Aluminiumlegeringen uitgelegd:een gids voor kwaliteiten, eigenschappen en toepassingen

Aluminiumlegeringen behoren tot de meest veelzijdige en effectieve materialen voor het ontwerpen van producten voor gebruik in verschillende industrieën. Dit materiaal bezit een uitstekende sterkte, uitstekende weerstand tegen corrosie, warmtebehandelbaarheid, goede lasbaarheid en vervormbaarheid. Daarom hebben veel fabrikanten hun toevlucht genomen tot het gebruik van verschillende soorten aluminiumlegeringen voor verschillende toepassingen.

Aluminium is verkrijgbaar in verschillende kwaliteiten, elk met verschillende legeringselementen en eigenschappen. U moet dus de verschillen tussen deze aluminiumlegeringskwaliteiten kennen om de juiste voor uw project te kiezen. In deze gids worden de typen aluminiumlegeringen, hun kenmerken, voordelen en toepassingen besproken.

Wat is aluminiumlegering?

Een aluminiumlegering is een unieke combinatie van verschillende metalen elementen met verbeterde sterkte en duurzaamheid. Aluminium is van oudsher licht van gewicht en heeft een uitstekende corrosieweerstand. Deze legeringen worden gevormd door aluminium in zijn vloeibare/gesmolten vorm te combineren met andere elementen, die later afkoelen en stollen, waardoor een homogeen vast materiaal ontstaat. De andere elementen, gecombineerd met aluminium om deze legeringen te vormen, kunnen tot 15 procent van de totale massa in beslag nemen.

Voorbeelden van deze toegevoegde elementen zijn zink, ijzer, magnesium, koper en silicium. Belangrijker nog is dat het toevoegen van deze elementen aan aluminium de legering een verbeterde elektrische geleidbaarheid, corrosieweerstand, verwerkbaarheid en sterkte biedt dan pure metalen elementen.

Eigenschappen van aluminium

Aluminium heeft veel uitstekende eigenschappen, waardoor het beroemd is en algemeen wordt gebruikt in de meeste toepassingen. Hier zijn er enkele:

Corrosiebestendigheid

Aluminium produceert een natuurlijke dunne oxidelaag die het metaal beschermt tegen reacties met de omgeving. Daarom is het geschikt voor verschillende toepassingen waarbij het kan worden blootgesteld aan corrosieve stoffen zoals voertuigen. Houd er echter rekening mee dat aluminiumlegeringen hogere corrosieweerstandseigenschappen hebben dan puur aluminium.

Lichtgewicht

Het standaardgewicht van aluminium bedraagt precies 2,7 g/cm³, ongeveer een derde van het gewicht van staal. De lichtgewicht eigenschap helpt de productiekosten aanzienlijk te verlagen. Meestal gebruikt de auto-industrie aluminium in auto's om het gewicht te verminderen en het laadvermogen te vergroten. Bovendien kunt u de samenstelling van de aluminiumlegeringstypes aanpassen om het gewicht aan te passen afhankelijk van de toepassing.

Elektrische en thermische geleidbaarheid

Aluminium is vanwege zijn gewicht een uitstekende geleider van elektriciteit en warmte. Het niveau van elektrische en thermische geleidbaarheid is tweemaal dat van koper. Als gevolg hiervan wordt het vaak gebruikt voor het maken van hoogspanningslijnen. Bovendien functioneert het als een uitstekend koellichaam/verspreider, waardoor het de ideale keuze is voor apparaten die een snelle en snelle warmteafvoer vereisen.

Toepassingen van aluminiumlegeringen

Hier zijn enkele van de meest voorkomende toepassingen van aluminiumlegeringen.

Lucht- en ruimtevaartindustrie

De vliegtuigindustrie heeft vaak lichtgewicht en sterke aluminiumlegeringen nodig. Deze legeringen moeten een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding bieden en tegelijkertijd perfect binnen het budgetbereik passen. Op dezelfde manier helpt het gebruik van aluminiumsoorten in vliegtuigen vroegtijdige schade aan het vliegtuig als gevolg van blootstelling aan ongunstige omgevingsomstandigheden te voorkomen.

