Metaalidentificatie Uitgelegd: Essentiële Tests & Tips voor Nauwkeurige Herkenning

Algemene Metaalidentificatiemethoden

De vaardigheid om metaal te identificeren is waardevol voor veel operaties zoals lassen, frezen, snijden en fabriceren.

Er zijn een aantal velidentificatiemethoden om een metaalstuk te identificeren. Veelvoorkomende methoden zijn oppervlakteverschijning, vonktest, spantest, magneettest en soms een hardheidstest. Soms kun je een metaal identificeren alleen aan de hand van zijn oppervlakteverschijning.

Metaalbewerkers gebruiken verschillende methoden, van traditioneel tot modern, om de schroot- en bladmetalen die de shop binnenkomen te identificeren. In dit artikel verkennen we enkele bekende traditionele en moderne metaalidentificatiemethoden, evenals de voor- en nadelen ervan.

Traditionele Testmethoden

Enkele populaire traditionele testmethoden zijn Verschijning, Vonk, Rockwell en Brinell Hardheid. Over het algemeen is het voordeel van deze tests dat ze kostenefficiënt zijn, maar de nadelen zijn de sterke afhankelijkheid van de ervaring van het personeel en de methoden die de monsters kunnen beschadigen.

1. Verschijningstest

De verschijningstest levert niet altijd voldoende informatie, maar kan voldoende informatie geven om het metaal te classificeren. Deze test kijkt naar de kleur van het metaal en het al dan niet aanwezig zijn van een bewerkingsmerk op de oppervlakken van het metaal.

2. Vonktest

Een vonktest wordt uitgevoerd door een stuk metaal aan een hoge-snelheid draagbare of stationaire schruifer te laten raken met voldoende druk om een vonkstraal te creëren. Een ervaren metaalwerker inspecteert visueel de vonkstraal om de metalen te identificeren en houdt rekening met de lengte, kleur en vorm van de vonkstraal voordat het metaal geïdentificeerd wordt.

Bij het gebruik van deze visuele vonktesttechniek raden we aan deze test te reserveren voor ervaren technici.

3. Rockwell Test

Een Rockwell hardheidstestmachine is nodig om deze test uit te voeren. Het doel van deze methode is de diepte van een indentatie te meten die gemaakt wordt door een kegelvormige punt in de testmachine.

Deze specifieke test is beperkt omdat het slechts één van de vele metaaleigenschappen onthult – de hardheid van het metaal. Zachte metalen zullen diepere indentaties hebben en harde metalen lichtere indrukken.

4. Brinell Hardheidstest

De Brinell hardheidstest lijkt op de Rockwell test omdat beide de metaalindruk evalueren die achterblijft na een beoogde actie. De Brinell test verschilt erin dat het de oppervlakte van de indruk meet.

Een geharde bal wordt onder een belasting van 3.000 kg op het metaaloppervlak gedrukt om een indruk te maken. De geïndrukte oppervlakte wordt vervolgens gemeten en krijgt een hardheidsgetal. Een grote geïndrukte oppervlakte duidt op zachter metaal, wat een lager hardheidsgetal betekent.

Moderne Metaaltestmethoden

Men steunt niet langer alleen op het oog of persoonlijke ervaring; moderne metaaltestmethoden omvatten technologie om de verwerkingssnelheid en resultaatnauwkeurigheid te verbeteren, terwijl de monsters beschermd blijven.

Een populaire techniek heet Positieve Metaalidentificatie (PMI) die gebruikmaakt van Röntgenfluorescentie (XRF) en Optische Emissiespectrometrie (OES). PMI is de analyse van metallische legeringen om de samenstelling en legeringsgraad te bepalen door de hoeveelheden per percentage van de elementen te lezen. PMI-analysatoren bieden gedetailleerde elementanalyse van materialen voor toepassingen van industriëel tot onderzoek.

Zowel XRF als OES technieken worden breed in de industrie gebruikt omdat ze nauwkeurige resultaten leveren binnen seconden na testen. Er zijn lichte verschillen in de technieken zoals hieronder uitgelegd.

1. Optische Emissiespectrometrie (OES)

Optische Emissiespectrometrie (OES) is gemakkelijk te gebruiken, snel en kan de exacte kwantitatieve samenstelling van vaste materialen bepalen. OES, ook wel Atoomemissiespectrometrie genoemd, gebruikt de intensiteit van licht dat wordt uitgezonden op een specifieke golfengte om de elementaire samenstelling van een monster te bepalen. Als vingerafdrukken is de emissie van straling en licht uniek voor metaaltypen.

Een analyse wordt gegeven als een percentageverdeling. OES-analyse is veelzijdig en kan gebruikt worden in stationaire, draagbare of mobiele omgevingen. De combinatie van snelheid, veelzijdigheid en gebruiksgemak maakt het de ideale test voor legeringen.

