האם אלומיניום הוא סגסוגת? מהם הסוגים השונים של אלומיניום? כיצד לזהות ציוני אלומיניום? אלה שאלות נפוצות בייצור והנדסה. אמנם קיים אלומיניום טהור, אך מרבית היישומים משתמשים בסגסוגות אלומיניום - חומרים המשלבים אלומיניום עם אלמנטים אחרים כדי לשפר את המאפיינים הספציפיים.
במדריך מקיף זה לסוגי ותכונות אלומיניום, נחקור ציונים שונים של אלומיניום, סגסוגות אלומיניום נפוצות, סוגי חומרי אלומיניום והשווה מאפייני סגסוגת אלומיניום לעומת סגסוגת. בין אם אתה בוחר בין סגסוגת מגנזיום לעומת אלומיניום, מחפש את סגסוגת האלומיניום החזקה ביותר, או שאתה צריך להבין את מפרטי האלומיניום, מדריך זה מכסה הכל, החל מתרשימי סדרת אלומיניום ועד קשרי אלומיניום
מהן סגסוגות אלומיניום?
סגסוגות אלומיניום הן קבוצת חומרים המורכבת מאלומיניום טהור בשילוב אלמנטים אחרים כדי לשפר את תכונותיהם וביצועיהם. סגסוגות אלה נוצרות על ידי ערבוב אלומיניום מותך עם יסודות סגסוגת שנבחרו בקפידה, וכתוצאה מכך תמיסה מוצקה הומוגנית לאחר קירור והתמצקות. תוספת של אלמנטים אלה יכולה לשפר משמעותית את החוזק, העמידות והמאפיינים האחרים של אלומיניום טהור, מה שהופך אותו למגוון רחב של יישומים.
הרכב סגסוגות אלומיניום כולל בדרך כלל:
אלומיניום טהור: המתכת הבסיסית המרכיבה את רוב הסגסוגת, מהווה בדרך כלל 85% עד 99% מכלל המסה.
אלמנטים מסגסוגת: מתכות ואינן מתכות שונות מתווספות לאלומיניום ליצירת סגסוגות ספציפיות עם תכונות רצויות. אלמנטים סגסוגת נפוצים כוללים נחושת, מגנזיום, מנגן, סיליקון, אבץ וליתיום.
ההשפעות של אלמנטים סגסוגת על תכונות האלומיניום הן משמעותיות ומגוונות:
חוזק: אלמנטים כמו נחושת, מגנזיום ואבץ יכולים להגביר מאוד את חוזק סגסוגות האלומיניום בהשוואה לאלומיניום טהור.
עמידות בפני קורוזיה: חלק מהאלמנטים, כמו מגנזיום וסיליקון, יכולים לשפר את עמידות הקורוזיה הטבעית של אלומיניום על ידי קידום היווצרות שכבת תחמוצת מגן.
מוליכות תרמית וחשמלית: בעוד שאלומיניום טהור הוא מוליך מצוין של חום וחשמל, תוספת של אלמנטים מסוימים יכולה לשנות תכונות אלה כך שיתאימו ליישומים ספציפיים.
יכולת יכולת ויכולות: אלמנטים סגסוגת יכולים להשפיע על הקלות שבה ניתן לעצב, להיווצר ולמעצב סגסוגות אלומיניום, ולהפוך אותם למגוונים יותר בתהליכי ייצור.
לא ניתן להפריז בחשיבותם של סגסוגות אלומיניום בענפים שונים: השפעת
תחבורה: סגסוגות אלומיניום משמשות בהרחבה בתעשיות הרכב, האווירי והחלל והים בשל יחס החוזק למשקל הגבוה שלהם, המאפשר ייצור רכבים ומטוסים קלים ויעילים לדלק.
בנייה: עמידות בפני קורוזיה ועמידותם של סגסוגות אלומיניום הופכות אותם לאידיאליים ליישומים אדריכליים, כמו מסגרות חלונות, קירוי וחיפוי.
אלקטרוניקה: המוליכות התרמית והחשמלית המצוינת של סגסוגות אלומיניום מסוימות, בשילוב עם משקלם הקל, הופכת אותם למתאימים לשימוש ברכיבים אלקטרוניים, כיורי חום ומארזים.
מוצרי צריכה: ממכשירי משק בית לציוד ספורט, סגסוגות אלומיניום משמשות במגוון רחב של מוצרי צריכה, בזכות הרבגוניות שלהם, האסתטיקה והמחזור שלהם.
| רכוש | של אלמנטים סגסוגת |
| כּוֹחַ | גדל על ידי נחושת, מגנזיום ואבץ |
| עמידות בפני קורוזיה | משופר על ידי מגנזיום וסיליקון |
| מוליכות תרמית | שונה כך שיתאים ליישומים ספציפיים |
| מוליכות חשמלית | השתנה על סמך אלמנטים הסגסוגת המשמשים |
| יכולת | מושפע מאלמנטים הסגסוגת הספציפיים שנמצאים |
| יכולת מכונה | מושפע מהרכב סגסוגת האלומיניום |
ייעודי וזיהוי סגסוגת אלומיניום
סגסוגות אלומיניום מסווגות באמצעות מערכת שמות סטנדרטית המספקת מידע חיוני על הרכבם ותכונותיהם. מערכת זו, שפותחה על ידי איגוד האלומיניום, מורכבת ממספר בן ארבע ספרות ואחריו סיומת אותיות המעידה על מצב הטמפרטורה. בואו נצלול בפרטי ועידת השמות הזו.
