Este aluminiu un aliaj? Care sunt diferitele tipuri de aluminiu? Cum se identifică notele de aluminiu? Acestea sunt întrebări comune în fabricație și inginerie. În timp ce există aluminiu pur, majoritatea aplicațiilor folosesc aliaje de aluminiu - materiale care combină aluminiu cu alte elemente pentru a îmbunătăți proprietățile specifice.
În acest ghid cuprinzător pentru tipurile și proprietățile de aluminiu, vom explora diferite grade de aluminiu, aliaje comune de aluminiu, tipuri de materiale din aluminiu și vom compara caracteristicile aluminiului și aliajului. Indiferent dacă alegeți între aliaj de magneziu și aluminiu, căutați cel mai puternic aliaj de aluminiu sau trebuie să înțelegeți specificațiile de aluminiu, acest ghid acoperă totul, de la graficele din seria de aluminiu până la scalele de duritate de aluminiu
Ce sunt aliajele de aluminiu?
Aliajele de aluminiu sunt un grup de materiale care constau din aluminiu pur combinat cu alte elemente pentru a -și îmbunătăți proprietățile și performanțele. Aceste aliaje sunt create prin amestecarea aluminiului topit cu elemente de aliere selectate cu atenție, rezultând o soluție solidă omogenă la răcire și solidificare. Adăugarea acestor elemente poate îmbunătăți semnificativ puterea, durabilitatea și alte caracteristici ale aluminiului pur, ceea ce îl face potrivit pentru o gamă largă de aplicații.
Compoziția aliajelor de aluminiu include de obicei:
Aluminiu pur: metalul de bază care alcătuiește majoritatea aliajului, reprezentând de obicei 85% până la 99% din masa totală.
Elemente de aliere: Diverse metale și non-metaluri sunt adăugate în aluminiu pentru a crea aliaje specifice cu proprietăți dorite. Elementele comune de aliere includ cupru, magneziu, mangan, siliciu, zinc și litiu.
Efectele elementelor de aliere asupra proprietăților aluminiului sunt semnificative și variate:
Forță: Elemente precum cupru, magneziu și zinc pot crește considerabil puterea aliajelor de aluminiu în comparație cu aluminiul pur.
Rezistența la coroziune: Unele elemente, cum ar fi magneziu și siliciu, pot îmbunătăți rezistența naturală la coroziune a aluminiului prin promovarea formării unui strat de oxid de protecție.
Conductivitate termică și electrică: în timp ce aluminiul pur este un conductor excelent de căldură și electricitate, adăugarea anumitor elemente poate modifica aceste proprietăți pentru a se potrivi aplicațiilor specifice.
Formabilitate și mașinasie: Elementele de aliere pot influența ușurința cu care aliajele de aluminiu pot fi modelate, formate și prelucrate, ceea ce le face mai versatile în procesele de fabricație.
Importanța aliajelor de aluminiu în diferite industrii nu poate fi supraevaluată: efectul
Transport: aliajele de aluminiu sunt utilizate pe scară largă în industria auto, aerospațială și marină, datorită raportului lor ridicat de rezistență-greutate, care permite producerea de vehicule și aeronave ușoare și eficiente în combustibil.
Construcție: Rezistența la coroziune și durabilitatea aliajelor de aluminiu le fac ideale pentru aplicații arhitecturale, cum ar fi rame pentru ferestre, acoperișuri și placare.
Electronica: Conductivitatea termică și electrică excelentă a anumitor aliaje de aluminiu, combinate cu greutatea lor ușoară, le fac potrivite pentru a fi utilizate în componente electronice, chiuvete de căldură și incinte.
Bunuri de consum: De la aparatele de uz casnic la echipamente sportive, aliajele de aluminiu sunt utilizate într -o gamă largă de produse de consum, datorită versatilității, esteticii și reciclabilității lor.
| proprietății | elementelor de aliere |
| Rezistenţă | Crescut prin cupru, magneziu și zinc |
| Rezistență la coroziune | Îmbunătățit de magneziu și siliciu |
| Conductivitate termică | Modificat pentru a se potrivi aplicațiilor specifice |
| Conductivitate electrică | Modificat pe baza elementelor de aliere utilizate |
| Formabilitate | Influențat de elementele specifice de aliere prezente |
| Machinabilitatea | Afectat de compoziția aliajului de aluminiu |
Denumiri și identificare din aliaj de aluminiu
Aliajele de aluminiu sunt clasificate folosind un sistem de denumire standardizat care oferă informații esențiale despre compoziția și proprietățile lor. Acest sistem, dezvoltat de Asociația de aluminiu, constă dintr-un număr de patru cifre urmat de un sufix de litere care indică condiția temperamentului. Să ne scufundăm în detaliile acestei convenții de denumire.
