Je hliník zliatinou? Aké sú rôzne typy hliníka? Ako identifikovať hliníkové stupne? Toto sú bežné otázky vo výrobe a inžinierstve. Aj keď existuje čistý hliník, väčšina aplikácií používa zliatiny hliníka - materiály, ktoré kombinujú hliník s inými prvkami na zlepšenie konkrétnych vlastností.
V tomto komplexnom príručke typov a vlastností hliníka preskúmame rôzne stupne hliníka, bežné hliníkové zliatiny, typy materiálov z hliníka a porovname charakteristiky zliatiny hliníka verzus zliatiny. Či už si vyberáte medzi zliatinou horčíka vs hliníkom, hľadáte najsilnejšiu zliatinu hliníka alebo potrebujete porozumieť hliníkovým špecifikáciám, tento sprievodca pokrýva všetko od hliníkových rebríčkov až po stupnice tvrdosti hliníka
Čo sú zliatiny hliníka?
Hliníkové zliatiny sú skupinou materiálov, ktoré pozostávajú z čistého hliníka v kombinácii s inými prvkami na zlepšenie ich vlastností a výkonu. Tieto zliatiny sa vytvárajú zmiešaním roztaveného hliníka s starostlivo vybranými legmitingovými prvkami, čo vedie k homogénnemu tuhému roztoku po ochladení a solidifikácii. Pridanie týchto prvkov môže významne zlepšiť silu, trvanlivosť a ďalšie charakteristiky čistého hliníka, vďaka čomu je vhodný pre širokú škálu aplikácií.
Zloženie hliníkových zliatin zvyčajne obsahuje:
Čistý hliník: Základný kov, ktorý tvorí väčšinu zliatiny, zvyčajne predstavuje 85% až 99% z celkovej hmotnosti.
Zliatinové prvky: Rôzne kovy a nekov sa pridávajú do hliníka, aby sa vytvorili konkrétne zliatiny s požadovanými vlastnosťami. Medzi bežné zliatinové prvky patrí meď, horčík, mangán, kremík, zinok a lítium.
Účinky zliatinových prvkov na vlastnosti hliníka sú významné a rozmanité:
Sila: Prvky ako meď, horčík a zinok môžu výrazne zvýšiť silu hliníkových zliatin v porovnaní s čistým hliníkom.
Odolnosť proti korózii: Niektoré prvky, ako je horčík a kremík, môžu zvýšiť prirodzenú odolnosť hliníka koróziou podporou tvorby ochrannej vrstvy oxidu.
Tepelná a elektrická vodivosť: Zatiaľ čo čistý hliník je vynikajúcim vodičom tepla a elektriny, pridanie určitých prvkov môže tieto vlastnosti upraviť tak, aby vyhovovali konkrétnym aplikáciám.
Formovateľnosť a machinabilita: Zliatinové prvky môžu ovplyvniť ľahkosť, s akou je možné formovať, formovať a opracovať hliníkové zliatiny, vďaka čomu sú vo výrobných procesoch všestrannejšie.
Dôležitosť hliníkových zliatin v rôznych odvetviach nemožno nadhodnotiť:
Preprava: Hliníkové zliatiny sa vo veľkej miere používajú v automobilovom, leteckom a morskom priemysle kvôli svojmu vysokému pomeru pevnosti k hmotnosti, čo umožňuje výrobu ľahkých vozidiel a lietadiel efektívneho z paliva.
Konštrukcia: Odolnosť proti korózii a trvanlivosť hliníkových zliatin ich robia ideálne pre architektonické aplikácie, ako sú okenné rámce, strešné krytiny a opláštenie.
Elektronika: Vynikajúca tepelná a elektrická vodivosť určitých zliatin hliníka v kombinácii s ich ľahkou hmotnosťou, vďaka čomu sú vhodné na použitie v elektronických komponentoch, chladičoch a krytoch.
Spotrebný tovar: Od domácich spotrebičov po športové vybavenie sa zliatiny hliníka používajú v širokej škále spotrebiteľských výrobkov vďaka svojej všestrannosti, estetike a recyklovateľnosti.
| Vlastnícke | účinky prvkov z legúnok |
| Sila | Zvýšené o medi, horčík a zinok |
| Odpor | Vylepšený horčík a kremík |
| Tepelná vodivosť | Upravené tak, aby vyhovovali konkrétnym aplikáciám |
| Elektrická vodivosť | Zmenené na základe použitých legítskych prvkov |
| Formovateľnosť | Ovplyvnené konkrétnymi prítomnými legmitingovými prvkami |
| Machináovateľnosť | Ovplyvnené zložením zliatiny hliníka |
Označenia a identifikácia hliníkovej zliatiny
Hliníkové zliatiny sa klasifikujú pomocou štandardizovaného pomenovacieho systému, ktorý poskytuje základné informácie o ich zložení a vlastnostiach. Tento systém, vyvinutý Asociáciou hliníka, pozostáva zo štvorciferného čísla, po ktorom nasleduje prípona písmena označujúceho podmienku temperamentu. Poďme sa ponoriť do detailov tohto konventu pomenovávania.
