Kiinteän tilan kierrätyksen hyödyntäminen alumiinin kierrätyksessä
Haaja, Vilma (2020)
2020
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Degree Programme in Engineering and Natural Sciences, BSc (Tech)
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-05-26
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202005255650
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202005255650
Tiivistelmä
Kiinteän tilan kierrätyksessä alumiinin, tai muun kevyen metallin lastumainen romu voidaan kierrättää uudelleen käytettävään muotoon ilman materiaalin uudelleensulatusta plastisten muodonmuutosten avulla. Tämän avulla on mahdollista pienentää kierrätysprosessin energian kulutusta ja hiilidioksidipäästöjä, sekä vähentää ympäristölle haitallisten kemikaalien käyttöä ja materiaalihukan määrää. Tämän työn tarkoituksena oli arvioida kiinteän tilan kierrätyksen hyödyntämisen mahdollisuutta perinteisen kierrätyksen rinnalla.
Kiinteän tilan kierrätystä voidaan hyödyntää erityisesti lastujen kierrätyksessä. Lastut ovat peräisin erilaista muodonantoprosesseista, kuten jyrsimisestä, sorvauksesta, sahauksesta, hionnasta tai leikkaamisesta. Kun lastuja, tai muuta kevyttä romua, uudelleen sulatetaan, tapahtuu enemmän materiaalihäviötä verrattuna suurempiin komponentteihin. Perinteisessä kierrätysprosessissa syntyvät materiaalihäviöt johtuvat alumiinin pinnalla tapahtuvasta hapettumisesta uudelleensulatusprosessin aikana. Pinnalle muodostunut oksidikerros muodostaa sakan, joka käsitellään prosessissa hukkana, eikä sitä jatko hyödynnetä.
Hyvien mekaanisten ominaisuuksien aikaansaamiseksi on materiaalilla oltava hyvä mikrorakenne. Kiinteän tilan kierrätyksessä lastujen yhdistyminen tapahtuu suurten plastisten muodonmuutosvoimien avulla sularajan alapuolella, jolloin tarpeeksi homogeenisen mikrorakenteen aikaansaaminen on haastavaa.
Kiinteän tilan kierrätyksessä lastujen yhdistämiseen käytettävät tekniikat voidaan jakaa kahteen päämenetelmään, joita ovat voimakkaaseen plastiseen muodonmuutokseen perustuvat ja jauhemetallurgiaan perustuvat menetelmät. Yleisimpiä, ja eniten tutkittuja menetelmiä ovat kuumaekstruusio, Equal Channel Angular Pressing, ruuviekstruusio, Friction Strir Extrusion ja kipinäplasmasintraus.
Kiinteän tilan kierrätyksen hyödyntäminen perinteisen kierrätysprosessin rinnalla on lupaava vaihtoehto kestävämmän tuotantoprosessin kehittämisessä, mutta sen varsinainen hyödyntäminen perinteisen kierrätyksen rinnalla vaatii vielä tarkempia tutkimuksia.
Kiinteän tilan kierrätystä voidaan hyödyntää erityisesti lastujen kierrätyksessä. Lastut ovat peräisin erilaista muodonantoprosesseista, kuten jyrsimisestä, sorvauksesta, sahauksesta, hionnasta tai leikkaamisesta. Kun lastuja, tai muuta kevyttä romua, uudelleen sulatetaan, tapahtuu enemmän materiaalihäviötä verrattuna suurempiin komponentteihin. Perinteisessä kierrätysprosessissa syntyvät materiaalihäviöt johtuvat alumiinin pinnalla tapahtuvasta hapettumisesta uudelleensulatusprosessin aikana. Pinnalle muodostunut oksidikerros muodostaa sakan, joka käsitellään prosessissa hukkana, eikä sitä jatko hyödynnetä.
Hyvien mekaanisten ominaisuuksien aikaansaamiseksi on materiaalilla oltava hyvä mikrorakenne. Kiinteän tilan kierrätyksessä lastujen yhdistyminen tapahtuu suurten plastisten muodonmuutosvoimien avulla sularajan alapuolella, jolloin tarpeeksi homogeenisen mikrorakenteen aikaansaaminen on haastavaa.
Kiinteän tilan kierrätyksessä lastujen yhdistämiseen käytettävät tekniikat voidaan jakaa kahteen päämenetelmään, joita ovat voimakkaaseen plastiseen muodonmuutokseen perustuvat ja jauhemetallurgiaan perustuvat menetelmät. Yleisimpiä, ja eniten tutkittuja menetelmiä ovat kuumaekstruusio, Equal Channel Angular Pressing, ruuviekstruusio, Friction Strir Extrusion ja kipinäplasmasintraus.
Kiinteän tilan kierrätyksen hyödyntäminen perinteisen kierrätysprosessin rinnalla on lupaava vaihtoehto kestävämmän tuotantoprosessin kehittämisessä, mutta sen varsinainen hyödyntäminen perinteisen kierrätyksen rinnalla vaatii vielä tarkempia tutkimuksia.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [9202]