5005-H14 アルミニウム板のリサイクル率と性能への影響

5005-H14 アルミニウム プレートは、建築外装材、輸送パネル、家電製品のトリムおよび陽極酸化コンポーネントに使用されるマグネシウム ベアリング シート合金です。この記事では、そのリサイクル率が実際にどのくらいなのか、また再溶解によって H14 焼き戻しの特性が変化するかどうかを検証します。

等級と質別基準

5005 は、0.50 ～ 1.10 パーセントのマグネシウムを含む鍛造 Al-Mg 合金で、鉄、シリコン、銅、マンガンの厳しい制限によってバランスが保たれています。これは ASTM B209/B209M、EN 485-2、ISO 6361-2、および GB/T 3880.2 で規定されており、化学物質の制限は GB/T 3190 および同等の国内システムで定義されています。マグネシウムの添加により、適度な強度、海洋および工業環境における非常に優れた耐食性、明るい陽極酸化仕上げが得られるため、この合金はファサード、看板、車両のパネルに一般的です。

H14 の指定は ANSI H35.1 および EN 515 に従います。金属はひずみ硬化され、その後部分的に 4 分の 1 の硬さの状態まで焼きなまされます。一般的な機械的値は、引張強度が約 150 ～ 185 MPa、降伏強度が約 120 MPa、伸びが 6 ～ 12 パーセントの範囲であり、常に注文規格の厚さの範囲と契約上の制限に従います。

実際のリサイクル率とは

アルミニウムのリサイクルに関する数字は定義なしで引用されることが多く、これが混乱の原因となっています。通常、次の 3 つの異なる数字が関係します。

寿命末期の回復率。建築、輸送、工業製品に使用されるアルミニウムの場合、成熟市場での回収と回収は 90% 以上であると一般的に報告されています。単一合金、未塗装の 5005 クラッディングおよびパネルのスクラップは、識別および分離が容易であるため、その範囲の上限に近いものです。

リサイクルされた入力シェア。世界のアルミニウム総供給量に対して二次金属が約 3 分の 1 を占めるのは、需要の増加により一次生産能力が拡大し続ける一方、古いスクラップの入手可能性が製品寿命を遅らせるためです。

再溶解プラント内のプロセス収率。ドロスや酸化などの金属損失は通常数パーセントで発生し、塗装またはラミネートされた材料にはコーティングが必要であり、これにより特定のスクラップ小包の正味回収率が低下します。

したがって、表題の質問に対する正直な答えは、5005-H14 プレートの具体的な回収率を単一の普遍的な数字として述べることができないということです。それは、市場、製品の形態、および引用された数字が耐用年数が経過した回収率であるかリサイクル投入量の割合であるかによって異なります。 5005 で作られた建築用および輸送用シートは最もパフォーマンスの高いストリームの 1 つですが、複合材または塗装されたアセンブリは分離が最も困難です。

再溶解するとパフォーマンスは変わりますか?

アルミニウムは再溶解したからといって品質が劣化するわけではありません。ただし、合金にはドリフトがあり、プレートを 5005-H14 として再販売するにはそのドリフトを修正する必要があります。実際の効果は次のとおりです。

マグネシウムの損失。マグネシウムは 5005 に強度を与える元素です。溶融中に優先的に酸化するため、マグネシウム含有量の数パーセントがドロス層で失われる可能性があり、マスターアロイを追加して補充する必要があります。

鉄やシリコンを吸着します。混合スクラップは鉄とシリコンをもたらし、どちらも粗大な金属間相を形成します。レベルが高くなると、延性が低下し、表面に縞模様が生じるリスクが高まり、陽極酸化膜がこれらの相全体で不均一に成長するため、陽極酸化処理の品質が低下する可能性があります。

銅と亜鉛が吸着します。これらの元素は耐食性を低下させ、コーティングされたスクラップから合金が 5005 組成範囲の外に完全に移動する可能性があります。

合金が失われるのではなく、焼き戻しが失われます。再溶解により、ひずみ硬化した H14 状態が破壊されます。必要な圧下まで冷間圧延し、その後制御された部分焼鈍によって焼き戻しを行う必要があるため、リサイクルされた金属は単に完成したプレートに再鋳造されるのではなく、ミルを通過する必要があります。