מערכת השמות עם ארבע הספרות
המספר בן ארבע הספרות בייעוד סגסוגת אלומיניום מעביר את המידע הבא:
הספרה הראשונה מייצגת את סדרת האלמנט או הסגסוגת העיקרית לסגסוגת, למשל:
הספרה השנייה מציינת שינויים בסגסוגת או על מגבלות טומאה:
לספרות השלישית והרביעית משמעויות שונות בהתאם לסדרת הסגסוגת:
סדרת 1xxx: שתי הספרות האחרונות מצביעות על טוהר האלומיניום המינימלי, למשל, 1060 יש מינימום של 99.60% אלומיניום טהור.
סדרות אחרות: הספרות השלישית והרביעית מזהות סגסוגות שונות בסדרה, אך אין להן משמעות מספרית.
להלן כמה דוגמאות להמחשת מערכת השמות:
1100: 99.00% טוהר אלומיניום מינימלי, קומפוזיציה מקורית
2024: נחושת כאלמנט הסגסוגת העיקרי, וריאציה סגסוגת רביעית בסדרת 2xxx
6061: מגנזיום וסיליקון כאלמנטים סגסוגת עיקריים, וריאציה סגסוגת ראשונה בסדרת 6xxx
סיומות מכתב לתנאי מזג
בנוסף למספר בן ארבע הספרות, ייעודי סגסוגת אלומיניום כוללים לרוב סיומת אותיות המעידה על מצב המזג או את מצב הטיפול בחום של הסגסוגת. ייעודי המזג הנפוצים ביותר הם:
F: כביכול, ללא שליטה ספציפית על תנאי התקשות תרמיים או זן
O: מבולבל, מצב המזג הרך ביותר, שהושג באמצעות חימום בטמפרטורה גבוהה וקירור איטי
W: פתרון מטופל בחום, מזג לא יציב המיושם על סגסוגות הגילאות באופן ספונטני בטמפרטורת החדר לאחר טיפול בחום בתמיסה
T: מצבים אחרים שטופלו בחום, כולל שילובים שונים של טיפול בחום והתקשות מאמץ
מזג ה- T מחולק עוד יותר לכמה תנאים ספציפיים, כגון:
T3: פתרון מטופלים בחום, מעובד קר ומגיל באופן טבעי
T4: פתרון מטופל בחום ומיושן באופן טבעי
T6: פתרון מטופל בחום ומגיל מלאכותי (משקעים מוקשים)
לדוגמה, 6061-T6 מצביע על סגסוגת מגנזיום וסיליקון שזכתה בתמיסה שטופלה בחום והתיישנה באופן מלאכותי כדי להגביר את כוחו.
| טמפרטורה | תיאור |
| ג | כביכול, אין שליטה ספציפית על התקשות תרמית או מתח |
| O. | תנאי מזג רוחב, רך ביותר |
| W | פתרון טופלה בחום, לא יציב |
| T | תנאים אחרים שטופלו בחום, כולל קטגוריות משנה שונות |
סוגים שונים של סגסוגות אלומיניום
סגסוגות אלומיניום מחולקות לשבע קטגוריות עיקריות על סמך אלמנטים סגסוגת ראשוניים שלהם ותכונות הנובעות מכך. כל סדרה מיועדת על ידי מספר בן ארבע ספרות, כאשר הספרה הראשונה מציינת את האלמנט הסגסוגת העיקרי. להלן סקירה של סוגי סגסוגות אלומיניום אלה:
סדרת 1xxx (אלומיניום טהור)
סדרת 1xxx מורכבת מסגסוגות אלומיניום עם טוהר מינימלי של 99%. הם מכילים רק כמויות עקבות של אלמנטים אחרים, המעניקים להם תכונות ייחודיות:
מוליכות תרמית וחשמלית גבוהה, מה שהופך אותם לאידיאליים למחליפי חום ויישומי חשמל
עמידות בפני קורוזיה מעולה, המתאימה לשימוש בציוד לעיבוד כימי
משיכות גבוהה ומאפשרת גיבוש ועיצוב קלים
יישומים נפוצים של סגסוגות סדרת 1xxx כוללים טנקים כימיים, סורגי אוטובוס ומסמרות.
סדרת 2xxx (נחושת)
נחושת הוא האלמנט הסגסוגת העיקרי בסדרת 2xxx. סגסוגות אלה ידועות ב:
חוזק גבוה, לעתים קרובות דומה לפלדה
טיפול בחום, המשפר עוד יותר את כוחם
יכולת מעשה טובה, הקלה על ייצור מדויק
עמידות בפני קורוזיה נמוכה יותר בהשוואה לסגסוגות אלומיניום אחרות
סדרת 2xxx משמשת בדרך כלל ביישומים חלליים, צבאיים ויישומים אחרים בעלי ביצועים גבוהים.
