Entwicklung einer ressourceneffizienten Verfahrens kombination zum Solid-State-Recycling von EN AW-6082 Aluminiumspänen mit integrierter Qualitätskontrolle

Autor: Martin Bonhage

ISBN: 978-3-95900-449-7

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2020

Herausgeber der Reihe: Bernd-Arno Behrens

Band-Nr.: IFUM 02/2020

Umfang: 124 Seiten, 69 Abbildungen

Schlagworte: Umformtechnik, Aluminium, EN AW-6082, Recycling, Späne, feldaktives Sintern (FAST), Spark Plasma Sintering (SPS)

Kurzfassung: Aufgrund der energieintensiven Primärerzeugung von Aluminium aus dem Rohstoff Bauxit werden ressourceneffiziente Verfahren zum Recycling von Aluminium gefordert. Ein signifikanter Anteil des Aluminiumschrotts entsteht bereits während der Produktherstellung, hierbei besonders bei der subtraktiven Fertigung (Zerspanung). Aluminiumspäne gelten schmelzmetallurgisch aufgrund ihrer großen Oberfläche in Relation zu ihrem Volumen als besonders schwer recycelbar. Lose in den Schmelzofen zugeführt, treiben die Späne zu großen Teilen auf der Schmelzbadoberfläche und sind dabei der direkten Brennerwärme ausgesetzt. Ein unwiderruflicher Materialverlust, bedingt durch Abbrand, ist die Folge. Weiterhin gelangen häufig an den Spänen anhaftende Produktionsrückstände (Öle, Kühlschmiermittel) in die Schmelze und setzen die Qualität der Schmelze herab.
Solid-State-Recycling-Verfahren (SSR) tragen diesem Umstand Rechnung, indem sie die Späne unterhalb der Aluminiumschmelztemperatur konsolidieren. Der Stoffschluss wird in der Regel über die Aktivierung von Diffusionsvorgängen oder über das deformationsbedingte Aufbrechen aneinander liegender Oxidgrenzschichten erreicht. Der in dieser Arbeit beschrieben Ansatz zeigt die erfolgreiche Anwendung einer Verfahrenskombination aus dem feldaktiven Drucksintern und der umformtechnischen Formgebung zum Solid-State-Recycling von Aluminiumspänen auf.