Sistemul de denumire din patru cifre
Numărul de patru cifre dintr-o desemnare din aliaj de aluminiu transmite următoarele informații:
Prima cifră reprezintă principalul element de aliere sau serii de aliaje, de exemplu:
A doua cifră indică modificări de aliaj sau limite de impuritate:
A treia și a patra cifră au semnificații diferite în funcție de seria de aliaje:
Seria 1XXX: Ultimele două cifre indică puritatea minimă a aluminiului, de exemplu, 1060 are un minim de 99,60% aluminiu pur.
Alte serii: a treia și a patra cifră identifică diferite aliaje din serie, dar nu au o semnificație numerică.
Iată câteva exemple pentru a ilustra sistemul de denumire:
1100: 99,00% puritate minimă de aluminiu, compoziție originală
2024: cupru ca element principal de aliere, a patra variație de aliaj în seria 2xxx
6061: magneziu și siliciu ca elemente principale de aliere, prima variație de aliaj în seria 6xxx
Sufixuri de scrisori pentru condiții de temperament
În plus față de numărul de patru cifre, denumirile din aliaj de aluminiu includ adesea un sufix de litere care indică starea temperamentului sau starea de tratare termică a aliajului. Cele mai frecvente denumiri de temperament sunt:
F: AS-FABRICAT, fără niciun control specific asupra condițiilor de întărire termică sau a tulpinii
O: Anecat, cea mai moale condiție de temperament, obținută prin încălzire la temperatură ridicată și răcire lentă
W: soluție tratată termic, un temperament instabil aplicat aliajelor care îmbătrânesc spontan la temperatura camerei după tratarea termică a soluției
T: Alte afecțiuni stabile tratate termic, inclusiv diverse combinații de tratament termic și întărirea tulpinii
Temperatura T este în continuare împărțită în mai multe condiții specifice, cum ar fi:
T3: soluție tratată termic, lucrată la rece și îmbătrânită în mod natural
T4: Soluție tratată termic și îmbătrânită în mod natural
T6: Soluție tratată termic și îmbătrânită artificial (precipitații întărite)
De exemplu, 6061-T6 indică un aliaj de magneziu și siliciu care a fost tratat cu soluție și îmbătrânit artificial pentru a-și crește rezistența.
| temperamentului | Descrierea |
| F | AS-FABRICAT, NICIUN CONTROLUL SPECIFICATĂ PENTRU ÎNVĂȚAREA TERMULUI SAU |
| O | Anecat, condiție de temperament cea mai moale |
| W | Soluție tratată termic, temperament instabil |
| T | Alte condiții stabile tratate cu căldură, inclusiv diverse subcategorii |
Diferite tipuri de aliaje de aluminiu
Aliajele de aluminiu sunt împărțite în șapte categorii principale pe baza elementelor lor primare de aliere și a proprietăților rezultate. Fiecare serie este desemnată printr-un număr de patru cifre, prima cifră indicând elementul major de aliere. Iată o imagine de ansamblu a acestor tipuri de aliajuri de aluminiu:
Seria 1xxx (aluminiu pur)
Seria 1XXX este formată din aliaje de aluminiu cu o puritate minimă de 99%. Conțin doar urme de alte elemente, ceea ce le oferă proprietăți unice:
Conductivitate termică și electrică ridicată, ceea ce le face ideale pentru schimbătoare de căldură și aplicații electrice
Rezistență excelentă la coroziune, potrivită pentru utilizare în echipamentele de procesare chimică
Ductilitate ridicată, permițând formarea și modelarea ușoară
Aplicațiile comune ale aliajelor din seria 1xxx includ rezervoare chimice, bare de autobuz și nituri.