סדרת 3xxx (מנגן)
מנגן הוא האלמנט העיקרי לסגסוגת בסדרת 3XXX. סגסוגות אלה מאופיינות על ידי:
חוזק בינוני, גבוה יותר מאלומיניום טהור אך נמוך יותר מסדרות סגסוגת אחרות
יכולת טובה, ומאפשרת עיצוב וכיפוף קלים
עמידות בפני קורוזיה מעולה, המתאימה לשימוש בסביבות קשות
שאינו ניתן לטיפול בחום, כלומר לא ניתן לשנות משמעותית את תכונותיהם באמצעות טיפול בחום
יישומים אופייניים של סגסוגות סדרות 3xxx כוללים כלי בישול, חלקי רכב וחומרי בנייה.
סדרת 4xxx (סיליקון)
סיליקון הוא האלמנט הסגסוגת העיקרי בסדרת 4XXX. הם ידועים ב:
יכולת יצוקה מעולה, מה שהופך אותם למתאימים לצורות ועיצובים מורכבים
יכולת עיבוד טובה, המאפשרת ייצור מדויק
חוזק בינוני, גבוה יותר מאלומיניום טהור אך נמוך יותר מסדרות סגסוגת אחרות
פיזור חום טוב, מה שהופך אותם לאידיאליים ליישומים הדורשים פיזור חום מהיר
סדרת 4xxx משמשת בדרך כלל בבלוקי מנוע ובחלקים רכב אחרים.
סדרת 5xxx (מגנזיום)
מגנזיום הוא האלמנט העיקרי לסגסוגת בסדרת 5XXX. סגסוגות אלה מאופיינות על ידי:
כוח טוב, המשמש לעתים קרובות ביישומים מבניים
יכולת ריתוך מעולה, המאפשרת הצטרפות וייצור קלה
עמידות בפני קורוזיה גבוהה, במיוחד בסביבות ימיות
שאינו ניתן לטיפול בחום, כלומר לא ניתן לשנות משמעותית את תכונותיהם באמצעות טיפול בחום
יישומים נפוצים של סגסוגות סדרת 5xxx כוללים רכיבים ימיים, חלקי רכב וכלי לחץ.
סדרות 6xxx (מגנזיום וסיליקון)
סדרת 6xxx מכילה גם מגנזיום וגם סיליקון כאלמנטים הסגסוגת העיקריים. הם ידועים ב:
כוח טוב, המשמש לעתים קרובות ביישומים מבניים
יכולת מעולה, המאפשרת צורות ועיצובים מורכבים
יכולת עיבוד טובה, המאפשרת ייצור מדויק
עמידות בפני קורוזיה גבוהה, המתאימה לשימוש בסביבות קשות
טיפול בחום, שיכול לשפר עוד יותר את כוחם ותכונותיו האחרות
סדרת 6xxx נמצאת בשימוש נרחב ביישומים אוויריים, רכב, בנייה ויישומים מבניים אחרים.
סדרת 7xxx (אבץ)
אבץ הוא האלמנט הסגסוגת העיקרי בסדרת 7xxx, לעתים קרובות בשילוב כמויות קטנות של אלמנטים אחרים. הם מאופיינים על ידי:
הכוח הגבוה ביותר בקרב כל סגסוגות האלומיניום
עמידות בפני עייפות טובה, מה שהופך אותם מתאימים ליישומי לחץ גבוה
טיפול בחום, שיכול לשפר עוד יותר את כוחם ותכונותיו האחרות
עמידות בפני קורוזיה נמוכה יותר בהשוואה לסגסוגות אלומיניום אחרות
יכולת ריתוך, אך עם כמה אמצעי זהירות כדי להימנע מפיצוח
סדרת 7xxx משמשת בדרך כלל בציוד ספורט וחלל-חלל, וביישומים תובעניים אחרים.
סדרת 8xxx: סגסוגות מתמחות
סגסוגות האלומיניום של סדרת 8xxx כוללות אלמנטים סגסוגת נדירים כמו TIN ומתכות לא נדירות אחרות, המיועדות ליישומי נישה הדורשים מאפיינים ייחודיים. סגסוגות אלה אינן בשימוש נרחב כמו הסדרה העיקרית אך חיוניות בתעשיות הדורשות תכונות ביצועים ספציפיות.
מאפייני מפתח :
פונקציונליות מיוחדת : מותאמת לענות על צרכים ספציפיים מאוד, כמו התנגדות לחיכוך או מוליכות חשמלית ייחודית.
חוזק בינוני : מציע כוח מספיק ליישומי נישה, אם כי אינו מתאים לסביבות לחץ גבוה.
תאימות לתהליכים שונים : ניתן לייצר בשיטות שונות בהתאם להרכב הסגסוגת המדויק, ומספק גמישות לצרכים תעשייתיים ספציפיים.
