Je hliník slitina? Jaké jsou různé typy hliníku? Jak identifikovat hliníkové známky? To jsou běžné otázky ve výrobě a inženýrství. Zatímco čistý hliník existuje, většina aplikací používá slitiny hliníku - materiály, které kombinují hliník s jinými prvky pro zvýšení specifických vlastností.
V tomto komplexním průvodci typy a vlastností hliníku a vlastností prozkoumáme různé známky hliníku, běžných hliníkových slitin, typů hliníkových materiálů a porovnáme charakteristiky hliníku vs. slitiny. Ať už si vyberete mezi slitinou hořčíku vs. hliníku, hledáte nejsilnější slitinu hliníku nebo potřebujete porozumět specifikacím hliníku, tato příručka pokrývá vše od grafů série hliníku po stupnice hliníku
Co jsou slitiny hliníku?
Hliníkové slitiny jsou skupinou materiálů, které se skládají z čistého hliníku v kombinaci s jinými prvky, aby se zvýšila jejich vlastnosti a výkon. Tyto slitiny jsou vytvářeny smícháním roztaveného hliníku s pečlivě vybranými legovacími prvky, což má za následek homogenní pevný roztok po chlazení a tuhnutí. Přidání těchto prvků může výrazně zlepšit sílu, trvanlivost a další vlastnosti čistého hliníku, což je vhodné pro širokou škálu aplikací.
Složení slitin hliníku obvykle zahrnuje:
Čistý hliník: základní kov, který tvoří většinu slitiny, obvykle představuje 85% až 99% celkové hmotnosti.
Prvky z lečení: K hliníku se přidávají různé kovy a nekovy, aby se vytvořily specifické slitiny s požadovanými vlastnostmi. Mezi běžné legované prvky patří měď, hořčík, mangan, křemík, zinek a lithium.
Účinky legovacích prvků na vlastnosti hliníku jsou významné a rozmanité:
Síla: Prvky jako měď, hořčík a zinek mohou výrazně zvýšit sílu slitin hliníku ve srovnání s čistým hliníkem.
Odolnost proti korozi: Některé prvky, jako je hořčík a křemík, mohou zvýšit přirozenou odolnost proti korozi hliníku podporou tvorby vrstvy ochranné oxidy.
Tepelná a elektrická vodivost: Zatímco čistý hliník je vynikajícím vodičem tepla a elektřiny, přidání určitých prvků může tyto vlastnosti modifikovat tak, aby vyhovovaly konkrétním aplikacím.
Vermobilita a majitelnost: legovací prvky mohou ovlivnit snadnost, s jakou mohou být slitiny hliníku tvarovány, vytvořeny a obráceny, což je činí všestrannější ve výrobních procesech.
Důležitost slitin hliníku v různých průmyslových odvětvích nelze přeceňovat: Účinek
Přeprava: Hliníkové slitiny se rozsáhle používají v automobilovém, leteckém a námořním průmyslu kvůli jejich poměru s vysokou pevností k hmotnosti, což umožňuje výrobu lehkých a palivově účinných vozidel a letadel.
Konstrukce: Odolnost proti korozi a trvanlivost slitin hliníku je činí ideálními pro architektonické aplikace, jako jsou okenní rámy, zastřešení a opláštění.
Elektronika: Vynikající tepelná a elektrická vodivost některých slitin hliníku, kombinovaná s jejich lehkou hmotností, je vhodná pro použití v elektronických komponentách, chladicích dřezích a ohradách.
Spotřebitelské zboží: Od domácích spotřebičů po sportovní vybavení se díky jejich všestrannosti, estetice a recyklovatelnosti používají slitiny hliníku v široké škále spotřebních výrobků.
| vlastností | legí |
| Pevnost | Zvýšeno o měď, hořčík a zink |
| Odolnost proti korozi | Vylepšeno hořčíkem a křemíkem |
| Tepelná vodivost | Upraveno tak, aby vyhovovalo konkrétním aplikacím |
| Elektrická vodivost | Změněno na základě použitých legovaných prvků |
| Formovatelnost | Ovlivněno přítomnými specifickými legovanými prvky |
| Machinability | Ovlivněno složením slitiny hliníku |
Označení a identifikace hliníkové slitiny
Hliníkové slitiny jsou klasifikovány pomocí standardizovaného pojmenovacího systému, který poskytuje základní informace o jejich složení a vlastnostech. Tento systém vyvinutý asociací hliníku sestává ze čtyřmístného čísla následovaného dopisovou příponou označující stav temperamentu. Pojďme se ponořit do detailů této pojmenovací úmluvy.