Seria 2xxx (cupru)
Cuprul este elementul primar de aliere din seria 2xxx. Aceste aliaje sunt cunoscute pentru:
Rezistență ridicată, adesea comparabilă cu oțelul
Tratabilitatea termică, ceea ce le îmbunătățește în continuare puterea
Machinabilitate bună, facilitând fabricarea precisă
Rezistență la coroziune mai mică în comparație cu alte aliaje de aluminiu
Seria 2XXX este utilizată în mod obișnuit în aplicații aerospațiale, militare și alte aplicații de înaltă performanță.
Seria 3xxx (mangan)
Manganul este principalul element de aliere din seria 3xxx. Aceste aliaje sunt caracterizate de:
Rezistență moderată, mai mare decât aluminiu pur, dar mai mic decât alte serii de aliaje
Formabilitate bună, permițând o modelare și îndoire ușoară
Rezistență excelentă la coroziune, potrivită pentru utilizare în medii dure
Non-tratabile, ceea ce înseamnă că proprietățile lor nu pot fi modificate semnificativ prin tratamentul termic
Aplicațiile tipice ale aliajelor din seria 3xxx includ articole de gătit, piese auto și materiale de construcție.
Seria 4XXX (siliciu)
Siliconul este elementul primar de aliere din seria 4xxx. Sunt cunoscuți pentru:
Castabilitate excelentă, ceea ce le face potrivite pentru forme și modele complexe
Machinabilitate bună, permițând o fabricare precisă
Rezistență moderată, mai mare decât aluminiu pur, dar mai mic decât alte serii de aliaje
O bună dispersie a căldurii, ceea ce le face ideale pentru aplicații care necesită o disipare rapidă a căldurii
Seria 4XXX este utilizată în mod obișnuit în blocurile de motor și în alte piese auto.
Seria 5xxx (magneziu)
Magneziul este principalul element de aliere din seria 5xxx. Aceste aliaje sunt caracterizate de:
Putere bună, adesea folosită în aplicațiile structurale
Sudabilitate excelentă, permițând o îmbinare și o fabricație ușoară
Rezistență ridicată la coroziune, în special în mediile marine
Non-tratabile, ceea ce înseamnă că proprietățile lor nu pot fi modificate semnificativ prin tratamentul termic
Aplicațiile comune ale aliajelor din seria 5xxx includ componente marine, piese auto și vase sub presiune.
Seria 6xxx (magneziu și siliciu)
Seria 6XXX conține atât magneziu, cât și siliciu ca elemente primare de aliere. Sunt cunoscuți pentru:
Putere bună, adesea folosită în aplicațiile structurale
Formabilitate excelentă, permițând forme și proiecte complexe
Machinabilitate bună, permițând o fabricare precisă
Rezistență ridicată la coroziune, potrivită pentru utilizare în medii dure
Tratabilitatea termică, ceea ce le poate spori și mai mult puterea și alte proprietăți
Seria 6XXX este utilizată pe scară largă în aplicații aerospațiale, auto, construcții și alte aplicații structurale.
Seria 7xxx (zinc)
Zincul este elementul primar de aliere din seria 7xxx, adesea combinat cu cantități mici de alte elemente. Sunt caracterizate de:
Cea mai mare forță dintre toate aliajele de aluminiu
Rezistență bună la oboseală, ceea ce le face potrivite pentru aplicații cu stres ridicat
Tratabilitatea termică, ceea ce le poate spori și mai mult puterea și alte proprietăți
Rezistență la coroziune mai mică în comparație cu alte aliaje de aluminiu
Sudabilitate, dar cu unele măsuri de precauție pentru a evita fisurarea
Seria 7XXX este utilizată în mod obișnuit în echipamente sportive aerospațiale, de înaltă performanță și alte aplicații solicitante.
Seria 8xxx: aliaje specializate
Aliajele din aluminiu din seria 8XXX includ elemente de aliere rare precum staniu și alte metale neobișnuite, concepute pentru aplicații de nișă care cer caracteristici unice. Aceste aliaje nu sunt la fel de utilizate ca seria primară, dar sunt esențiale în industriile care necesită atribute specifice de performanță.
Proprietăți cheie :
Funcționalitate specializată : adaptată pentru a răspunde nevoilor extrem de specifice, cum ar fi rezistența la frecare sau conductivitatea electrică unică.
Putere moderată : oferă o rezistență suficientă pentru aplicațiile de nișă, deși nu este potrivită pentru medii cu stres ridicat.