Štvorciferný pomenovací systém
Štvorciferné číslo v označení zliatiny hliníkovej zliatiny poskytuje tieto informácie:
Prvá číslica predstavuje napríklad hlavný zliatinový prvok alebo zliatinový seriál:
Druhá číslica označuje úpravy zliatiny alebo limity nečistoty:
Tretia a štvrtá číslica majú rôzne významy v závislosti od zliatiny:
Séria 1xxx: Posledné dve číslice označujú minimálnu čistotu hliníka, napr. 1060 má minimálne 99,60% čistý hliník.
Ostatné série: Tretia a štvrtá číslica identifikujú rôzne zliatiny v sérii, ale nemajú numerický význam.
Tu je niekoľko príkladov na ilustráciu systému pomenovania:
1100: 99,00% minimálna hliníková čistota, pôvodné zloženie
2024: Meď ako hlavný legovací prvok, Variácia štvrtej zliatiny v sérii 2xxx
6061: horčík a kremík ako hlavné prvky zliatiny, variácia prvej zliatiny v sérii 6xxx
Prípony písmen pre podmienky temperamentu
Okrem štvorciferného čísla, označenia zliatiny hliníka často obsahujú príponu písmen, ktorá označuje stav temperamentu alebo stav tepelného spracovania zliatiny. Najbežnejšie označenia temperamentu sú:
F: AS-BRABRICOVANÝ, bez špecifickej kontroly nad tepelnými alebo namáhavými podmienkami
O: Žíhaný, najjemnejší stav temperamentu, dosiahnutý pomocou vysokoteplotného zahrievania a pomalého ochladzovania
W: Roztok tepelne ošetrené, nestabilná teplota aplikovaná na zliatiny, ktoré spontánne veku pri teplote miestnosti po tepelnom úprave roztoku
T: Ďalšie stabilné tepelne ošetrené podmienky vrátane rôznych kombinácií tepelného spracovania a vytvrdnutia napätia
Tempat T sa ďalej rozdeľuje do niekoľkých špecifických podmienok, napríklad:
T3: roztok tepelne ošetrený, chladný a prirodzene starý
T4: roztok tepelne ošetrené a prirodzene starnuté
T6: roztok tepelne ošetrené a umelo starnuté (zrážky kalené)
Napríklad 6061-T6 naznačuje zliatinu horčíka a kremíka, ktorá bola ošetrená roztokom a umelo starnutím, aby sa zvýšila jeho pevnosť.
| Opis | |
| F | AS-BRICRICOVANÉ, ŽIADNA ŠPECIFICKÁ kontrola nad tepelným alebo namáhaním |
| O | Žíhaný, jemný stav temperamentu |
| W | Roztok tepelne ošetrený, nestabilný temperament |
| Tón | Ďalšie stabilné tepelne ošetrené podmienky vrátane rôznych podkategórií |
Rôzne typy hliníkových zliatin
Hliníkové zliatiny sú rozdelené do siedmich hlavných kategórií na základe ich primárnych prvkov z legovania a výsledných vlastností. Každá séria je označená štvorciferným číslom, pričom prvá číslica označuje hlavný legovací prvok. Tu je prehľad týchto typov hliníkovej zliatiny:
Séria 1xxx (čistý hliník)
Séria 1xxx pozostáva z hliníkových zliatin s minimálnou čistotou 99%. Obsahujú iba stopové množstvá ďalších prvkov, ktoré im poskytujú jedinečné vlastnosti:
Vysoká tepelná a elektrická vodivosť, vďaka čomu sú ideálne pre výmenníkov tepla a elektrické aplikácie
Vynikajúci odpor korózie, vhodný na použitie v chemickom spracovateľskom zariadení
Vysoká ťažnosť, ktorá umožňuje ľahké formovanie a tvarovanie
Bežné aplikácie zliatin série 1XXX zahŕňajú chemické nádrže, autobusové tyče a nity.
Séria 2xxx (meď)
Copper je primárnym prvkom legovania v sérii 2xxx. Tieto zliatiny sú známe:
Vysoká pevnosť, často porovnateľná s oceľou
Tepelnosť, ktorá ďalej zvyšuje ich pevnosť
Dobrá machinabilita, uľahčuje presnú výrobu
Nižšia odolnosť proti korózii v porovnaní s inými hliníkovými zliatinou
Séria 2xxx sa bežne používa v leteckom, vojenskom a iných vysoko výkonných aplikáciách.