Čtyřmístný systém pojmenování
Čtyřmístné číslo v označení hliníkové slitiny přináší následující informace:
První číslice představuje hlavní série legovacího prvku nebo slitiny, například:
Druhá číslice označuje úpravy slitin nebo limity nečistot:
Třetí a čtvrté číslice mají různé významy v závislosti na řadě slitiny:
Série 1xxx: Poslední dvě číslice označují minimální čistotu hliníku, např. 1060, má minimálně 99,60% čistého hliníku.
Další série: Třetí a čtvrté číslice identifikují různé slitiny v rámci série, ale nemají žádnou numerickou významnost.
Zde je několik příkladů pro ilustraci systému pojmenování:
1100: 99,00% Minimální čistota hliníku, původní složení
2024: Měď jako hlavní legovací prvek, čtvrtá variace slitiny v řadě 2xxx
6061: Hořčík a křemík jako hlavní legovací prvky, první variace slitiny v řadě 6xxx
Dopisové přípony pro podmínky temperamentu
Kromě čtyřmístného čísla zahrnují označení hliníkové slitiny často příponu písmen, která označuje stav temperamentu nebo stav tepelného zpracování slitiny. Nejběžnější označení temperamentu jsou:
F: As-Fabrical, bez konkrétní kontroly nad tepelným nebo deformačním tvrzením
O: žíhané, nejměkčí stav temperamentu, dosaženého vytápěním a pomalým chlazením
W: Roztok tepelně ošetřený, nestabilní temperament aplikoval na slitiny, které spontánně při teplotě místnosti po tepelném zpracování roztoku
T: Jiné stabilní podmínky ošetřené teplem, včetně různých kombinací tepelného zpracování a kalení napětí
Temperační tempo je dále rozděleno do několika specifických podmínek, například:
T3: Roztok tepelně ošetřený, chladně zpracovaný a přirozeně stárnou
T4: Roztok tepelně ošetřené a přirozeně stárnou
T6: Roztok tepelně ošetřený a uměle stárne (srážení ztužené)
Například 6061-T6 označuje slitinu hořčíku a křemíku, která byla ošetřena tepelně ošetřena a uměle se stará, aby se zvýšila její síla.
| nálady | Popis |
| F | As-Fabrical, žádná specifická kontrola nad tepelným nebo deformačním kalením |
| Ó | Žíhaný, nejměkčí stav temperamentu |
| W | Roztok tepelně ošetřený, nestabilní temperament |
| T | Jiné stabilní podmínky ošetřené teplem, včetně různých podkategorií |
Různé typy slitin hliníku
Hliníkové slitiny jsou rozděleny do sedmi hlavních kategorií na základě jejich primárních prvků při lezení a výsledných vlastnostech. Každá série je označena čtyřciferným číslem, přičemž první číslice označuje hlavní legovací prvek. Zde je přehled těchto typů hliníkových slitin:
Série 1xxx (čistý hliník)
Série 1xxx se skládá z slitin hliníku s minimální čistotou 99%. Obsahují pouze stopové množství jiných prvků, což jim dává jedinečné vlastnosti:
Vysoká tepelná a elektrická vodivost, díky čemuž jsou ideální pro výměníky tepla a elektrické aplikace
Vynikající odolnost proti korozi, vhodná pro použití v chemickém zpracovatelském zařízení
Vysoká tažnost, umožňující snadné formování a tvarování
Mezi běžné aplikace slitin série 1xxx patří chemické nádrže, autobusové tyčinky a nýty.
Série 2xxx (měď)
Měď je primárním prvkem při lezení v řadě 2xxx. Tyto slitiny jsou známé:
Vysoká pevnost, často srovnatelná s oceli
Tepelná léčba, která dále zvyšuje jejich sílu
Dobrá majitelnost, usnadnění přesné výroby
Nižší odolnost proti korozi ve srovnání s jinými slitinami hliníku
Série 2xxx se běžně používá v leteckých, vojenských a dalších vysoce výkonných aplikacích.