יישומים נפוצים :
רכיבים חשמליים ואלקטרוניים : סגסוגות מוליכות גבוהות בסדרת 8xxx משמשים בכבלי חשמל, מחברים וחיווט במקום בו המוליכות היא המפתח.
יישומי מיסב ותותבים : סגסוגות עם פח מספקות חיכוך נמוך, מה שהופך אותם למתאימים למסבים ולרכיבים נעים אחרים שבהם התנגדות בלאי היא מכריעה.
רכיבים תעשייתיים מיוחדים : יישומים מותאמים אישית אחרים הדורשים תכונות כמו משיכות גבוהה, משקל נמוך או עמידות כימית ספציפית.
תרשים סגסוגת אלומיניום וסיווג
תרשים סדרת האלומיניום להלן מציג סוגים שונים של חומרי אלומיניום:
| סדרת סגסוגת | סגסוגת אלמנט (ים) | מאפייני מפתח |
| 1xxx | אף אחד (אלומיניום טהור) | מוליכות גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, משיכות |
| 2xxx | נְחוֹשֶׁת | חוזק גבוה, הניתן לטיפול בחום, יכולת מכונה טובה |
| 3xxx | מַנגָן | חוזק בינוני, יכולת טובה, עמידות בפני קורוזיה |
| 4xxx | סִילִיקוֹן | יכולת יציקה מצוינת, יכולת מעשה טובה, פיזור חום |
| 5xxx | מגנזיום | כוח טוב, יכולת ריתוך, עמידות בפני קורוזיה |
| 6xxx | מגנזיום וסיליקון | חוזק טוב, יכולת, יכולת עיבוד, עמידות בפני קורוזיה |
| 7xxx | אָבָץ | כוח הגבוה ביותר, עמידות טובה לעייפות, טיפול בחום |
| 8xxx | פח, ברזל וניקל, מתכות נדירות אחרות | לדרוש מאפיינים ייחודיים |
ציוני סגסוגת אלומיניום מרכזיים ויישומי שלהם
סגסוגות אלומיניום מגיעות בכיתות שונות, כל אחת המותאמות ליישומים ספציפיים על ידי איזון בין תכונות כמו חוזק, עמידות בפני קורוזיה ויצירות. להלן כמה ציוני סגסוגת אלומיניום מרכזיים והתעשיות בהן הם תומכים.
סקירה מפורטת של ציונים ספציפיים
1100
ציון זה הוא אלומיניום טהור מבחינה מסחרית , הידוע בהתנגדות הקורוזיה המצוינת שלו ומוליכות תרמית וחשמלית גבוהה. למרות שהוא יחסית רך, זה אידיאלי ליישומים שבהם כוח אינו הדרישה העיקרית.
3003
סגסוגת רב-תכליתית שאינה ניתנת לטיפול, 3003 אלומיניום כוללת מנגן לתוספת חוזק ויצירות, מה שהופך אותה למתאימה למגוון רחב של מוצרים.
יישומים : משמשים בכלי בישול, מיכלי אחסון, קירוי ועבודות מתכת כלליות, בגלל יכולת העבודה שלה והתנגדות קורוזיה.
5052
5052 אלומיניום מוכר בזכות התנגדות הקורוזיה החזקה שלו, במיוחד בסביבות ימיות, כמו גם בחוזק בינוני לגובה. זה הופך אותו לבחירה עליונה בהגדרות שנחשפות למי מלח.
6061
המכונה אחת מציוני האלומיניום המגוונים ביותר, 6061 מציעה שילוב מאוזן של חוזק, עמידות בפני קורוזיה ויכולת עיבוד. זה ניתן לטיפול בחום, מה שהופך אותו להתאמה ליישומים מבניים.
7075
עם אחת מרמות החוזק הגבוהות ביותר בקרב סגסוגות אלומיניום, 7075 משמשת בעיקר ביישומי לחץ גבוה. זה פחות עמיד בפני קורוזיה מכיתות אחרות, אך מצטיין בהגדרות בהן חוזק גבוה הוא קריטי.
טבלת השוואה בין מפתח ציוני אלומיניום הרכב
| כיתה סגסוגת | מדגישה | תכונות מפתח | יישומים נפוצים |
| 1100 | 99% אלומיניום טהור | עמידות בפני קורוזיה גבוהה, רקיע | HVAC, טיפול כימי, עיבוד מזון |
| 3003 | אלומיניום עם מנגן | חוזק בינוני, יכולת עבודה טובה | כלי בישול, מיכלי אחסון, קירוי |
| 5052 | אלומיניום עם מגנזיום | עמידות בפני קורוזיה חזקה, ניתן לרתך | ימי, מיכלי דלק, כלי לחץ |
| 6061 | מגנזיום וסיליקון | טיפול בחום, רב-תכליתי מאוד | רכיבים מבניים, חלל, רכב |
| 7075 | אבץ כאלמנט סגסוגת ראשוני | חוזק גבוה ביותר, עמידות בפני קורוזיה נמוכה | תעופה וחלל, הגנה, ציוד ספורט |
ציוני אלומיניום אלה מספקים ליצרנים אפשרויות המאזנות את הביצועים והעלות, העומדים בדרישות הענפים מימי לחלל.