Séria 3xxx (mangán)
Mangán je hlavným leggádovým prvkom v sérii 3xxx. Tieto zliatiny sa vyznačujú:
Mierna pevnosť, vyššia ako čistý hliník, ale nižšia ako iná zliatinová séria
Dobrá formovateľnosť, ktorá umožňuje ľahké tvarovanie a ohýbanie
Vynikajúci odpor proti korózii, vhodný na použitie v drsnom prostredí
Neohrievateľné, čo znamená, že ich vlastnosti nemožno výrazne zmeniť tepelným spracovaním
Typické aplikácie zliatin série 3xxx obsahujú riad, automobilové diely a stavebné materiály.
Séria 4xxx (kremík)
Silikón je primárnym legingovým prvkom v sérii 4xxx. Sú známi pre:
Vynikajúca odlievateľnosť, vďaka čomu sú vhodné pre zložité tvary a vzory
Dobrá machinabilita, umožnenie presnej výroby
Mierna pevnosť, vyššia ako čistý hliník, ale nižšia ako iná zliatinová séria
Dobrá disperzia tepla, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie, ktoré si vyžadujú rýchle rozptyl tepla
Séria 4xxx sa bežne používa v blokoch motora a ďalších automobilových dieloch.
Séria 5xxx (horčík)
Horčík je hlavným legingovým prvkom v sérii 5xxx. Tieto zliatiny sa vyznačujú:
Dobrá sila, často používaná v štrukturálnych aplikáciách
Vynikajúca zvárateľnosť, ktorá umožňuje ľahké spojenie a výrobu
Vysoká odolnosť proti korózii, najmä v morských prostrediach
Neohrievateľné, čo znamená, že ich vlastnosti nemožno výrazne zmeniť tepelným spracovaním
Bežné aplikácie zliatin série 5xxx obsahujú morské komponenty, automobilové časti a tlakové nádoby.
Séria 6xxx (horčík a kremík)
Séria 6xxx obsahuje ako primárne prvky na legovanie. Sú známi pre:
Dobrá sila, často používaná v štrukturálnych aplikáciách
Vynikajúca formovateľnosť, ktorá umožňuje zložité tvary a vzory
Dobrá machinabilita, umožnenie presnej výroby
Vysoká odolnosť proti korózii, vhodná na použitie v drsnom prostredí
Tepelnosť, ktorá môže ďalej zvýšiť ich silu a ďalšie vlastnosti
Séria 6xxx sa široko používa v leteckom, automobilovom, konštrukcii a iných štrukturálnych aplikáciách.
Séria 7xxx (zinok)
Zinok je primárnym legingovým prvkom v sérii 7xxx, často kombinovaný s malými množstvami ďalších prvkov. Vyznačujú sa:
Najvyššia sila medzi všetkými zliatinami hliníka
Dobrý odpor únavy, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie s vysokým stresom
Tepelnosť, ktorá môže ďalej zvýšiť ich silu a ďalšie vlastnosti
Nižšia odolnosť proti korózii v porovnaní s inými hliníkovými zliatinou
Zvárateľnosť, ale s určitými preventívnymi opatreniami, aby sa predišlo praskaniu
Séria 7xxx sa bežne používa v leteckom priestranstve, vysoko výkonných športových zariadeniach a ďalších náročných aplikáciách.
Séria 8xxx: Špecializované zliatiny
Hliníkové zliatiny série 8xxx zahŕňajú vzácne prvky na legovanie, ako je Tin a ďalšie neobvyklé kovy, určené pre výklenky, ktoré si vyžadujú jedinečné vlastnosti. Tieto zliatiny sa nepoužívajú tak široko ako primárna séria, ale sú nevyhnutné v odvetviach, ktoré si vyžadujú konkrétne atribúty výkonnosti.
Kľúčové vlastnosti :
Špecializovaná funkčnosť : prispôsobená tak, aby vyhovovala vysoko špecifickým potrebám, ako napríklad odolnosť proti treniu alebo jedinečnej elektrickej vodivosti.
Mierna sila : ponúka dostatočnú silu pre výklenky, aj keď nie sú vhodné pre prostredie s vysokým stresom.
Kompatibilita s rôznymi procesmi : Môže sa vyrobiť rôznymi metódami v závislosti od presného zloženia zliatiny, čo poskytuje flexibilitu pre konkrétne priemyselné potreby.