Série 3xxx (mangan)
Mangan je hlavním legovacím prvkem v řadě 3xxx. Tyto slitiny jsou charakterizovány:
Mírná síla, vyšší než čistý hliník, ale nižší než jiné série slitin
Dobrá formobilita, umožňující snadné tvarování a ohýbání
Vynikající odolnost proti korozi, vhodná pro použití v drsném prostředí
Neheat-léčba, což znamená, že jejich vlastnosti nelze výrazně změnit tepelným zpracováním
Mezi typické aplikace slitin série 3xxx patří nádobí, automobilové díly a stavební materiály.
Série 4xxx (křemík)
Křemík je primárním legovacím prvkem v řadě 4xxx. Jsou známé pro:
Vynikající sesatelnost, díky čemuž jsou vhodné pro složité tvary a vzory
Dobrá majitelnost, umožňující přesnou výrobu
Mírná síla, vyšší než čistý hliník, ale nižší než jiné série slitin
Dobré rozptyl tepla, což z nich činí ideální pro aplikace, které vyžadují rychlý rozptyl tepla
Řada 4xxx se běžně používá v blocích motoru a dalších automobilových dílech.
Série 5xxx (hořčík)
Hořčík je hlavním legovacím prvkem v řadě 5xxx. Tyto slitiny jsou charakterizovány:
Dobrá síla, často používaná ve strukturálních aplikacích
Vynikající svářetelnost, umožňující snadné spojení a výrobu
Vysoká odolnost proti korozi, zejména v mořském prostředí
Neheat-léčba, což znamená, že jejich vlastnosti nelze výrazně změnit tepelným zpracováním
Mezi běžné aplikace slitin řady 5xxx patří mořské komponenty, automobilové díly a tlakové nádoby.
6xxx série (hořčík a křemík)
Série 6xxx obsahuje jak hořčík, tak křemík jako primární legovací prvky. Jsou známé pro:
Dobrá síla, často používaná ve strukturálních aplikacích
Vynikající formovatelnost, umožňující složité tvary a vzory
Dobrá majitelnost, umožňující přesnou výrobu
Vysoká odolnost proti korozi, vhodná pro použití v drsném prostředí
Tepelná léčba, která může dále zvýšit jejich sílu a další vlastnosti
Série 6xxx se široce používá v leteckém, automobilovém, konstrukci a dalších strukturálních aplikacích.
7xxx série (zink)
Zinek je primárním legčním prvkem v řadě 7xxx, často kombinovaný s malým množstvím jiných prvků. Vyznačují se:
Nejvyšší síla ze všech slitin hliníku
Dobrá odolnost proti únavě, díky čemuž jsou vhodné pro vysoce stresové aplikace
Tepelná léčba, která může dále zvýšit jejich sílu a další vlastnosti
Nižší odolnost proti korozi ve srovnání s jinými slitinami hliníku
Svařovatelnost, ale s některými preventivními opatřeními, aby se zabránilo praskání
Série 7XXX se běžně používá v leteckém a vysoce výkonném sportovním vybavení a dalších náročných aplikacích.
Série 8xxx: Specializované slitiny
Hliníkové slitiny řady 8xxx zahrnují vzácné legované prvky, jako jsou cín a jiné neobvyklé kovy, určené pro specializované aplikace, které vyžadují jedinečné vlastnosti. Tyto slitiny nejsou tak široce používány jako primární série, ale jsou nezbytná v průmyslových odvětvích, která vyžadují specifické atributy výkonu.
Klíčové vlastnosti :
Specializovaná funkčnost : přizpůsobena tak, aby vyhovovala vysoce specifickým potřebám, jako je odpor vůči tření nebo jedinečnou elektrickou vodivost.
Mírná síla : Nabízí dostatečnou sílu pro specializované aplikace, i když není vhodné pro prostředí s vysokým stresem.
Kompatibilita s různými procesy : Lze vyrobit pomocí různých metod v závislosti na přesném složení slitiny, což poskytuje flexibilitu pro konkrétní průmyslové potřeby.