2. Röntgenfluorescentie (XRF)

Röntgenfluorescentie (XRF) is een uiterst nauwkeurige en accurate meting van de elementaire samenstelling van materialen. XRF-spectrometers exciteren een monster met hoog-energetische röntgenstralen, waardoor het monster karakteristieke straling uitzendt die door de XRF-spectrometer wordt uitgelezen.

Een handgehouden XRF-pistool is vereist, maar het proces kan in fracties van een seconde plaatsvinden. Metalen met hoge percentage-niveaus nemen een paar seconden om te lezen, terwijl metalen met parts-per-million niveaus tot een paar minuten kunnen duren. Nog steeds vind je geen snellere lezing.

3. Röntgendiffractie (XRD)

Röntgendiffractie (XRD) wordt gebruikt om de chemische samenstellingsinformatie van metalen te identificeren. XRD kan hand in hand met XRF gebruikt worden, omdat XRD de test een stap verder brengt om extra context te geven.

Het proces identificeert de kristallijne fasen die aanwezig zijn en vergelijkt ze met een database gearchiveerde fasen. Elementen worden geanalyseerd in gemalen poedervorm.

XRD helpt bij het evalueren van mineralen, polymeren, corrosieproducten en andere onbekende materialen. Deze methode kan nuttig zijn om fasen te identificeren en te kwantificeren alsook textuuranalyse uit te voeren.

In tegenstelling tot traditionele methoden waar jarenlange training nodig is, kunnen metaalbewerkers gewapend met PMI-spectrometers in minuten getraind worden en aan hun opdrachten beginnen.

Voor nieuwe en gebruikte metaalanalysatoren die deze technologie gebruiken, bekijk onze online inventaris van metaalanalysatoren.

4. Laser-Induced Breakdown Spectrometer (LIBS)

Laser-induced breakdown spectrometer (LIBS) is een vorm van Atoomemissiespectrometrie, maar het gebruikt een hoog-energetische laserpuls om het monster te exciteren. Deze techniek wordt ook als non-destructief voor monsters beschouwd en is populair in schrootmetaalanalyse.

Visuele Identificatie van Veelvoorkomende Metalen

Ferro of Non-ferro?

Ferro betekent dat het metaal ijzer bevat, wat in de meeste gevallen het magnetisch maakt; non-ferro betekent dat het geen ijzer bevat. Een voorbeeld van ferro metaal is zacht staal, ook wel laagkoolstofstaal genoemd. Een voorbeeld van non-ferro metaal is koper of aluminium. Het is altijd een goed idee om een magneet mee te nemen naar de schrootplaats.

Aluminium

Aluminium is een glanzend grijs metaal en heeft een duidelijke oxidevorming bij contact met lucht. Dit is misschien niet de beste identificatie, maar het smeltpunt van aluminium is 658 °C (1217 °F). Ook is aluminium non-vonkerig. De dichtheid van aluminium is 2,70 g/cm³, dit is een goede manier om het te identificeren omdat je de dichtheid van een materiaal kunt berekenen met dichtheid = massa ÷ volume. Zoals gezegd, aluminium is non-ferro.

Brons

De meeste brons is een legering van koper en tin, maar architectuurbrons heeft eigenlijk een kleine hoeveelheid lood. Brons heeft een donker koperen kleur en krijgt na verloop van tijd een groene oxide. Het smeltpunt van brons is 850-1000 °C (1562-1832 °F), afhankelijk van de verhouding van de metalen. Brons is non-ferro. Omdat brons een legering is, varieert de dichtheid. Brons trilt als een bel wanneer erop geslagen wordt.

Messing

Messing is een andere koperlegering, maar met zink in plaats van tin. Messing heeft een geelgouden kleur. Het smeltpunt van messing is 900-940 °C (1652-1724 °F), afhankelijk van de verhouding. Messing is non-ferro. Omdat messing een legering is, varieert de dichtheid. Als messing geslagen wordt, trilt het als een bel, wat gebruikt kan worden om te bepalen of iets messing is in plaats van goud.

Chroom

Chroom is een erg glanzend zilverkleurig metaal en vormt een duidelijke oxide laag na verloop van tijd. Het smeltpunt van chroom is 1615 °C (3034 °F). Dingen zijn zelden gemaakt van zuiver chroom, maar veel dingen zijn ermee gecoate om ze glanzend en roestvrij te maken. De dichtheid van chroom is 7,2 g/cm³. Chroom is non-ferro.

Koper

Koper wordt in veel legeringen verwerkt zoals messing en brons. Koper is lichtrood van kleur en krijgt na verloop van tijd een groene oxide. Koper is non-ferro. Het smeltpunt van koper is 1083 °C (1981 °F). De dichtheid van koper is 8,94 g/cm³. Koper, net als messing, trilt ook als een bel wanneer erop geslagen wordt.