Zorgsector

Aluminiumproducten hebben de gezondheidsindustrie geholpen haar hoge zuiverheid en biocompatibiliteit te behouden. Verschillende medische instrumenten, zoals chirurgische en orthopedische, zijn gemaakt met verschillende soorten aluminium. Op dezelfde manier maken fabrikanten andere apparaten voor algemeen gebruik, zoals trays en containers, met aluminium.

Auto-industrie

Voertuigfabrikanten gebruiken aluminiumsoorten om ideale voertuigen lichtgewicht, milieuvriendelijk en duurzaam te maken. Fabrikanten gebruiken verschillende gegoten onderdelen van aluminium in auto's om ze wendbaar en robuust te maken vanwege de hoge mate van duurzaamheid en lichtgewichteigenschappen van aluminiumlegeringen.

Elektrische en elektronische techniek

Producenten van consumentenelektronica gebruiken voortdurend verschillende soorten aluminiumlegeringen bij het maken van producten vanwege hun hoge warmtegeleidingsvermogen. Fabrikanten gebruiken de uitstekende warmtegeleiding van aluminium bij het maken van componenten zoals koelcomponenten voor grafische processors en koellichamen.

Hoe kan ik aluminiumlegeringen identificeren?

Over het algemeen kunt u een aluminiumlegering identificeren met behulp van een identificatiemodel van vier cijfers. Elk cijfer op de tabel met aluminiumkwaliteiten vertegenwoordigt een ander aspect van het gelegeerde metaal en wordt voor de duidelijkheid gewoonlijk vóór het pure metalen element geschreven. Bijvoorbeeld 5052 aluminium.

De cijfers vertegenwoordigen afzonderlijke entiteiten zoals staallegeringen, titaniumlegeringen of andere legeringen. Hier volgt een overzicht van het belangrijkste legeringselement dat elk eerste cijfer vertegenwoordigt:

• “1” betekent de afwezigheid van gelegeerde elementen en dat het puur aluminium is
• “2” staat voor Koper
• “5” staat voor Magnesium
• “6” staat voor Magnesium en Silicium
• “7” staat voor zink
• “8” is geboekt voor alle andere legeringsmiddelen

Houd er rekening mee dat deze cijfers de hele lijst met aluminiumlegeringen kunnen identificeren. Omdat “2” bijvoorbeeld voor koper staat, worden alle aluminium-koperlegeringen de “2xxx-serie” genoemd.

Verder geeft het tweede cijfer eventuele unieke legeringsomstandigheden aan en of de legering is gewijzigd ten opzichte van de oorspronkelijke staat. Het cijfer blijft echter “0” als er geen speciale wijzigingen zijn. Het derde en vierde cijfer worden doorgaans gebruikt om individuele legeringen te serialiseren en te onderscheiden.

Een 1xxx-serie (een puur aluminium bestaande uit precies 99% aluminium), waarbij de laatste twee cijfers het minimale aluminiumpercentage boven de 99% aangeven. 1060 aluminium bevat bijvoorbeeld minimaal 99,60% puur aluminium.

Er zijn zeven verschillende basislegeringen beschikbaar voor industrieel gebruik tussen de bereiken van 1xxx tot 7xxx. Elk met een unieke cijfercombinatie en variërende verhoudingen en koppelingen. Hier is de standaardlijst met aluminiumlegeringen voor industrieel gebruik:

1xxx-serie

Deze legeringsklasse staat bekend als de serie puur aluminium omdat deze voor 99% of meer uit puur aluminium bestaat. Deze legeringen bieden een ultieme treksterkte van precies 10 tot 27 ksi. Ze zijn over het algemeen lasbaar, maar niet hittebehandelbaar omdat ze kwetsbaar zijn voor hoge temperaturen.

Deze legeringen bezitten uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid. Bovendien maakt de uitstekende weerstand tegen corrosie het een ideale keuze voor het maken van chemicaliëntanks en leidingen.