תהליכי טיפול בחום לסגסוגות אלומיניום
טיפול בחום הוא צעד מכריע בייצור סגסוגות אלומיניום רבות, מכיוון שהוא יכול לשפר משמעותית את תכונותיהם המכניות, כמו חוזק, קשיות ומשיכות. על ידי שליטה בזהירות במחזורי החימום והקירור, כמו גם בתהליכים הנלווים כמו עבודה והזדקנות קרה, מהנדסים יכולים להתאים את תכונות סגסוגות האלומיניום כדי לעמוד בדרישות היישום הספציפיות.
תהליכי טיפול בחום נפוצים וייעודים שלהם
ישנם מספר תהליכי טיפול בחום נפוצים המשמשים לסגסוגות אלומיניום, שלכל אחת מהן ייעוד ייחודי משלה. ייעודים אלה מספקים דרך מהירה וסטנדרטית לזיהוי הטיפול החום הספציפי שסגסוגת עברה. בואו נחקור כמה מתהליכי טיפול בחום הנפוצים ביותר ואת ייעדיהם.
T3: פתרון שטופל בחום + עבד קור + בגילאים באופן טבעי
תהליך הטיפול בחום T3 כולל את הצעדים הבאים:
טיפול בחום בפתרון: הסגסוגת מחוממת לטמפרטורה ספציפית ומוחזקת שם מספיק זמן כדי לאפשר לאלמנטים הסגסוגת להתמוסס למטריצת האלומיניום.
עבודה קרה: הסגסוגת עבדת אז בקור, בדרך כלל באמצעות מתיחות או גלגול, כדי לשפר את עוצמתו ואת עמידות בפני קורוזית הלחץ.
הזדקנות טבעית: לבסוף, הסגסוגת רשאית להזדקן באופן טבעי בטמפרטורת החדר, מה שמשפר עוד יותר את כוחו ויציבותו.
טיפול בחום T3 מיושם בדרך כלל על סגסוגות כמו 2024 ו- 7075, המשמשים ביישומים חלליים ויישומים אחרים בעלי ביצועים גבוהים.
T4: פתרון מטופל בחום + מיושן באופן טבעי
תהליך הטיפול בחום T4 מורכב משני צעדים עיקריים:
טיפול בחום בפתרון: בדומה ל- T3, הסגסוגת מחוממת לטמפרטורה ספציפית ומוחזקת שם כדי לאפשר לאלמנטים הסגסוגת להתמוסס למטריצת האלומיניום.
הזדקנות טבעית: לאחר מכן מותר לסגסוגת להזדקן באופן טבעי בטמפרטורת החדר, מה שמגדיל את כוחו ויציבותו לאורך זמן.
טיפול בחום T4 משמש לרוב לסגסוגות כמו 6061, שמוצאים יישומים בענפים שונים, כולל רכב, בנייה ובילוי.
T6: פתרון מטופל בחום + בגילאי מלאכותי
תהליך הטיפול בחום T6 כולל את הצעדים הבאים:
טיפול בחום בפתרון: הסגסוגת מחוממת לטמפרטורה ספציפית ומוחזקת שם כדי לאפשר לאלמנטים הסגסוגת להתמוסס למטריצת האלומיניום.
הזדקנות מלאכותית: הסגסוגת מחוממת אז לטמפרטורה מוגברת (בדרך כלל נמוכה יותר מטמפרטורת הטיפול בחום בתמיסה) ומוחזקת שם למשך זמן מסוים לקידום המשקעים המבוקרים של יסודות הסגסוגת, מה שמגדיל משמעותית את חוזק וקשיותו של הסגסוגת.
טיפול בחום T6 נמצא בשימוש נרחב לסגסוגות כמו 2024, 6061 ו- 7075, הדורשות חוזק וקשיות גבוהה ליישומים תובעניים.
T7: פתרון מטופל בחום + מוגזם
תהליך הטיפול בחום T7 מורכב משני צעדים עיקריים:
טיפול בחום בפתרון: הסגסוגת מחוממת לטמפרטורה ספציפית ומוחזקת שם כדי לאפשר לאלמנטים הסגסוגת להתמוסס למטריצת האלומיניום.
יתר על המידה: הסגסוגת מחוממת לטמפרטורה גבוהה יותר מזו המשמשת בהזדקנות מלאכותית T6 ומוחזקת שם במשך תקופה ממושכת. תהליך זה מקריב כוח מסוים לטובת שיפור משיכות, קשיחות ויציבות ממדית.
טיפול בחום T7 מיושם לרוב על סגסוגות כמו 7075, המשמשות בחלל וחלל ויישומים אחרים בעלי ביצועים גבוהים בהם נדרש איזון כוח וקשיחות.