Compatibilitatea cu diverse procese : Poate fi fabricată folosind diferite metode în funcție de compoziția exactă a aliajului, oferind flexibilitate pentru nevoile industriale specifice.
Aplicații comune :
Componente electrice și electronice : aliaje de conductivitate ridicate din seria 8xxx sunt utilizate în cabluri de alimentare, conectori și cablaje unde conductivitatea este esențială.
Aplicații de rulment și bucșă : aliajele cu staniu asigură o frecare scăzută, ceea ce le face potrivite pentru rulmenți și alte componente în mișcare, unde rezistența la uzură este crucială.
Componente industriale de specialitate : alte aplicații personalizate care necesită proprietăți precum ductilitate ridicată, greutate mică sau rezistență chimică specifică.
Grafic și clasificare din aliaj de aluminiu
Graficul din seria de aluminiu de mai jos arată diferite tipuri de materiale din aluminiu:
| seria de aliaje | Element (S) de aliere din | Proprietăți cheie |
| 1xxx | Niciunul (aluminiu pur) | Conductivitate ridicată, rezistență la coroziune, ductilitate |
| 2xxx | Cupru | Rezistență ridicată, tratabilă la căldură, o bună utilizare |
| 3xxx | Mangan | Rezistență moderată, formare bună, rezistență la coroziune |
| 4xxx | Siliciu | Castabilitate excelentă, utilabilitate bună, dispersie a căldurii |
| 5xxx | Magneziu | Putere bună, sudabilitate, rezistență la coroziune |
| 6xxx | Magneziu și siliciu | Putere bună, formabilitate, utilabilitate, rezistență la coroziune |
| 7xxx | Zinc | Cea mai mare rezistență, rezistență bună la oboseală, tratabilă la căldură |
| 8xxx | Tin, fier și nichel, alte metale rare | Cere caracteristici unice |
Notele cheie de aliaj de aluminiu și aplicațiile lor
Aliajele de aluminiu vin în diferite clase, fiecare adaptate pentru aplicații specifice prin echilibrarea proprietăților precum rezistența, rezistența la coroziune și formabilitatea. Mai jos sunt câteva clase cheie de aliaj de aluminiu și industriile pe care le susțin.
Prezentare generală detaliată a unor clase specifice
1100
Acest grad este aluminiu pur din punct de vedere comercial , cunoscut pentru rezistența sa excelentă la coroziune și pentru conductivitatea termică și electrică ridicată. Deși este relativ moale, este ideal pentru aplicațiile în care rezistența nu este cerința principală.
3003
Un aliaj versatil, non-tratabil, 3003 aluminiu include mangan pentru un plus de rezistență și formabilitate, ceea ce îl face potrivit pentru o gamă largă de produse.
Aplicații : utilizate în articole de gătit, rezervoare de depozitare, acoperișuri și lucrări generale de tablă, datorită rezistenței sale de lucru și a coroziunii.
5052
5052 aluminiu este recunoscut pentru rezistența sa puternică de coroziune, în special în mediile marine, precum și pentru o rezistență moderată până la înaltă. Acest lucru îl face o alegere de top în setările expuse apei sărate.
6061
Cunoscut ca una dintre cele mai versatile note de aluminiu, 6061 oferă o combinație echilibrată de rezistență, rezistență la coroziune și mașinabilitatea. Este tratabil la căldură, ceea ce îl face adaptabil pentru aplicații structurale.
7075
Cu unul dintre cele mai mari niveluri de rezistență în rândul aliajelor de aluminiu, 7075 este utilizat în principal în aplicații cu stres ridicat. Este mai puțin rezistent la coroziune decât alte clase, dar excelează în setările în care rezistența ridicată este critică.
Tabelul de comparație al claselor cheie de aluminiu
| de grad de aliaj evidențiază | Compoziție | Proprietăți cheie | Aplicații comune |
| 1100 | 99% aluminiu pur | Rezistență ridicată la coroziune, ductilă | HVAC, manipulare chimică, prelucrare a alimentelor |
| 3003 | Aluminiu cu mangan | Putere moderată, o bună funcție | Vase, rezervoare de depozitare, acoperișuri |
| 5052 | Aluminiu cu magneziu | Rezistență puternică la coroziune, sudabilă | Marine, rezervoare de combustibil, vase sub presiune |
| 6061 | Magneziu și siliciu | Tratabil termic, extrem de versatil | Componente structurale, aerospațial, automobile |
| 7075 | Zincul ca element de aliere primară | Rezistență la cea mai mare rezistență, rezistență la coroziune scăzută | Aerospațial, apărare, echipament sportiv |
Aceste note de aluminiu oferă producătorilor opțiuni care echilibrează performanța și costul, îndeplinind cerințele industriilor de la marin la aerospațial.