Bežné aplikácie :
Elektrické a elektronické komponenty : zliatiny s vysokou vodivosťou v sérii 8xxx sa používajú v napájacích kábloch, konektoroch a zapojeniach, kde je vodivosť kľúčová.
Aplikácie ložiska a puzdra : Zliatiny s cínom poskytujú nízke trenie, vďaka čomu sú vhodné pre ložiská a iné pohyblivé komponenty, v ktorých je odpor k opotrebovaniu rozhodujúci.
Špeciálne priemyselné komponenty : Ostatné vlastné aplikácie, ktoré si vyžadujú vlastnosti, ako je vysoká ťažnosť, nízka hmotnosť alebo špecifický chemický odpor.
Hliníková zliatina a klasifikácia
Graf hliníkových sérií nižšie ukazuje rôzne typy hliníkových materiálov:
| zliatiny zliatiny | primárnych zliatinových prvkov. | Kľúčové vlastnosti |
| 1xxx | Žiadne (čistý hliník) | Vysoká vodivosť, odolnosť proti korózii, ťažnosť |
| 2xxx | Meď | Vysoká pevnosť, tepelne ošetriteľná, dobrá machináovateľnosť |
| 3xxx | Mangán | Mierna sila, dobrá formovateľnosť, odolnosť proti korózii |
| 4xxx | Kremík | Vynikajúca odlievateľnosť, dobrá machinabilita, disperzia tepla |
| 5xxx | Horčík | Dobrá sila, zvárateľnosť, odolnosť proti korózii |
| 6xxx | Horčík a kremík | Dobrá sila, formovateľnosť, mechanizmus, odolnosť proti korózii |
| 7xxx | Zinok | Najvyššia pevnosť, dobrý odpor únavy, tepelne ošetrenie |
| 8xxx | Cín, železo a nikel, ďalšie vzácne kovy | Vyžadovať jedinečné vlastnosti |
Kľúčové hliníkové zliatiny a ich aplikácie
Hliníkové zliatiny sa dodávajú v rôznych stupňoch, z ktorých každá je prispôsobená konkrétnym aplikáciám vyvážením vlastností, ako je sila, odolnosť proti korózii a formovateľnosť. Nižšie sú uvedené niektoré kľúčové známky hliníkovej zliatiny a priemyselné odvetvia, ktoré podporujú.
Podrobný prehľad konkrétnych známok
1100
Táto známka je komerčne čistý hliník , známy svojou vynikajúcou odolnosťou proti korózii a vysokou tepelnou a elektrickou vodivosťou. Aj keď je relatívne mäkký, je ideálny pre aplikácie, kde sila nie je primárnou požiadavkou.
3003
Všestranná zliatina, ktorá nie je ošetrená, 3003 hliníka obsahuje mangán pre pridanú pevnosť a formovateľnosť, vďaka čomu je vhodný pre širokú škálu výrobkov.
5052
Hliník 5052 sa rozpoznáva pre svoju silnú odolnosť proti korózii, najmä v morských prostrediach, ako aj strednú až vysokú silu. Vďaka tomu je najlepšou voľbou v nastaveniach vystavených slanej vode.
6061
Známy ako jeden z najuniverzálnejších hliníkových stupňov 6061 ponúka vyváženú kombináciu sily, odolnosti proti korózii a machináovateľnosti. Je to tepelne ošetrenie, vďaka čomu je prispôsobiteľný pre štrukturálne aplikácie.
7075
S jednou z najvyšších hladín pevnosti medzi zliatinami hliníka 7075 sa používa primárne v aplikáciách s vysokým stresom. Je to menej odolné voči korózii ako iné stupne, ale vyniká v prostrediach, kde je kritická vysoká sila.
Porovnávacia tabuľka kľúčových hliníkových stupňov Zloženie
| zliatiny | Zdôrazňuje | kľúčové vlastnosti | bežné aplikácie |
| 1100 | 99% čistý hliník | Vysoká odolnosť proti korózii, ťažba | HVAC, chemická manipulácia, spracovanie potravín |
| 3003 | Hliník s mangánom | Mierna sila, dobrá spracovateľnosť | Riad, úložné nádrže, strešné krytiny |
| 5052 | Hliník s horčíkom | Silný odpor korózie, zvárateľný | Morské, palivové nádrže, tlakové nádoby |
| 6061 | Horčík a kremík | Tepelne, vysoko univerzálny | Štrukturálne komponenty, letectvo, automobil |
| 7075 | Zinok ako primárny legovací prvok | Najvyššia pevnosť, nízka odolnosť proti korózii | Letecký priestor, obrana, športové vybavenie |
Tieto hliníkové stupne poskytujú výrobcom možnosti, ktoré vyvážia výkonnosť a náklady, ktoré spĺňajú požiadavky odvetví od morských po letectvo.