Běžné aplikace :
Elektrické a elektronické komponenty : Slitiny s vysokou vodivostí v řadě 8xxx se používají v napájecích kabelech, konektorech a zapojení, kde je klíčová vodivost.
Aplikace pro ložisko a pouzdro : slitiny s cínem poskytují nízké tření, takže jsou vhodné pro ložiska a další pohyblivé komponenty, kde je odolnost proti opotřebení zásadní.
Speciální průmyslové komponenty : Jiné vlastní aplikace vyžadující vlastnosti, jako je vysoká tažnost, nízká hmotnost nebo specifická chemická odolnost.
Graf a klasifikace hliníkové slitiny
Níže uvedený graf série hliníku ukazuje různé typy materiálů z hliníku:
| série slitin | Primární legování | Klíčové vlastnosti |
| 1xxx | Žádný (čistý hliník) | Vysoká vodivost, odolnost proti korozi, tažnost |
| 2xxx | Měď | Vysoká pevnost, tepelně léčená, dobrá majitelnost |
| 3xxx | Mangan | Mírná síla, dobrá formobilita, odolnost proti korozi |
| 4xxx | Křemík | Vynikající sesatelnost, dobrá machinabilita, rozptyl tepla |
| 5xxx | Hořčík | Dobrá síla, svařovatelnost, odolnost proti korozi |
| 6xxx | Hořčík a křemík | Dobrá síla, formovatelnost, majitelnost, odolnost proti korozi |
| 7xxx | Zinek | Nejvyšší pevnost, dobrá únavová odolnost, tepelně léčená |
| 8xxx | Plechovka, železo a nikl, další vzácné kovy | Požadujte jedinečné vlastnosti |
Klíčové stupně slitiny hliníku a jejich aplikace
Hliníkové slitiny přicházejí v různých stupních, z nichž každá je přizpůsobena pro specifické aplikace vyvážením vlastností, jako je síla, odolnost proti korozi a formovatelnost. Níže jsou uvedeny některé klíčové stupně slitiny hliníku a průmyslová odvětví, která podporují.
Podrobný přehled konkrétních známek
1100
Tato známka je komerčně čistý hliník , známý pro svou vynikající odolnost proti korozi a vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí. I když je to relativně měkké, je ideální pro aplikace, kde síla není primárním požadavkem.
3003
V univerzální slitině, která nehřetelná, 3003 hliník zahrnuje mangan pro větší sílu a formovatelnost, což je vhodné pro širokou škálu produktů.
5052
5052 Hliník je rozpoznán pro svou silnou odolnost proti korozi, zejména v mořském prostředí, jakož i mírnou až vysokou pevností. Díky tomu je nejlepší volbou v nastavení vystavených slané vodě.
6061
Známý jako jeden z nejvšestrannějších hliníkových stupňů, 6061 nabízí vyváženou kombinaci pevnosti, odolnosti proti korozi a machinatelnosti. Je to tepelně léčené, takže je přizpůsobitelné pro strukturální aplikace.
7075
S jednou z nejvyšších úrovní pevnosti mezi slitiny hliníku 7075 se používá primárně ve vysokých stresových aplikacích. Je to méně odolné proti korozi než jiné stupně, ale vyniká v nastavení, kde je kritická vysoká pevnost.
Srovnávací tabulka klíčových složení
| třídy hliníkových stupňů | Zdůrazňuje | klíčové vlastnosti | Společné aplikace |
| 1100 | 99% čistý hliník | Vysoká odolnost proti korozi, tažná | HVAC, chemická manipulace, zpracování potravin |
| 3003 | Hliník s manganem | Mírná síla, dobrá proveditelnost | Nádobí, skladovací nádrže, střecha |
| 5052 | Hliník s hořčíkem | Silná odolnost proti korozi, svařovatelná | Mořské, palivové nádrže, tlakové nádoby |
| 6061 | Hořčík a křemík | Tepelně léčené, vysoce univerzální | Strukturální komponenty, letectví, automobilový průmysl |
| 7075 | Zinek jako primární legovací prvek | Nejvyšší pevnost, nízká odolnost proti korozi | Aerospace, obrana, sportovní vybavení |
Tyto hliníkové známky poskytují výrobcům možnosti, které vyvažují výkon a náklady, a splňují požadavky průmyslových odvětví od Marine do Aerospace.