Procese de tratare termică pentru aliaje de aluminiu
Tratamentul termic este un pas crucial în producerea multor aliaje de aluminiu, deoarece își poate îmbunătăți semnificativ proprietățile mecanice, cum ar fi rezistența, duritatea și ductilitatea. Controlând cu atenție ciclurile de încălzire și răcire, precum și procesele de însoțire precum funcționarea la rece și îmbătrânirea, inginerii pot adapta proprietățile aliajelor de aluminiu pentru a îndeplini cerințele specifice de aplicație.
Procese comune de tratare termică și desemnarea acestora
Există mai multe procese comune de tratare termică utilizate pentru aliaje de aluminiu, fiecare cu propria desemnare unică. Aceste denumiri oferă o modalitate rapidă și standardizată de a identifica tratamentul termic specific pe care l -a suferit un aliaj. Să explorăm unele dintre cele mai frecvent utilizate procese de tratare termică și desemnările acestora.
T3: soluție tratată termic + lucrat la rece + îmbătrânit în mod natural
Procesul de tratare a căldurii T3 implică următorii pași:
Tratamentul termic al soluției: aliajul este încălzit la o temperatură specifică și ținut acolo suficient de mult timp pentru a permite elementelor de aliere să se dizolve în matricea de aluminiu.
Funcționare la rece: Aliajul este apoi lucrat la rece, de obicei prin întinderea sau rularea, pentru a-și îmbunătăți rezistența și rezistența la coroziune de stres.
Îmbătrânire naturală: În sfârșit, aliajul este lăsat să îmbătrânească în mod natural la temperatura camerei, ceea ce îi îmbunătățește în continuare rezistența și stabilitatea.
Tratamentul termic T3 este aplicat în mod obișnuit la aliaje precum 2024 și 7075, care sunt utilizate în aerospațială și în alte aplicații de înaltă performanță.
T4: soluție tratată termic + îmbătrânită în mod natural
Procesul de tratare a căldurii T4 constă din două etape principale:
Tratamentul termic al soluției: similar cu T3, aliajul este încălzit la o temperatură specifică și ținut acolo pentru a permite elementelor de aliere să se dizolve în matricea de aluminiu.
Îmbătrânire naturală: Aliajul este apoi lăsat să îmbătrânească în mod natural la temperatura camerei, ceea ce crește rezistența și stabilitatea în timp.
Tratamentul termic T4 este adesea utilizat pentru aliaje precum 6061, care găsesc aplicații în diverse industrii, inclusiv automobile, construcții și recreere.
T6: soluție tratată termic + îmbătrânită artificial
Procesul de tratare a căldurii T6 implică următorii pași:
Tratamentul termic al soluției: aliajul este încălzit la o temperatură specifică și ținut acolo pentru a permite elementelor de aliere să se dizolve în matricea de aluminiu.
Îmbătrânirea artificială: aliajul este apoi încălzit la o temperatură ridicată (de obicei mai mică decât temperatura de tratament termic a soluției) și este menținută acolo pentru un anumit timp pentru a promova precipitațiile controlate ale elementelor de aliere, ceea ce crește semnificativ rezistența și duritatea aliajului.
Tratamentul termic T6 este utilizat pe scară largă pentru aliaje precum 2024, 6061 și 7075, care necesită o rezistență ridicată și o duritate pentru aplicații solicitante.
T7: soluție tratată termic + suprasolicitat
Procesul de tratare a căldurii T7 constă din două etape principale:
Tratamentul termic al soluției: aliajul este încălzit la o temperatură specifică și ținut acolo pentru a permite elementelor de aliere să se dizolve în matricea de aluminiu.
Suprapunerea: aliajul este apoi încălzit la o temperatură mai ridicată decât cea utilizată în îmbătrânirea artificială T6 și ținută acolo pentru o perioadă îndelungată. Acest proces sacrifică o anumită forță în favoarea ductilității îmbunătățite, a durității și a stabilității dimensionale.