T8: פתרון מטופל בחום + עבד קר + בגילאי מלאכותי
תהליך הטיפול בחום T8 משלב את היתרונות של הזדקנות בעבודה קרה ומלאכותית:
טיפול בחום בפתרון: הסגסוגת מחוממת לטמפרטורה ספציפית ומוחזקת שם כדי לאפשר לאלמנטים הסגסוגת להתמוסס למטריצת האלומיניום.
עבודה קרה: הסגסוגת עבדת אז בקור, בדרך כלל באמצעות מתיחות או גלגול, כדי לשפר את עוצמתו ואת עמידות בפני קורוזית הלחץ.
הזדקנות מלאכותית: לבסוף, הסגסוגת מחוממת לטמפרטורה מוגברת ומוחזקת שם למשך זמן מסוים לקידום המשקעים המבוקרים של האלמנטים הסגסוגת, מה שמגביר עוד יותר את כוחו וקשיותו.
טיפול בחום T8 משמש לרוב לסגסוגות כמו 2024 ו- 7075, הדורשים שילוב של חוזק גבוה, קשיות ועמידות בפני קורוזיה.
ייעודים משניים מיוחדים להקלה במתח או להיקף הזדקנות
בנוסף לייעודם העיקרי לטיפול בחום, ישנם גם ייעודי משניים מיוחדים המשמשים לציון הקלה ספציפית של הקלה או תנאי הזדקנות. ייעודים אלה מצורפים לייעוד הטיפול העיקרי לטיפול בחום, כמו T7351 או T6511. כמה ייעודים משניים נפוצים כוללים:
51: לחץ הקלה על ידי מתיחה
511: מתח הוקל על ידי מתיחות ויישור קל לאחר המתיחה
52: מתח הקל על ידי דחיסה
54: מתח הקל על ידי מתיחות ודחיסה משולבות
לדוגמה, 7075-T7351 מצביע על כך שהסגסוגת טופלה בחום, הונחה יתר על המידה, הוקלה על ידי מתיחות והתיישרה לאחר המתיחה.
סגסוגות אלומיניום יצוק מול יצוק
ניתן לסווג באופן נרחב סגסוגות אלומיניום לשתי קטגוריות עיקריות: סגסוגות יצוק וסגסוגות מחושלות. בעוד ששני סוגי הסגסוגות חולקים את המאפיינים הבסיסיים של אלומיניום, הם נבדלים זה מזה בהרכבם, בשיטות הייצור וביישומי השימוש הקצה שלהם. בואו נחקור את ההבדלים הללו ביתר פירוט.
הבדלים בהרכב הסגסוגת
אחת ההבחנות העיקריות בין סגסוגות אלומיניום יצוקות ועובדות טמונה בהרכב הכימי שלהם, ובמיוחד אחוז היסודות הסגסוגת.
סגסוגות יציקה למות מכילות בדרך כלל כמויות גבוהות יותר של יסודות סגסוגת, ולעתים קרובות עולים על 5% מכלל המסה. אחוזי סגסוגת גבוהים יותר אלה מאפשרים יכולות משופרת של יציקה, נזילות ומילוי עובש במהלך תהליך היציקה.
לעומת זאת, סגסוגות מחושל יש אחוזי יסוד סגסוגת נמוכים יותר, בדרך כלל מתחת ל -5%. תוכן הסגסוגת הנמוך יותר בסגסוגות מחושל עוזר לשמור על יכולת, יכולת עבודה ומשיכות טובה, החיוניים לתהליכי עיצוב ויוצרים עוקבים.
ההבדלים באחוזי האלמנטים של סגסוגת יכולים להשפיע משמעותית על התכונות המכניות והכימיות של המוצרים הסופיים:
חוזק: לסגסוגות יצוק יש לעיתים קרובות כוח גבוה יותר בהשוואה לסגסוגות יצוק בגלל תוכן הסגסוגת הגבוה יותר שלהם. עם זאת, חוזק מוגבר זה מגיע במחיר של המשיכות והקשיחות המופחתת.
משיכות: סגסוגות יצוק בדרך כלל מציגות משיכות ויצירות טובה יותר מאשר סגסוגות יצוק, בזכות אחוזי האלמנטים הסגסוגת הנמוכים שלהם. זה הופך אותם למתאימים יותר ליישומים הדורשים עיצוב או גיבוש נרחב.
עמידות בפני קורוזיה: התנגדות הקורוזיה של סגסוגות אלומיניום יכולה להשתנות בהתאם לאלמנטים הסגסוגת הספציפיים הקיימים. כמה סגסוגות יצוקות, כמו סדרת 5xxx עם מגנזיום, מציעות עמידות בפני קורוזיה מעולה, בעוד שסגסוגות יצוק מסוימות עשויות להיות רגישות יותר לקורוזיה בסביבות קשות.
טכניקות ייצור
הבדל מרכזי נוסף בין סגסוגות אלומיניום יצוקות לאלומיניום הוא הדרך בה הם מיוצרים ומעוצבים למוצרים סופיים.