Procesy tepelného spracovania pre zliatiny hliníka
Tepelné spracovanie je rozhodujúcim krokom pri výrobe mnohých zliatiny hliníka, pretože môže významne zvýšiť ich mechanické vlastnosti, ako je sila, tvrdosť a ťažnosť. Dôkladným ovládaním cyklov vykurovania a chladenia, ako aj sprievodných procesov, ako je práca v chladení a starnutie, môžu inžinieri prispôsobiť vlastnosti hliníkových zliatin tak, aby splnili konkrétne požiadavky na aplikáciu.
Bežné procesy tepelného spracovania a ich označenia
Pre hliníkové zliatiny sa používa niekoľko bežných procesov tepelného spracovania, z ktorých každý má vlastné jedinečné označenie. Tieto označenia poskytujú rýchly a štandardizovaný spôsob identifikácie špecifického tepelného spracovania, ktorú zliatinu podstúpila. Preskúmajme niektoré z najčastejšie používaných procesov tepelného spracovania a ich označenia.
T3: roztok tepelne ošetrené + World Work + prirodzene starý
Proces tepelného spracovania T3 zahŕňa nasledujúce kroky:
Tepelné ošetrenie roztoku: Zliatina sa zahrieva na špecifickú teplotu a je tam držaná dostatočne dlho, aby sa umožnilo rozpustenie legovacích prvkov do hliníkovej matrice.
Práca prechladnutia: Zliatina sa potom pracuje na chlad, zvyčajne cez napínanie alebo valcovanie, aby sa zlepšila jej pevnosť a odolnosť proti korózii stresu.
Prírodné starnutie: Nakoniec sa zliatiny nestará prirodzene starnúť pri teplote miestnosti, čo ďalej zvyšuje jeho pevnosť a stabilitu.
Tepelné ošetrenie T3 sa bežne používa na zliatiny, ako sú 2024 a 7075, ktoré sa používajú v leteckom a iných vysoko výkonných aplikáciách.
T4: Tepelne ošetrené roztokom + prirodzene staršie
Proces tepelného spracovania T4 pozostáva z dvoch hlavných krokov:
Tepelné spracovanie roztoku: Podobne ako T3 je zliatina zahrievaná na špecifickú teplotu a je tam držaná, aby sa umožnilo rozpustenie legovacích prvkov do hliníkovej matrice.
Prírodné starnutie: Zliatina sa potom nechá starnúť prirodzene pri teplote miestnosti, čo v priebehu času zvyšuje jeho pevnosť a stabilitu.
Tepelné spracovanie T4 sa často používa pre zliatiny, ako je 6061, ktoré nachádzajú aplikácie v rôznych odvetviach vrátane automobilového priemyslu, výstavby a rekreácie.
T6: roztok tepelne ošetrené + umelo staré
Proces tepelného spracovania T6 zahŕňa nasledujúce kroky:
Tepelné ošetrenie roztoku: Zliatina sa zahrieva na špecifickú teplotu a je tam držaná, aby sa umožnilo rozpustenie legovacích prvkov do hliníkovej matrice.
Umelé starnutie: Zliatina sa potom zahrieva na zvýšenú teplotu (zvyčajne nižšia ako teplota tepelného spracovania roztoku) a je tam držaná na konkrétny čas na podporu kontrolovaného zrážania legovacích prvkov, čo významne zvyšuje silu a tvrdosť zliatiny.
Tepelné ošetrenie T6 sa široko používa pre zliatiny ako 2024, 6061 a 7075, ktoré si vyžadujú vysokú pevnosť a tvrdosť pre náročné aplikácie.
T7: roztok tepelne ošetrené + nadmerné
Proces tepelného spracovania T7 pozostáva z dvoch hlavných krokov:
Tepelné ošetrenie roztoku: Zliatina sa zahrieva na špecifickú teplotu a je tam držaná, aby sa umožnilo rozpustenie legovacích prvkov do hliníkovej matrice.
Overovanie: Zliatina sa potom zahrieva na vyššiu teplotu, ako je teplota použitá pri umelom starnutí T6 a je tam držaná na dlhšiu dobu. Tento proces obetuje určitú silu v prospech zlepšenej ťažnosti, húževnatosti a rozmerovej stability.
Tepelné ošetrenie T7 sa často aplikuje na zliatiny, ako je 7075, ktoré sa používajú v leteckom priestore a iných vysoko výkonných aplikáciách, kde sa vyžaduje rovnováha sily a húževnatosti.