Procesy tepelného zpracování pro slitiny hliníku
Tepelné zpracování je rozhodujícím krokem při výrobě mnoha slitin hliníku, protože může výrazně zvýšit jejich mechanické vlastnosti, jako je síla, tvrdost a tažnost. Pečlivým ovládáním cyklů vytápění a chlazení, jakož i doprovodných procesů, jako je pracovní a stárnutí za studena a stárnutí, mohou inženýři přizpůsobit vlastnosti slitin hliníku, aby splňovaly specifické požadavky na použití.
Běžné procesy tepelného zpracování a jejich označení
Pro slitiny hliníku se používá několik běžných procesů tepelného zpracování, z nichž každá má vlastní jedinečné označení. Tato označení poskytují rychlý a standardizovaný způsob identifikace specifického tepelného zpracování, které podstoupila slitina. Pojďme prozkoumat některé z nejčastěji používaných procesů tepelného zpracování a jejich označení.
T3: Roztok tepelně ošetřený + studená zpracovaná + přirozeně stárnou
Proces tepelného zpracování T3 zahrnuje následující kroky:
Tepelné zpracování roztoku: Slitina se zahřívá na specifickou teplotu a drží se tam dostatečně dlouho, aby umožnily, aby se legované prvky rozpustily do hliníkové matrice.
Schválená práce: Slitina je pak nachlazená, obvykle prostřednictvím protahování nebo válcování, aby se zlepšila její odolnost vůči síle a korozi na stresu.
Přirozené stárnutí: Konečně, slitina může přirozeně stárnout při pokojové teplotě, což dále zvyšuje jeho sílu a stabilitu.
Tepelné zpracování T3 se běžně aplikuje na slitiny jako 2024 a 7075, které se používají v leteckých a jiných vysoce výkonných aplikacích.
T4: Roztok tepelně ošetřený + přirozeně stárlý
Proces tepelného zpracování T4 se skládá ze dvou hlavních kroků:
Tepelné zpracování roztoku: Podobně jako T3 je slitina zahřívána na specifickou teplotu a drží se tam, aby se legovací prvky rozpustily do hliníkové matrice.
Přirozené stárnutí: Slitina je potom povolena přirozeně stárnout při pokojové teplotě, což v průběhu času zvyšuje jeho sílu a stabilitu.
Tepelné zpracování T4 se často používá pro slitiny, jako je 6061, které nacházejí aplikace v různých průmyslových odvětvích, včetně automobilového průmyslu, stavebnictví a rekreace.
T6: Řešení tepelně ošetřeno + uměle stárnou
Proces tepelného zpracování T6 zahrnuje následující kroky:
Tepelné zpracování roztoku: Slitina se zahřívá na specifickou teplotu a drží se tam, aby se umožnily rozpuštění při legačních prvcích do hliníkové matrice.
Umělé stárnutí: Slitina se poté zahřívá na zvýšenou teplotu (obvykle nižší než teplota tepelného zpracování roztoku) a drží se tam po určitou dobu, aby se podpořila kontrolované srážení legovaných prvků, což výrazně zvyšuje sílu a tvrdost slitiny.
Tepelné zpracování T6 se široce používá pro slitiny jako 2024, 6061 a 7075, které vyžadují vysokou pevnost a tvrdost pro náročné aplikace.
T7: Roztok tepelně ošetřený + přelhané
Proces tepelného zpracování T7 se skládá ze dvou hlavních kroků:
Tepelné zpracování roztoku: Slitina se zahřívá na specifickou teplotu a drží se tam, aby se umožnily rozpuštění při legačních prvcích do hliníkové matrice.
Překročení: Slitika se pak zahřívá na vyšší teplotu, než je teplota používaná v umělém stárnutí T6 a drží se tam po delší dobu. Tento proces obětuje určitou sílu ve prospěch zlepšené tažnosti, houževnatosti a rozměrové stability.