溶融化学反応と圧延スケジュールが適切に制御されている場合、再溶融された材料は、一次ベースのプレートと同じ基準限界に達していることが認定されます。したがって、性能は金属の供給源ではなく、プロセス規律によって維持されます。ただし、リサイクルされた内容は操作範囲を狭めます。H14 特性を​​仕様内に維持するには、より厳密な分光分析、より慎重なフラックスとスラグの除去、およびより頻繁な引張試験が必要です。

5005 プレートがよくリサイクルされる理由

この合金は、クラッド シートやパネルなどの簡単に識別できる専用の製品ファミリーに使用されており、収集時の相互汚染を制限します。

銅は添加されておらず、他の混入元素も低レベルしか含まれていないため、ほとんどの高強度合金よりも再溶解に対する耐性が優れています。

その主な用途は建築用シートと輸送用シートであり、どちらも長年確立された収集ルートを持っています。

再溶解では、一次製錬に必要な電気エネルギーのほんの一部のみが使用されます。これは、リサイクル材料を指定するための環境議論の核心です。

コーティングされていない、または機械的に剥離された材料は最も高い回復率を示すため、コーティングに関する設計上の決定は耐用年数終了時の価値に直接影響します。

リサイクル5005-H14プレートの指定と検証

リサイクル内容を必要とする注文書には、最小限のリサイクル内容、認証ルート、受け入れテストの 3 つを記載する必要があります。実際には、これは、マグネシウム、鉄、シリコン、銅、亜鉛が 5005 ウィンドウ内に残っていることを示す熱ごとの認定された化学分析を意味します。 H14 範囲の引張強度、降伏強度、伸びを確認する機械的試験。再溶解由来のスラブはゲージのばらつきが大きい場合があるため、厚さの公差と平坦度をチェックします。そして、材料が陽極酸化される箇所の縞、介在物、コーティングの接着をカバーする表面検査。マスバランスと物理的分離ではトレーサビリティが大きく異なるため、特定のリサイクル率を必要とする購入者は、その計算方法にも同意する必要があります。最後に、デザインの選択はどのような証明書よりも重要です。混合材料の組み合わせを避け、安価に剥離できるコートを指定することは、下流の選別技術よりも回収率の向上に役立ちます。

よくある質問

Q: 5005-H14 アルミニウム板のリサイクル率は 90% 以上ですか?
成熟市場における建築用および輸送用アルミニウムの耐用年数終了後の回収率は 90% 以上であると一般的に報告されており、単一合金 5005 シートは混合アセンブリよりも回収が容易です。世界のリサイクル投入物の供給シェアはこれより低く、約 3 分の 1 です。

Q: リサイクルすると 5005-H14 の強度が低下しますか?
それ自体ではありません。溶解中にマグネシウムの損失が発生し、スクラップから鉄またはシリコンが拾われる可能性がありますが、適切な再合金と圧延によって指定された特性が復元されます。リサイクルされたプレートは、一次ベースのプレートと同じ基準制限に対して認定されています。

Q: なぜ H14 焼き戻しを再生する必要があるのですか?
H14 はひずみ硬化され、部分的に焼きなまされた状態です。再溶解により転位構造が消去されるため、金属を必要な圧下まで冷間圧延し、H14 に達するまで再度部分的に焼き鈍しする必要があります。

Q: どのリサイクルグレードが混入成分の影響を最も受けますか?
光沢陽極酸化処理と深絞り加工に使用されるグレードは、粗い鉄とシリコンを含む相が縞として現れ、亀裂を引き起こす可能性があるため、最も敏感です。. 5005高強度 7xxx 合金よりも再溶解に優れています。

Q: リサイクルするとどれくらいのエネルギーが節約されますか?
アルミニウムの再溶解には、スクラップ収集システムの輸送および選別エネルギーを考慮する前に、一次製錬に必要な電気エネルギーの約 5 パーセントが必要となります。

Q: リサイクルされたコンテンツはどのように検証すればよいですか?
物質収支計算と物理的に分離された材料は同等ではないため、熱ごとの化学分析、機械的試験結果、およびリサイクル含有量の計算方法についての明確な記述を求めてください。