T8: roztok tepelne ošetrené + World Work + umelo starý
Proces tepelného spracovania T8 kombinuje výhody práce v oblasti chladu a umelého starnutia:
Tepelné ošetrenie roztoku: Zliatina sa zahrieva na špecifickú teplotu a je tam držaná, aby sa umožnilo rozpustenie legovacích prvkov do hliníkovej matrice.
Práca prechladnutia: Zliatina sa potom pracuje na chlad, zvyčajne cez napínanie alebo valcovanie, aby sa zlepšila jej pevnosť a odolnosť proti korózii stresu.
Umelé starnutie: Nakoniec sa zliatina zahrieva na zvýšenú teplotu a je tam držaná na konkrétny čas na podporu kontrolovaného zrážok legujúcich prvkov, čím sa ďalej zvyšuje jeho sila a tvrdosť.
Tepelné ošetrenie T8 sa bežne používa pre zliatiny, ako je 2024 a 7075, ktoré vyžadujú kombináciu vysokej pevnosti, tvrdosti a odolnosti proti stresovej korózii.
Špeciálne sekundárne označenia pre zmiernenie stresu alebo rozsah starnutia
Okrem primárnych označení tepelného spracovania sa používajú aj špeciálne sekundárne označenia na označenie špecifických podmienok zmierňovania stresu alebo starnutia. Tieto označenia sú pripojené k označeniu primárneho tepelného spracovania, ako je T7351 alebo T6511. Niektoré bežné sekundárne označenia zahŕňajú:
51: Stres uľavený natiahnutím
511: Stres uľavený natiahnutím a menším narovnaním po natiahnutí
52: Stres uľavený kompresiou
54: Stres uľavený kombinovaným napínaním a kompresiou
Napríklad 7075-T7351 naznačuje, že zliatina bola ošetrená roztokom, nadmerne sa stresom, ktorý bol potiahnutý natiahnutím a narovnal sa po natiahnutí.
Obsadenie vs. zliatiny z hliníkového hliníka
Hliníkové zliatiny sa dajú všeobecne rozdeliť do dvoch hlavných kategórií: obsadené zliatiny a zliatiny s prácou. Zatiaľ čo oba typy zliatin zdieľajú základné vlastnosti hliníka, líšia sa z ich zloženia, výrobných metód a aplikáciách konečného použitia. Preskúmajme tieto rozdiely podrobnejšie.
Rozdiely v zliatine zliatiny
Jedným z primárnych rozdielov medzi zliatinami hliníkových hliníkových hliníkov je ich chemické zloženie, konkrétne percento prítomných zliatinových prvkov.
Zliatiny odlievania matrice zvyčajne obsahujú vyššie množstvo prvkov z legúnok, ktoré často presahujú 5% z celkovej hmotnosti. Tieto vyššie percentá z legovania umožňujú počas procesu odlievania zlepšenú odlievateľnosť, plynulosť a vyplňovanie plesní.
Na druhej strane majú zliatiny s kovanými zliatinami spravidla nižšie percento prvkov z legovania, zvyčajne pod 5%. Nižší obsah z legúnok v zliatinách z legovaných zliatb pomáha udržiavať dobrú formovateľnosť, spracovateľnosť a ťažnosť, ktoré sú nevyhnutné pre následné procesy formovania a formovania.
Rozdiely v percentách z legúnnych prvkov môžu mať významné účinky na mechanické a chemické vlastnosti konečných výrobkov:
Sila: Obsadené zliatiny majú často vyššiu silu v porovnaní s zliatinami z ležiacich zliatien kvôli ich vyšším obsahom z legovania. Táto zvýšená sila však prichádza za cenu zníženej ťažnosti a húževnatosti.
Turnosť: Kované zliatiny vo všeobecnosti vykazujú lepšiu ťažnosť a formovateľnosť ako obsadené zliatiny, a to vďaka ich nižším percentom prvkov z legovania. Vďaka tomu sú vhodnejšie pre aplikácie, ktoré si vyžadujú rozsiahle tvarovanie alebo formovanie.
Odolnosť proti korózii: Odolnosť hliníkových zliatin korózie sa môže líšiť v závislosti od konkrétnych prítomných prvkov z legúnok. Niektoré zliatiny, ktoré sú kované zliatiny, napríklad séria 5xxx s horčík, ponúkajú vynikajúcu odolnosť proti korózii, zatiaľ čo určité obsadené zliatiny môžu byť náchylnejšie na koróziu v drsnom prostredí.
Výrobné techniky
Ďalším kľúčovým rozdielom medzi zliatinami hliníkového hliníka je spôsob, akým sa vyrábajú a tvarujú do konečných výrobkov.