Tratamentul termic T7 este adesea aplicat aliajelor precum 7075, care sunt utilizate în aerospațială și în alte aplicații de înaltă performanță, unde este necesar un echilibru de rezistență și duritate.
T8: Soluție tratată termic + Cold lucrat + îmbătrânit artificial
Procesul de tratare a căldurii T8 combină beneficiile muncii la rece și îmbătrânirea artificială:
Tratamentul termic al soluției: aliajul este încălzit la o temperatură specifică și ținut acolo pentru a permite elementelor de aliere să se dizolve în matricea de aluminiu.
Funcționare la rece: Aliajul este apoi lucrat la rece, de obicei prin întinderea sau rularea, pentru a-și îmbunătăți rezistența și rezistența la coroziune de stres.
Îmbătrânirea artificială: în sfârșit, aliajul este încălzit la o temperatură ridicat și ținut acolo pentru o anumită perioadă pentru a promova precipitațiile controlate ale elementelor de aliere, îmbunătățindu -și în continuare puterea și duritatea.
Tratamentul termic T8 este utilizat în mod obișnuit pentru aliaje precum 2024 și 7075, care necesită o combinație de rezistență ridicată, duritate și coroziune de stres.
Denumiri secundare speciale pentru ameliorarea stresului sau amploarea îmbătrânirii
În plus față de denumirile primare de tratament termic, există și denumiri secundare speciale utilizate pentru a indica calitatea de stres specifică sau condițiile de îmbătrânire. Aceste denumiri sunt anexate la desemnarea primară de tratament termic, cum ar fi T7351 sau T6511. Unele denumiri secundare comune includ:
51: Stresul ușurat de întindere
511: stresul ușurat de întindere și îndreptare minoră după întindere
52: Stresul ușurat de comprimare
54: Stresul ușurat de întinderea și comprimarea combinată
De exemplu, 7075-T7351 indică faptul că aliajul a fost tratat cu soluție, suprasolicitat, stresat de stres de întindere și îndreptat după întindere.
Aliajele din aluminiu din distribuție vs.
Aliajele de aluminiu pot fi clasificate pe scară largă în două categorii principale: aliaje de distribuție și aliaje forjate. În timp ce ambele tipuri de aliaje împărtășesc proprietățile de bază ale aluminiului, acestea diferă în compoziția, metodele de fabricație și aplicațiile de utilizare finală. Să explorăm aceste diferențe mai detaliate.
Diferențe în compoziția aliajului
Una dintre distincțiile primare dintre aliajele turnate și din aluminiu forjat constă în compoziția lor chimică, în special procentul de elemente de aliere prezente.
Aliajele de turnare a matriței conțin de obicei cantități mai mari de elemente de aliere, care depășesc adesea 5% din masa totală. Aceste procente mai mari de aliere permit capacitățile îmbunătățite de pontabilitate, fluiditate și de umplere a mucegaiului în timpul procesului de turnare.
Aliajele forjate, pe de altă parte, au, în general, procente mai mici de aliere, de obicei sub 5%. Conținutul de aliere mai scăzut în aliajele forjate ajută la menținerea unei bune formabilitate, de lucru și de ductilitate, care sunt esențiale pentru procesele de formare și formare ulterioară.
Diferențele în procentele elementelor de aliere pot avea efecte semnificative asupra proprietăților mecanice și chimice ale produselor finale:
Forță: aliajele turnate au adesea o putere mai mare în comparație cu aliajele forjate datorită conținutului lor de aliere mai mare. Cu toate acestea, această rezistență crescută costă costul ductilității și durității reduse.
Ductabilitatea: aliajele forjate prezintă, în general, o ductilitate și o formabilitate mai bună decât aliajele turnate, datorită procentelor lor mai mici de aliere. Acest lucru le face mai potrivite pentru aplicațiile care necesită o modelare sau formare extinsă.
Rezistența la coroziune: Rezistența la coroziune a aliajelor de aluminiu poate varia în funcție de elementele specifice de aliere prezente. Unele aliaje forjate, cum ar fi seria 5xxx cu magneziu, oferă o rezistență excelentă la coroziune, în timp ce anumite aliaje turnate pot fi mai sensibile la coroziune în medii dure.