Tepelné zpracování T7 je často aplikováno na slitiny, jako je 7075, které se používají v letectví a dalších vysoce výkonných aplikacích, kde je vyžadována rovnováha síly a houževnatosti.
T8: Roztok tepelně ošetřený + za studena + uměle stárne
Proces tepelného zpracování T8 kombinuje výhody práce na chladu a umělého stárnutí:
Tepelné zpracování roztoku: Slitina se zahřívá na specifickou teplotu a drží se tam, aby se umožnily rozpuštění při legačních prvcích do hliníkové matrice.
Schválená práce: Slitina je pak nachlazená, obvykle prostřednictvím protahování nebo válcování, aby se zlepšila její odolnost vůči síle a korozi na stresu.
Umělé stárnutí: Nakonec se slitina zahřívá na zvýšenou teplotu a drží se tam po určitou dobu, aby se podpořila kontrolované srážení legovacích prvků, což dále zvyšuje jeho sílu a tvrdost.
Tepelné zpracování T8 se běžně používá pro slitiny, jako je 2024 a 7075, které vyžadují kombinaci vysoké pevnosti, tvrdosti a rezistence na stres.
Zvláštní sekundární označení pro úlevu od stresu nebo rozsahu stárnutí
Kromě označení primárního tepelného zpracování existují také zvláštní sekundární označení používaná k označení specifických podmínek úlevy na stresu nebo stárnutí. Tato označení jsou připojena k označení primárního tepelného zpracování, jako je T7351 nebo T6511. Některá běžná sekundární označení zahrnují:
51: Stres ulevený natahováním
511: Stres ulevený natažením a drobným narovnáním po natažení
52: Stres ulevený komprimováním
54: Stres uvolňován kombinovaným protahováním a komprimováním
Například 7075-T7351 naznačuje, že slitina byla ošetřena tepelně ošetřena, přelhaná, napětí uvolněna natažením a narovnána po natažení.
Obsazení vs. kované slitiny hliníku
Hliníkové slitiny mohou být široce klasifikovány do dvou hlavních kategorií: lité slitiny a kované slitiny. Zatímco oba typy slitin sdílejí základní vlastnosti hliníku, liší se ve svém složení, výrobních metodách a aplikacích konečného použití. Pojďme prozkoumat tyto rozdíly podrobněji.
Rozdíly ve složení slitiny
Jedna z primárních rozdílů mezi litými a kovanými hliníkovými slitinami spočívá v jejich chemickém složení, konkrétně procento přítomných prvků.
Slitiny lití zemí obvykle obsahují vyšší množství legovacích prvků, často přesahující 5% celkové hmotnosti. Tato vyšší procenta legování umožňují zlepšenou sestabilitu, tekutost a plnění plísní během procesu lití.
Na druhé straně slané slitiny mají obecně nižší procenta legovacích prvků, obvykle pod 5%. Nižší obsah legování v kočkovaných slitinách pomáhá udržovat dobrou formovatelnost, proveditelnost a tažnost, které jsou nezbytné pro následné tvarování a formování procesů.
Rozdíly v procentech legovacích prvků mohou mít významné účinky na mechanické a chemické vlastnosti konečných produktů:
Síla: Hlasové slitiny obsahují často vyšší sílu ve srovnání s lehkými slitinami kvůli jejich vyššímu obsahu legování. Tato zvýšená síla však přichází na náklady na sníženou tažnost a houževnatost.
Tažnost: Kované slitiny obecně vykazují lepší tažnost a formovatelnost než litis slitiny, a to díky nižšímu procentu letícího prvku. Díky tomu jsou vhodnější pro aplikace, které vyžadují rozsáhlé tvarování nebo formování.
Odolnost proti korozi: Odolnost slitin hliníku korozních hliníku se může lišit v závislosti na přítomných specifických legovacích prvcích. Některé kované slitiny, jako je série 5xxx s hořčíkem, nabízejí vynikající odolnost proti korozi, zatímco některé lité slitiny mohou být náchylnější k korozi v drsném prostředí.
Techniky výroby
Dalším klíčovým rozdílem mezi litými a kovanými hliníkovými slitinami je způsob, jakým jsou vyráběny a tvarovány do konečných produktů.