סגסוגות אלומיניום יצוקות מיוצרות בשיטות יציקה שונות, כולל:
יציקת חול: אלומיניום מותך נשפך לתבנית חול, שנוצרת באמצעות דפוס של הצורה הרצויה. יציקת חול היא תכליתית וחסכונית לייצור בנפח נמוך או לחלקים גדולים ומורכבים.
יציקת Die: אלומיניום מותך מוזרק בלחץ גבוה לחלל מתים מפלדה. יציקת Die מתאימה לייצור בנפח גבוה של חלקים עם פרטים מורכבים וסובלנות הדוקה.
יציקת השקעות: דפוס שעווה מצופה בהדרכה קרמית, אשר מחומם אז כדי להמיס את השעווה, ומשאיר מעטפת קרמיקה חלולה. אלומיניום מותך נשפך לקליפה כדי ליצור את החלק הסופי. יציקת השקעות מציעה גימור משטח מעולה ודיוק ממדי.
לעומת זאת, סגסוגות אלומיניום מחושל מיוצרות באמצעות תהליכי יצירת ועיצוב שונים, כגון:
שחול: Billets אלומיניום נדחפים דרך פתח למות ליצירת פרופילים ארוכים ורציפים עם חתך עקבי. שחול משמש בדרך כלל לייצור סורגים, צינורות וצורות מורכבות.
גלגול: לוחות אלומיניום או מטילי מטיל מועברים דרך סדרת גלילים כדי להפחית את עובים וליצור סדינים או צלחות שטוחות. גלגול יכול להיעשות חם או קר, תלוי בסגסוגת ובמאפיינים הרצויים.
כיפוף: יריעות אלומיניום מחושל או פרופילים כפופים או נוצרים לצורה הרצויה באמצעות בלמי לחץ, פורמטי גלילה או ציוד כיפוף אחר. כיפוף מאפשר יצירת חלקים מעוקלים או זוויתיים.
יישומים ומאפיינים
ההבדלים בשיטות ההרכב והייצור בין סגסוגות אלומיניום יצוקות ומוצבות מובילים ליישומים ותכונות מובחנות.
שימושים אופייניים בסגסוגות אלומיניום יצוק כוללים:
חלקי רכב, כגון אבני מנוע, ראשי צילינדר ומקרי הילוכים, בהם נדרשים צורות מורכבות וחוזק גבוה.
כלי בישול וכלי בישול, בזכות המוליכות התרמית הטובה והקלות ביצירת עיצובים מורכבים.
פריטי דקורטיביים ונוי, כמו ריהוט וגופי תאורה, בשל יכולתם ליצור צורות מפורטות ואסתטיות נעימות.
בדרך כלל עדיפות סגסוגות יצוק על יישומים הדורשים:
גיאומטריות מורכבות או פרטים מורכבים שקשה להשיג עם סגסוגות יצוקות
יחס חוזק למשקל גבוה, במיוחד ברכיבים נושאי עומס
מוליכות תרמית טובה לפיזור חום או יישומי העברת חום
מצד שני, שימושים אופייניים בסגסוגות אלומיניום יצוק כוללות:
רכיבים מבניים בבניינים, גשרים וציוד תחבורה, כאשר חוזק גבוה ויצירות טובה הם חיוניים
חלקים אוויריים, כמו רכיבי גוף גוף וכנף, בגלל יחס כוחם למשקל ועמידות עייפות
מארזים אלקטרוניים וכיורי חום, בזכות המוליכות התרמית הטובה שלהם ויכולתם להיווצר לצורות מדויקות
סגסוגות מחושלות נבחרות בדרך כלל לבקשות הדורשות:
משיכות גבוהה ויצירות גבוהה לעיצוב וכיפוף
יחס כוח למשקל מעולה לרכיבים מבניים קלים
עמידות בפני קורוזיה טובה בסביבות קשות או יישומים בחוץ
| נכסים | סגסוגות יצוקות | סגסוגות יצוקות |
| אלמנט סגסוגת % | גבוה יותר (> 5%) | נמוך יותר (<5%) |
| כּוֹחַ | חוזק גבוה יותר, משיכות נמוכה יותר | חוזק נמוך יותר, משיכות גבוהה יותר |
| עמידות בפני קורוזיה | משתנה בהתאם לאלמנטים סגסוגת | בדרך כלל טוב, במיוחד סדרת 5xxx |
| ייצור טיפוסי | יציקת חול, יציקה למות, יציקת השקעות | שחול, גלגול, כיפוף |
| יישומים נפוצים | חלקי רכב, כלי בישול, פריטים דקורטיביים | רכיבים מבניים, חלקי תעופה וחלל, אלקטרוניקה |
שיקולים לבחירת סגסוגות אלומיניום
בחירת סגסוגת האלומיניום הנכונה לפרויקט מחייבת הבנת יכולות, עלותו ותאימותו לטיפול בחום. גורמים אלה משפיעים על יעילות הייצור, עלויות וביצועי המוצר.