Tehnici de fabricație
O altă diferență cheie între aliajele turnate și din aluminiu forjat este modul în care sunt fabricate și modelate în produse finale.
Aliajele de aluminiu turnate sunt produse folosind diverse metode de turnare, inclusiv:
Turnarea cu nisip: aluminiul topit este turnat într -o matriță de nisip, care este creată folosind un model al formei dorite. Turnarea cu nisip este versatilă și rentabilă pentru producția cu volum redus sau piese mari, complexe.
Turtarea matriței: aluminiul topit este injectat sub presiune ridicată într -o cavitate de matriță din oțel. Turnarea matriței este potrivită pentru producția cu volum mare de piese cu detalii complexe și toleranțe strânse.
Turnarea investițiilor: Un model de ceară este acoperit cu o suspensie ceramică, care este apoi încălzită pentru a topi ceara, lăsând o coajă ceramică goală. Aluminiul topit este turnat în coajă pentru a crea partea finală. Turnarea investițiilor oferă finisaj excelent de suprafață și o precizie dimensională.
În schimb, aliajele din aluminiu forjat sunt fabricate folosind diverse procese de formare și modelare, cum ar fi:
Extruziune: Billetele din aluminiu sunt împinse printr-o deschidere a matriței pentru a crea profiluri lungi și continue, cu o secțiune transversală constantă. Extruziunea este utilizată în mod obișnuit pentru a produce bare, tuburi și forme complexe.
Rolling: plăcile sau lingourile din aluminiu sunt trecute printr -o serie de role pentru a -și reduce grosimea și a crea foi sau farfurii plate. Rularea se poate face caldă sau rece, în funcție de aliaj și de proprietățile dorite.
Îndoirea: foile sau profilurile din aluminiu forjat sunt îndoite sau formate în forma dorită folosind frâne de presă, formatori de rulouri sau alte echipamente de îndoire. Îndoirea permite crearea de părți curbate sau în unghi.
Aplicații și proprietăți
Diferențele de compoziție și metode de fabricație între aliajele turnate și din aluminiu forjat duc la aplicații și proprietăți distincte.
Utilizările tipice ale aliajelor din aluminiu turnat includ:
Piese auto, cum ar fi blocuri de motor, capete de cilindru și cutii de transmisie, unde sunt necesare forme complexe și rezistență ridicată.
Verificări de bucătărie și articole de coacere, datorită conductivității lor termice bune și ușurinței de a forma modele complexe.
Articole decorative și ornamentale, cum ar fi mobilierul și corpurile de iluminat, datorită capacității lor de a crea forme detaliate și plăcute din punct de vedere estetic.
Aliajele de distribuție sunt în general preferate pentru aplicațiile care necesită:
Geometrii complexe sau detalii complexe care sunt dificil de realizat cu aliaje forjate
Raport ridicat de rezistență-greutate, în special în componentele purtătoare de sarcină
Conductivitate termică bună pentru aplicații de disipare a căldurii sau transfer de căldură
Pe de altă parte, utilizările tipice ale aliajelor din aluminiu forjat includ:
Componentele structurale în clădiri, poduri și echipamente de transport, unde sunt esențiale o rezistență ridicată și o formare bună
Piese aerospațiale, cum ar fi fuselajul și componentele aripilor, datorită raportului lor excelent de rezistență-greutate și rezistența la oboseală
Trimisele electronice și chiuvete de căldură, datorită bunei conductivități termice și capacității lor de a fi formate în forme precise
Aliajele forjate sunt alese în general pentru aplicații care necesită:
Ductilitate ridicată și formabilitate pentru modelarea și îndoirea
Raport excelent de rezistență-greutate pentru componente structurale ușoare
O bună rezistență la coroziune în medii dure sau în aplicații în aer liber
| proprietate | aliaje de | aliaje forjate |
| Element de aliere % | Mai mare (> 5%) | Mai mic (<5%) |
| Rezistenţă | Rezistență mai mare, ductilitate mai mică | Rezistență mai mică, ductilitate mai mare |
| Rezistență la coroziune | Variază în funcție de elemente de aliere | În general bun, în special seria 5xxx |
| Fabricare tipică | Turnare cu nisip, turnare, turnare de investiții | Extrudare, rulare, îndoire |
| Aplicații comune | Piese auto, vase, articole decorative | Componente structurale, piese aerospațiale, electronice |
Considerații pentru selectarea aliajelor de aluminiu
Alegerea aliajului potrivit de aluminiu pentru un proiect necesită înțelegerea mașinarii, costurilor și compatibilității sale cu tratamentul termic. Acești factori influențează eficiența, costurile și performanța produsului.