Hliníkové slitiny hliníku se vyrábějí pomocí různých metod obsazení, včetně:
Odlévání písku: roztavený hliník se nalije do pískové formy, která se vytvoří pomocí vzoru požadovaného tvaru. Odlévání písku je všestranné a nákladově efektivní pro produkci s nízkým objemem nebo velké složité části.
Odlévání pomlčky: roztavený hliník je injikován pod vysokým tlakem do dutiny ocelové matrice. Obsazení pomření je vhodné pro výrobu dílů s vysokým objemem se složitými detaily a těsnými tolerancemi.
Investiční odlévání: Vzorek vosku je potažen keramickou kašlou, která se poté zahřívá, aby se roztavila vosk a zanechal dutý keramickou skořápku. Roztavený hliník se nalije do skořápky, aby vytvořil poslední část. Investiční lití nabízí vynikající povrchovou úpravu a rozměrovou přesnost.
Naproti tomu kované hliníkové slitiny jsou vyrobeny pomocí různých procesů formování a tvarování, jako například:
Extruze: Hliníkové sochory jsou prosazovány otvorem pro matrici, aby se vytvořily dlouhé, kontinuální profily s konzistentním průřezem. Extruze se běžně používá k výrobě tyčí, zkumavek a komplexních tvarů.
Válcování: Hliníkové desky nebo ingoty procházejí řadou válců, aby se snížila jejich tloušťka a vytvořila ploché listy nebo desky. Válcování může být provedeno horké nebo studené, v závislosti na slitině a požadovaných vlastnostech.
Ohýbání: Kované hliníkové listy nebo profily jsou ohnuté nebo tvořeny do požadovaného tvaru pomocí lisovacích brzd, formátorů role nebo jiného ohybového vybavení. Ohýbání umožňuje vytvoření zakřivených nebo úhlových částí.
Aplikace a vlastnosti
Rozdíly v metodách složení a výroby mezi litými a kovanými hliníkovými slitinami vedou k odlišným aplikacím a vlastnostem.
Mezi typická použití litých hliníkových slitin patří:
Díly automobilů, jako jsou bloky motoru, hlavy válců a případy přenosu, kde jsou vyžadovány složité tvary a vysoká pevnost.
Bookware a pečivo, díky jejich dobré tepelné vodivosti a snadné vytvoření složitých návrhů.
Dekorativní a okrasné předměty, jako je nábytek a svítidla, díky jejich schopnosti vytvářet podrobné a esteticky příjemné tvary.
Pro aplikace, které vyžadují, jsou obsazeny slitiny obecně preferovány:
Komplexní geometrie nebo složité detaily, které je obtížné dosáhnout s koženými slitinami
Poměr s vysokou pevností k hmotnosti, zejména v komponentách nesoucích zátěž
Dobrá tepelná vodivost pro rozptyl tepla nebo aplikace pro přenos tepla
Na druhé straně je typická použití slitin kopaného hliníku:
Strukturální komponenty v budovách, mostech a přepravním zařízení, kde je nezbytná vysoká síla a dobrá formovatelnost
Díly letectví, jako jsou trupové a křídlové komponenty, kvůli jejich vynikajícímu poměru pevnosti k hmotnosti a únavové odolnosti
Elektronické přílohy a chladiče díky jejich dobré tepelné vodivosti a schopnosti být vytvořeny do přesných tvarů
Kované slitiny jsou obecně vybírány pro aplikace, které vyžadují:
Vysoká tažnost a formovatelnost pro tvarování a ohýbání
Vynikající poměr pevnosti k hmotnosti pro lehké strukturální komponenty
Dobrá odolnost proti korozi v drsných prostředích nebo venkovních aplikacích
| slitiny | odlitků | s odlitky. |
| Legovací prvek % | Vyšší (> 5%) | Nižší (<5%) |
| Pevnost | Vyšší síla, nižší tažnost | Snižová síla, vyšší tažnost |
| Odolnost proti korozi | Liší se v závislosti na prvcích legátů | Obecně dobré, zejména série 5xxx |
| Typická výroba | Lití písku, lití, investiční obsazení | Vytlačování, válcování, ohýbání |
| Běžné aplikace | Automobilové díly, nádobí, dekorativní předměty | Strukturální komponenty, Aerospace Parts, Electronics |
Úvahy o výběru slitin hliníku
Výběr správné slitiny hliníku pro projekt vyžaduje pochopení jeho obroby, nákladů a kompatibility s tepelným zpracováním. Tyto faktory ovlivňují účinnost výroby, náklady a výkon produktu.