דירוג כבוד
דירוג יכולת הכוח של סגסוגת אלומיניום משפיע על כמה קל לעצב אותו באמצעות עיבוד CNC. סגסוגות בעלות יכולת מכונה גבוהה חוסכת זמן ומפחיתים את שחיקת הכלים, משפרת את הפרודוקטיביות בייצור מורכב.
מדוע ענייני הכבוד :
מזרז תהליכי עיבוד שבבי, מוריד את זמני הייצור.
מקטין בלאי כלים, קיצוץ עלויות התחזוקה.
מאפשרת חלקים מדויקים ומורכבים יותר חיוניים בתעשיות כמו תעופה וחלל ורכב.
עלות וזמינות מהותית
בחירת החומרים משפיעה באופן משמעותי על תקציבי הפרויקט ועל מהירות הייצור . סגסוגות בעלות גבוהה עשויות להציע נכסים מעולים אך פחות נגישים או בר קיימא לפרויקטים גדולים.
תאימות לטיפול בחום
טיפול בחום מאפשר לסגסוגות אלומיניום ספציפיות להגביר את כוחן, עמידותן וביצועיהם. לא כל הסגסוגות מגיבות היטב לטיפול בחום, ולכן הבנת תאימות היא קריטית ליישומים הדורשים חוזק גבוה.
חשיבות הטיפול בחום :
מאפשר משופרים וכוח קשיות בסגסוגות כמו סדרות 2xxx, 6xxx ו- 7xxx.
משפר את הביצועים ואת תוחלת החיים לרכיבים בלחץ גבוה.
מאפשר גמישות בעיבוד לאחר הייצור, קריטי בתעשיות תעופה וחלל ותעשיות כבדות.
| שיקול בסגסוגות | יתרונות | מפתח בחירה |
| דירוג כבוד | עיבוד מהיר יותר, פחות ללבוש כלים | 6061, 2011, 7075 |
| עלות וזמינות חומרית | היצע ידידותי לתקציב, יציב | 3003, 5052 |
| תאימות לטיפול בחום | חוזק וקשיות משופרים | 2024, 6061, 7075 |
הערכת גורמים אלה מבטיחה כי סגסוגת האלומיניום שנבחרה עונה על צרכי הביצועים, התקציב והעיבוד של הפרויקט, מה שמוביל לייצור אופטימיזציה ואמינות מוצרים.
תַקצִיר
הבנת סוגי סגסוגת אלומיניום חיונית למיטוב בייצור וביצועי המוצר. בחירת הסגסוגת הנכונה ליישומים ספציפיים - בין אם זה מיועד לחוזק, עמידות בפני קורוזיה או יכולת מעשה - יכולה להשפיע מאוד על איכות ועלות. ממבנים קלים בחלל וחלל ועד רכיבים עמידים במסגרות ימיות, כל סגסוגת משרתת מטרה ייחודית. מדריך זה מספק בסיס לבחירות מושכלות. חקור משאבים נוספים כדי להעמיק את הידע שלך ולקבל את החלטות הסגסוגת הטובות ביותר לכל פרויקט.
מקורות הפניה
אֲלוּמִינְיוּם
סגסוגת אלומיניום
6061 לעומת 7075 אלומיניום
יצרנית תהליכי האלומיניום העליונה
שאלות נפוצות (שאלות נפוצות)
ש: מהי סגסוגת אלומיניום?
סגסוגת אלומיניום היא מתכת שנוצרה על ידי ערבוב אלומיניום טהור עם אלמנטים אחרים כמו מגנזיום, נחושת או אבץ כדי לשפר את חוזק, עמידות בפני קורוזיה ועמידות.
ש: כיצד משווים סגסוגות אלומיניום לפלדה מבחינת חוזק ומשקל?
סגסוגות אלומיניום בדרך כלל קלות יותר מפלדה, ומספקות יחס גבוה יותר למשקל. לרוב משתמשים בהם כאשר הפחתת משקל חיונית, כמו ביישומי חלל ויישומים לרכב.
ש: אילו גורמים משפיעים על יכולת הכבוד של סגסוגות אלומיניום?
יכולת הכבוד בסגסוגות אלומיניום מושפעת מהרכב הסגסוגת, טיפול בחום וקשיות. לדוגמה, 6061 ו- 7075 סגסוגות מציעות יכולת מכונות מצוינת בעיבוד CNC.
ש: כיצד אוכל למנוע קורוזיה בעת שימוש בסגסוגות אלומיניום?
לקבלת התנגדות לקורוזיה הטובה ביותר, בחר סגסוגות עם מגנזיום (כמו 5052) או החל ציפוי מגן. ניקוי רגיל מונע גם הצטברות סביבתית העלולה לגרום לקורוזיה.
ש: היכן משתמשים בסגסוגות אלומיניום בדרך כלל?
סגסוגות אלומיניום נמצאות בשימוש נרחב בחלל, רכב, בנייה ואלקטרוניקה. כל ענף בוחר סגסוגות ספציפיות המבוססות על צרכים כמו חוזק, משקל ועמידות בפני קורוזיה.
