Flitsgieten voor beter aluminium; Door vloeibaar aluminium heel snel af te koelen ontstaat een materiaal met uitstekende eigenschappen. Vooral bij recycling is dat een uitkomst

Sinds de eerste oliecrisis in 1973 is in de gehele wereld de snel groeiende vraag naar metalen wat afgenomen. Datr is vooral een gevolg van zuiniger gebruik en de opkomst van nieuwe recyclingtechnieken. Ook op de aluminiummarkt veranderden produktie- en consumptiepatronen waardoor nieuwe initiatieven een kans kregen. Bedrijven als Billiton en Hoogovens investeerden grote bedragen in nieuwe technieken en materialen en ook de wetenschap werd actief. Zo ontwikkelde de Vakgroep Metaalkunde van de Technische Universiteit Delft nieuwe afvalscheidingsmethoden zoals de wervelstroomscheider - inmiddels in de praktijk getest door de VAM in Wijster - en nieuwe giettechnieken zoals die van het flitsgieten. Deze laatste ontwikkeling heeft het in zich om de gehele aluminiumindustrie op zijn kop te zetten.

Met deze gloednieuwe methode wordt vloeibaar aluminium met een temperatuur van 750 ß8C. op een sneldraaiend watergekoeld koperen wiel gespoten waardoor het materiaal in een flits, binnen een seconde, met een snelheid van 1 miljoen graden per seconde afkoelt. Dankzij de zeer fijne kristalstructuur die daarbij ontstaat is het nieuwe materiaal even taai als het kneedaluminium dat het resultaat is van walsen of extrusie. Gewoon gegoten aluminium koelt gemiddeld tien graden per seconde af; de grote kristallen die daarbij ontstaan maken het materiaal, afhankelijk van de legering, bros en amper vervormbaar. Motorblokken van auto's zijn meestal van gietaluminium gemaakt.

Na het flitsgieten hakt men het aluminiumlint dat van het koperen wiel af is gekomen, in snippers die koud in een vorm worden samengeperst. Daarna wordt het gepaketteerde materiaal warm geëxtrudeerd bij 400 à 450ß8 C. Bij deze extrusie gaat maar heel weinig van de oorspronkelijke grote sterkte verloren.

Behalve de brosheid heeft gewoon aluminium nóg een nadeel namelijk de vervuiling met ijzer, zand en ander metaal die kostenverhogend werkt bij recycling. Volgens de NOVEM, de Nederlandse organisatie voor ontwikkeling van energie- en milieuvriendelijke technieken en materialen die aan het flitsgieten een recent en geheim rapport wijdde, zal er binnen tien à vijftien jaar een schrootberg ontstaan. Tijdens het onderzoek naar het flitsgieten ontdekte de TU Delft echter, dat aluminiumschroot niet alleen een vaste samenstelling heeft, dus zóveel ijzer, zand, mangaan enzovoorts, maar dat deze verontreinigingen bij flitsgieten juist bijdragen aan de sterkte van het nieuwe aluminium. Qua treksterkte, taaiheid, hardheid, vervormbaarheid en andere eigenschappen is het geflitsgoten aluminium vergelijkbaar zo niet beter dan het gebruikelijke aluminium. Op die manier slaat men dus twee vliegen in een klap: men voorkomt een schrootberg en men voorziet in de toenemende behoefte aan hoogwaardig aluminium zonder dat de bauxietvoorraden worden aangesproken. Reeds nu is gebruikt, "secundair' aluminium, een gewilde grondstof omdat terugwinning maar vijf procent van de energie vergt die nodig is voor de elektrolyse van aluinaarde. Daardoor wordt nu alleen al in Europa 1,8 miljoen ton aluminium gerecycled naast 3,6 miljoen ton nieuw-produktie en 900.000 ton invoer. Volgens de NOVEM stijgt dit hergebruik de laatste jaren met tien procent en zal deze groei in de naaste toekomst aanhouden wanneer er hoogwaardige terugwinning op gang komt. Het flitsgieten - Rapidly Solidified Aluminum RSA, genoemd - zou hierin kunnen voorzien.

Probleem is nog dat het nieuwe materiaal in geen enkel constructiehandboek staat en er dus geen vraag naar is. Bedrijven zullen dus tot eigen research bereid moeten zijn: met RSA-schroeven kan een eenvoudige sleutelaar een broeikas bouwen en dat spaart dure lassers uit.

""De kassenbouw is één van de wegen van het huidige halffabrikaat naar de markt. De stap naar de bulkindustrie zoals die van auto's en vliegtuigen is de volgende'', aldus Van der Plas van Europe Transfer in Rotterdam, het bureau dat het onderzoek in opdracht van de NOVEM deed. Volgens hem zullen kleinere bedrijven bij de introductie van deze nieuwe techniek een grotere rol gaan spelen dan de grote, juist doordat ze wendbaarder zijn. Een "closed loop' waarin alle materiaal wordt teruggewonnen is volgens hem niet haalbaar, maar wel benaderbaar.

Een onderzoeker van de TU Delft, dr. W. H. Kool, tekent daarbij aan dat het flitsgieten niet alleen voor recycling geschikt is. Hij is voornemens het procédé ook op andere wijzen toe te passen. Hij denkt aan legeringen met acht procent ijzer, die wellicht titaniumverbindingen zullen kunnen vervangen.

    • Robert van der Veen
    • Paul Holle