3.4 Standart bir alminyum doramann A-A kesiti.......................18

ekil-3.5 Alminyum Kompozit Numunesi...............................................19

ekil-3.6 Alminyum Kompozit Uygulanm bir yap..............................19

ekil-3.7 Alminyum Kompozit Panelin Plandaki kesiti...........................19

ekil-3.8 Silikon Cephe Modellenmi Grnm......................................20

ekil-3.8 Silikon Cephe Uygulamas Kesiti................................................20

alüminyum metali-uygulamaları

Documents