Hodnocení machinability
Hodnocení machinability hliníkové slitiny ovlivňuje, jak snadno může být tvarováno pomocí CNC obrábění. Slitiny s vysokou majitelností ušetřit čas a snižovat opotřebení nástroje, což zvyšuje produktivitu ve složité výrobě.
Náklady na materiál a dostupnost
Výběr materiálu významně ovlivňuje rozpočty projektu a rychlost výroby . Vysoko náklady slitiny mohou nabízet vynikající vlastnosti, ale jsou méně přístupné nebo udržitelné pro rozsáhlé projekty.
Kompatibilita tepelného zpracování
Tepelné zpracování umožňuje specifickým hliníkovým slitinám zvýšit jejich sílu, trvanlivost a výkon. Ne všechny slitiny reagují dobře na tepelné zpracování, takže porozumění kompatibilitě je zásadní pro aplikace vyžadující vysokou pevnost.
| zvážení při výběru | Přínosy | klíčových slitin |
| Hodnocení machinability | Rychlejší obrábění, méně opotřebení nástroje | 6061, 2011, 7075 |
| Náklady na materiál a dostupnost | Přátelský rozpočet, stabilní nabídka | 3003, 5052 |
| Kompatibilita tepelného zpracování | Vylepšená síla a tvrdost | 2024, 6061, 7075 |
Hodnocení těchto faktorů zajišťuje, že zvolená slitina hliníku vyhovuje potřebám výkonu, rozpočtu a zpracování projektu, což vede k optimalizované výrobě a spolehlivosti produktu.
Shrnutí
Porozumění typům slitiny hliníku je nezbytné pro optimalizaci výroby a výkonu produktu. Výběr správné slitiny pro specifické aplikace - pokud je to pro sílu, odolnost proti korozi nebo obrobnost - může výrazně ovlivnit kvalitu a náklady. Od lehkých struktur v leteckém prostoru až po trvalé komponenty v mořském prostředí, každá slitina slouží jedinečnému účelu. Tato příručka poskytuje základ pro informovaná rozhodnutí. Prozkoumejte další zdroje, abyste prohloubili své znalosti a učinili nejlepší rozhodnutí o slitině pro jakýkoli projekt.
Referenční zdroje
Hliník
Hliníková slitina
6061 vs. 7075 Hliník
Nejlepší výrobce hliníkového procesu
Často kladené otázky (FAQ)
Otázka: Co je to hliníková slitina?
Hliníková slitina je kov vytvořený smícháním čistého hliníku s jinými prvky, jako je hořčík, měď nebo zinek, aby se zvýšila síla, odolnost proti korozi a trvanlivost.
Otázka: Jak se slitiny hliníku porovnávají s ocelí z hlediska síly a hmotnosti?
Hliníkové slitiny jsou obecně lehčí než ocel, což poskytuje vyšší poměr pevnosti k hmotnosti. Často se používají tam, kde je redukce hmotnosti nezbytná, jako v aplikacích Aerospace a Automotive.
Otázka: Jaké faktory ovlivňují machinabilitu slitin hliníku?
Machinabilita v slitinách hliníku je ovlivněna složením slitiny, tepelným zpracováním a tvrdostí. Například slitiny 6061 a 7075 nabízejí při obrábění CNC vynikající machinabilitu.
Otázka: Jak mohu zabránit korozi při používání slitin hliníku?
Pro nejlepší odolnost proti korozi vyberte slitiny s hořčíkem (jako 5052) nebo aplikujte ochranné povlaky. Pravidelné čištění také zabraňuje hromadění životního prostředí, které může způsobit korozi.
Otázka: Kde se běžně používají slitiny hliníku?
Hliníkové slitiny se široce používají v leteckém, automobilovém, konstrukci a elektronice. Každé odvětví vybírá specifické slitiny založené na potřebách, jako je síla, hmotnost a odolnost proti korozi.