Zliatiny hliníkových hliníkov sa vyrábajú pomocou rôznych metód odlievania vrátane:
Odlievanie piesku: Roztavený hliník sa naleje do pieskovej formy, ktorá sa vytvára pomocou vzoru požadovaného tvaru. Odlievanie piesku je všestranné a nákladovo efektívne pre výrobu s nízkym objemom alebo veľké komplexné časti.
Odlievanie: Roztavený hliník sa vstrekuje pod vysokým tlakom do dutiny ocele. Odlievanie je vhodné na vysokohorovú výrobu častí so zložitými detailmi a tesnými toleranciami.
Investičné odlievanie: Voskový vzorec je potiahnutý keramickou suspenziou, ktorá sa potom zahrieva, aby sa rozpustil vosk a zanechal dutú keramickú škrupinu. Roztavený hliník sa naleje do škrupiny, aby sa vytvorila posledná časť. Investičné obsadenie ponúka vynikajúcu povrchovú úpravu a rozmerovú presnosť.
Naopak, zliatiny hliníkových hliníkov sa vyrábajú pomocou rôznych procesov formovania a tvarovania, ako napríklad:
Extrúzia: Hliníkové brucha sa tlačia cez otvor matrice, aby sa vytvorili dlhé, nepretržité profily s konzistentným prierezom. Extrúzia sa bežne používa na výrobu tyčí, skúmaviek a komplexných tvarov.
Valcovanie: Hliníkové dosky alebo ingoty prechádzajú cez sériu valcov, aby sa znížila ich hrúbka a vytvorila ploché listy alebo taniere. Valcovanie sa dá robiť horúce alebo studené, v závislosti od zliatiny a požadovaných vlastností.
Ohýbanie: Kované hliníkové listy alebo profily sú ohnuté alebo formované do požadovaného tvaru pomocou tlačových brzdy, formovačov roliek alebo iných ohybových zariadení. Ohýbanie umožňuje vytvorenie zakrivených alebo šikmých častí.
Aplikácie a vlastnosti
Rozdiely v metódach zloženia a výroby medzi zliatinami hliníkových hliníkových hliníkov vedú k odlišným aplikáciám a vlastnostiam.
Typické použitie zliatin hliníkových hliníkov zahŕňajú:
Automobilové diely, ako sú bloky motora, hlavy valcov a puzdrá prevodovky, kde sú potrebné zložité tvary a vysoká pevnosť.
Riad a pečivo, vďaka ich dobrej tepelnej vodivosti a ľahkému formovaniu zložitých vzorov.
Dekoratívne a okrasné predmety, ako sú nábytok a svietidlá, kvôli ich schopnosti vytvárať podrobné a esteticky príjemné tvary.
Zliatky obsadenia sa vo všeobecnosti uprednostňujú pre aplikácie, ktoré vyžadujú:
Komplexné geometrie alebo zložité detaily, ktoré je ťažké dosiahnuť pomocou zliatiny s kovanými zliatinou
Vysoký pomer pevnosti k hmotnosti, najmä v komponentoch nosenia zaťaženia
Dobrá tepelná vodivosť pre aplikácie na rozptyl tepla alebo aplikácie prenosu tepla
Na druhej strane, typické použitia zliatin z hliníkového hliníka zahŕňajú:
Štrukturálne komponenty v budovách, mostoch a prepravných zariadeniach, kde je nevyhnutná vysoká sila a dobrá formovateľnosť
Letecké časti, ako sú komponenty trupu a krídla, kvôli ich vynikajúcemu pomeru pevnosti k hmotnosti a únavovej odolnosti
Elektronické kryty a chladiace drezy vďaka ich dobrej tepelnej vodivosti a schopnosti tvoriť sa do presných tvarov
Kované zliatiny sa vo všeobecnosti vyberajú pre aplikácie, ktoré si vyžadujú:
Vysoká ťažnosť a formovateľnosť formovania a ohýbania
Vynikajúci pomer pevnosti k hmotnosti pre ľahké štrukturálne komponenty
Dobrý odolnosť proti korózii v drsnom prostredí alebo vonkajších aplikáciách
| zliatiny | Cast Cast | zliatiny |
| Letačný prvok % | Vyššie (> 5%) | Nižšie (<5%) |
| Sila | Vyššia pevnosť, nižšia ťažnosť | Nižšia pevnosť, vyššia ťažnosť |
| Odpor | Líši sa v závislosti od legovaných prvkov | Všeobecne dobré, najmä série 5xxx |
| Typická výroba | Obsadenie piesku, odlievanie, odlievanie investícií | Extrúzia, valcovanie, ohýbanie |
| Bežné aplikácie | Automobilové diely, riad, dekoratívne predmety | Štrukturálne komponenty, letecké časti, elektronika |
Úvahy o výbere zliatiny hliníka
Výber správnej zliatiny hliníkovej zliatiny pre projekt si vyžaduje pochopenie jeho machináovateľnosti, nákladov a kompatibility s tepelným spracovaním. Tieto faktory ovplyvňujú efektívnosť výroby, náklady a výkonnosť výrobkov.