Goud

Goud is een glanzend geel metaal en heeft geen oxide. Het smeltpunt van goud is 1064,18 °C (1947,52 °F). Goud is erg zacht en erg zwaar. Goud heeft een hoge elektrische geleiding (meer elektriciteit kan doorheen) wat betekent dat de connectoren op veel kabels goudgeplateerd zijn. De dichtheid van goud is 19,30 g/cm³. Goud is non-ferro. Goud is een "edel" metaal, wat betekent dat het duur is en in munten en sieraden gebruikt wordt.

IJzer

IJzer is ferro (eindelijk!) en magnetisch. IJzer is donkergrijs onbepoetst en de roest is roodbruin. IJzer wordt ook in veel legeringen gebruikt zoals staal. Het smeltpunt van ijzer is 1530 °C (2786 °F). De dichtheid van ijzer is 7,87 g/cm³.

Lood

Lood is donkergrijs onbepoetst maar glanzender als gepolijst. Lood heeft een relatief laag smeltpunt, 327 °C (621 °F). Lood is non-ferro. Lood is erg zwaar; de dichtheid is 10,6 g/cm³.

Magnesium

Magnesium heeft een grijze kleur en ontwikkelt een oxide die de kleur verdunt. Het smeltpunt van magnesium is 650 °C (1202 °F). Magnesium is extreem ontvlambaar in poedervorm of dunne stroken. Magnesium brandt erg helder en is erg moeilijk te blussen omdat het zo heet is dat als je water erop gooit, het scheidt in waterstof en zuurstof, twee erg ontvlambare gassen.

Magnesium kan ook branden zonder zuurstof, wat het nog moeilijker maakt om te blussen. Magnesium is erg licht met een dichtheid van 1,738 g/cm³. Omdat magnesium zo licht is, wordt het in motorblokken van auto's gebruikt, en omdat het zo helder brandt, wordt het in brandwapens (om dingen te verbranden) en vuurwerk gebruikt.

Zacht Staal (Mild Steel)

Zacht staal is zwart tot donkergrijs onbepoetst en zilvergrijs gepolijst. Zacht staal heeft dezelfde rode roestoxide als ijzer. Zacht staal is ook ferro en magnetisch. Een andere naam voor zacht staal is laagkoolstofstaal.

Zacht staal geeft gele vonken af wanneer afgeschoven. De dichtheid van zacht staal is ongeveer 7,86 g/cm³, maar varieert omdat het een legering is van ijzer en koolstof (laagkoolstofstaal). Het smeltpunt van zacht staal is 1350-1530 °C (2462-2786 °F).

Nikkel

Nikkel is glanzend zilver wanneer gepolijst en donkerder onbepoetst. Nikkel is een van de weinige metalen dat geen ijzerlegering is, maar magnetisch is (5¢ Amerikaanse nikels zijn niet magnetisch omdat ze van een koper-nikkel legering gemaakt zijn). Het smeltpunt van nikkel is 1452 °C (2645 °F). De dichtheid van nikkel is 8,902 g/cm³.

Roestvrij Staal

Roestvrij staal is een glanzend zilverkleurig metaal en vormt geen oxide. Chroom (stap 5) wordt in het staal gemengd; wanneer het uithardt, laat het chroom een laag van zijn oxide op het staal achter, wat te dun is om te zien, zodat de kleur van het staal doorschijnt.

Het smeltpunt van roestvrij staal ligt tussen 1400-1450 °C (2552-2642 °F). De dichtheid van roestvrij staal varieert omdat het een legering is. Afhankelijk van de legering zijn sommige roestvrij stalen magnetisch, maar alle zijn ferro.

Tin

Tin is zilvergrijs van kleur (als de meeste metalen) als gepolijst en donkerder onbepoetst. Tin heeft een relatief laag smeltpunt van 231 °C (449 °F). De dichtheid van tin is 7,365 g/cm³. Tin is non-ferro.

Titaan

Titaan is een zilvergrijs metaal onbepoetst en donkerder onbepoetst. Titaan geeft heldere witte vonken af wanneer geschoven. Titaan is non-ferro. Het smeltpunt van titaan is 1795 °C (3263 °F). De dichtheid van titaan is 4,506 g/cm³.

Zilver

Zilver is een glanzend grijs metaal zelfs voor het polijsten, maar ontwikkelt na verloop van tijd een zwarte laag en moet gepolijst worden. Het smeltpunt van zilver is 961,78 °C (1763,2 °F). Zilver heeft de hoogste elektrische geleiding van alle metalen.

De dichtheid van zilver is 10,49 g/cm³. Zilver is non-ferro. Zilver is een "edel" metaal, wat betekent dat het duur is en in munten en sieraden gebruikt wordt.

Zink

Zink is van nature matgrijs en erg moeilijk te polijsten. Zink heeft een oxide die afvlakt en een deel van het zink meeneemt, zodat andere dingen erin gecoate worden zodat het zink "roest" in plaats van het basismetaal; dit heet galvaniseren.

Vanwege de lage kosten is zink het hoofmetaal in Amerikaanse centen. Het smeltpunt van zink is 419 °C (786 °F). Zink is non-ferro. De dichtheid van zink is 7,14 g/cm³.