Evaluarea utilabilității
Evaluarea mașinarii unui aliaj de aluminiu are impact asupra cât de ușor poate fi modelat folosind prelucrarea CNC. Aliajele cu prelucrare ridicată economisiți timp și reduceți uzura sculei, sporind productivitatea la producția complexă.
Costul și disponibilitatea materială
Selecția materialelor afectează semnificativ bugetele proiectului și viteza de fabricație . Aliajele cu costuri ridicate pot oferi proprietăți superioare, dar sunt mai puțin accesibile sau durabile pentru proiecte la scară largă.
Compatibilitatea tratamentului termic
Tratamentul termic permite aliajelor specifice de aluminiu să -și crească rezistența, durabilitatea și performanța. Nu toate aliajele răspund bine la tratamentul termic, astfel încât înțelegerea compatibilității este crucială pentru aplicațiile care necesită o rezistență ridicată. Beneficii
| de luat în considerare | în | aliajele cheie de selecție |
| Evaluarea utilabilității | Prelucrare mai rapidă, mai puțină uzură de scule | 6061, 2011, 7075 |
| Costul și disponibilitatea materială | Ofertă constantă, favorabilă bugetului | 3003, 5052 |
| Compatibilitatea tratamentului termic | Putere și duritate sporită | 2024, 6061, 7075 |
Evaluarea acestor factori asigură că aliajul ales de aluminiu răspunde nevoilor de performanță, buget și procesare ale proiectului, ceea ce duce la fabricarea optimizată și fiabilitatea produsului.
Rezumat
Înțelegerea tipurilor de aliaje de aluminiu este esențială pentru optimizarea producției și a performanței produsului. Selectarea aliajului potrivit pentru aplicații specifice - fie că este vorba de rezistență, rezistență la coroziune sau mașinabilitatea - poate influența foarte mult calitatea și costul. De la structuri ușoare din aerospațial la componente durabile în setări marine, fiecare aliaj servește un scop unic. Acest ghid oferă o bază pentru alegeri informate. Explorați resurse suplimentare pentru a vă aprofunda cunoștințele și a lua cele mai bune decizii de aliaj pentru orice proiect.
Surse de referință
Aluminiu
Aliaj de aluminiu
6061 vs. 7075 aluminiu
Producător de proces de aluminiu de top
Întrebări frecvente (întrebări frecvente)
Î: Ce este un aliaj de aluminiu?
Un aliaj de aluminiu este un metal creat prin amestecarea aluminiului pur cu alte elemente precum magneziu, cupru sau zinc pentru a spori rezistența, rezistența la coroziune și durabilitatea.
Î: Cum se compară aliajele de aluminiu cu oțelul din punct de vedere al rezistenței și greutății?
Aliajele de aluminiu sunt, în general, mai ușoare decât oțelul, oferind un raport de rezistență-greutate mai mare. Sunt adesea folosite acolo unde reducerea greutății este esențială, ca în aplicațiile aerospațiale și auto.
Î: Ce factori afectează mașina de aliajuri de aluminiu?
Machinabilitatea în aliajele de aluminiu este influențată de compoziția aliajului, tratamentul termic și duritatea. De exemplu, 6061 și 7075 aliaje oferă mașini de utilizare excelentă în prelucrarea CNC.
Î: Cum pot preveni coroziunea atunci când folosesc aliaje de aluminiu?
Pentru cea mai bună rezistență la coroziune, alegeți aliaje cu magneziu (cum ar fi 5052) sau aplicați acoperiri de protecție. Curățarea regulată împiedică, de asemenea, acumularea de mediu care poate provoca coroziune.
Î: Unde sunt utilizate în mod obișnuit aliajele de aluminiu?
Aliajele de aluminiu sunt utilizate pe scară largă în aerospațial, auto, construcții și electronice. Fiecare industrie selectează aliaje specifice bazate pe nevoi precum rezistența, greutatea și rezistența la coroziune.