Rating
Hodnotenie machinability hliníkovej zliatiny ovplyvňuje, ako ľahko sa dá tvarovať pomocou obrábania CNC. Zliatiny s vysokou machináovateľnosťou šetria čas a znížte opotrebenie nástrojov, čím sa zvyšuje produktivita v zložitej výrobe.
Materiálne náklady a dostupnosť
Výber materiálu výrazne ovplyvňuje rozpočty projektu a rýchlosť výroby . Vysoké zliatiny môžu ponúknuť vynikajúce vlastnosti, ale sú menej prístupné alebo udržateľné pre rozsiahle projekty.
Kompatibilita tepelného spracovania
Tepelné spracovanie umožňuje špecifické zliatiny hliníka zvýšiť svoju silu, trvanlivosť a výkon. Nie všetky zliatiny dobre reagujú na tepelné spracovanie, takže pochopenie kompatibility je rozhodujúce pre aplikácie, ktoré si vyžadujú vysokú pevnosť. Úvahy
| o | výhodách pri výbere | kľúčové zliatiny |
| Rating | Rýchlejšie obrábanie, menej opotrebenia nástroja | 6061, 2011, 7075 |
| Materiálne náklady a dostupnosť | Rozpočtové, stabilné dodávky | 3003, 5052 |
| Kompatibilita tepelného spracovania | Zvýšená sila a tvrdosť | 2024, 6061, 7075 |
Hodnotenie týchto faktorov zabezpečuje, že zvolená zliatina hliníka spĺňa potreby výkonu, rozpočtu a spracovania projektu, čo vedie k optimalizovanej výrobnej a spoľahlivosti výrobkov.
Zhrnutie
Pochopenie typov zliatiny hliníka je nevyhnutné pre optimalizáciu výroby a výkonu výrobkov. Výber správnej zliatiny pre konkrétne aplikácie - či už ide o silu, odolnosť proti korózii alebo machináovateľnosť - môže výrazne ovplyvniť kvalitu a náklady. Od ľahkých štruktúr v leteckom priestranstve po odolné komponenty v morských prostrediach slúži každá zliatina jedinečný účel. Táto príručka poskytuje základ pre informované rozhodnutia. Preskúmajte ďalšie zdroje na prehĺbenie svojich znalostí a prijímanie najlepších rozhodnutí o zliatine pre akýkoľvek projekt.
Referenčné zdroje
Hliník
Hliník
6061 vs. 7075 hliník
Najlepší výrobca hliníkového procesu
Často kladené otázky (FAQ)
Otázka: Čo je zliatina hliníka?
Hliníková zliatina je kov vytvorený zmiešaním čistého hliníka s inými prvkami, ako je horčík, meď alebo zinok, aby sa zvýšila pevnosť, odolnosť proti korózii a trvanlivosť.
Otázka: Ako sa zliatiny hliníka porovnávajú s oceľou z hľadiska pevnosti a hmotnosti?
Hliníkové zliatiny sú vo všeobecnosti ľahšie ako oceľ, čo poskytuje vyšší pomer pevnosti k hmotnosti. Často sa používajú tam, kde je zníženie hmotnosti nevyhnutné, napríklad v leteckom a automobilovom aplikáciách.
Otázka: Aké faktory ovplyvňujú machinabilitu hliníkových zliatin?
Škálovateľnosť v zliatinách hliníka je ovplyvnená zložením zliatiny, tepelným spracovaním a tvrdosťou. Napríklad zliatiny 6061 a 7075 ponúkajú vynikajúcu machinabilitu pri obrábaní CNC.
Otázka: Ako môžem zabrániť korózii pri používaní hliníkových zliatin?
Ak chcete získať najlepšiu odolnosť proti korózii, vyberte zliatiny s horčík (napríklad 5052) alebo naneste ochranné povlaky. Pravidelné čistenie tiež zabraňuje hromadeniu životného prostredia, ktoré môže spôsobiť koróziu.
Otázka: Kde sa bežne používajú zliatiny hliníka?
Hliníkové zliatiny sa bežne používajú v leteckom, automobilovom priemysle, konštrukcii a elektronike. Každý priemysel vyberá konkrétne zliatiny založené na potrebách, ako je napríklad sila, hmotnosť a odolnosť proti korózii.