2xxx-serie

Koper is het belangrijkste legeringselement in de 2xxx-serie, met aanzienlijke hoeveelheden magnesium, mangaan, silicium en andere elementen. Koper, het primaire legeringselement van de aluminiumsoort uit de 2xxx-serie, heeft een treksterkte van 27 tot 62 ksi. Deze soorten zijn goed bewerkbaar en behouden een grote sterkte bij een brede temperatuurmarge, waardoor ze geschikt zijn voor de lucht- en ruimtevaartindustrie.

Hoewel de legeringen uit de 2xxx-serie sterk en taai zijn, hebben ze een lage weerstand tegen corrosie dan andere typen aluminiumlegeringen. Daarom kunt u overwegen deze aluminiumlegeringen te coaten of te verven om hun levensduur te verlengen.

3xxx-serie

De aluminiumsoort uit de 3xxx-serie bevat magnesium en mangaan als primair legeringselement. Het geeft de aluminiumsoort een uitstekende mechanische sterkte, die bij een breed temperatuurbereik behouden blijft dan puur aluminium.

Deze aluminiumsoorten zijn doorgaans niet hittebehandelbaar en hebben een treksterkte binnen een bereik van 16 tot 41 ksi. Legering 3004 is een uitstekend voorbeeld van een legering die geschikt is voor het verpakken van consumptiegoederen uit deze klasse.

4xxx-serie

De aluminiumsoort uit de 4xxx-serie is de enige categorie die warmtebehandelbare en niet-warmtebehandelbare aluminiumlegeringen omvat. Wanneer het aan aluminium wordt toegevoegd, verlaagt silicium, als het primaire legeringselement, de smeltpunten en verbetert het de vloeibaarheid van legeringen uit de 4xxx-serie in hun gesmolten/vloeibare vorm. Hoewel silicium van nature niet met warmte kan worden behandeld, bevatten sommige siliciumlegeringen koper of magnesium, waardoor ze positief reageren op een warmtebehandeling.

5xxx-serie

5xxx-series hebben magnesium als belangrijkste legeringselement. Deze aluminiumlegeringen zijn doorgaans zeer sterk, zeer corrosie- en alkalibestendig, perfect voor maritieme toepassingen en kunnen gemakkelijk worden gelast. Vanwege hun hoge vervormbaarheid zijn ze gemakkelijk te stempelen, buigen, rollen, tekenen en draaien.

Aluminium 5083 is een uitstekend voorbeeld van een aluminiumsoort uit de 5xxx-serie die vaak wordt gebruikt voor industriële toepassingen vanwege de weerstand tegen zeewater en verschillende industriële chemicaliën.

6xxx-serie

De 6xxx-legeringen omvatten magnesium en silicium, die magnesiumsilicide vormen. Deze legeringen van aluminiumkwaliteit zijn zeer goed vervormbaar, lasbaar en compatibel met warmtebehandeling. De 6061-legering is de meest voorkomende aluminiumlegering in de 6xxx-serie, met uitstekende corrosieweerstand en goede sterkte. Als gevolg hiervan wordt het vaak gebruikt om boot- en vrachtwagenframes te maken.

Gegoten legeringen versus gesmede legeringen:wat zijn de verschillen?

Gietlegeringen en smeedlegeringen zijn de belangrijkste categorieën aluminiumlegeringen. Er zijn een aantal aanzienlijke verschillen tussen gegoten en gesmede aluminiumlegeringen.

Metaallegeringselementen

Gesmeede legeringen bevatten minder andere metalen dan gegoten legeringen. Over het algemeen bevatten kneedlegeringen ≤4% legeringselementen, vergeleken met> 22% gegoten legeringen. Hoewel dit verschil ongrijpbaar lijkt, heeft het een groter effect op de materiaaleigenschappen van deze legeringen.

De ductiliteit van een aluminiumlegering neemt af wanneer andere legeringselementen worden toegevoegd. Het resulteert in de kwetsbaarheid van de meeste gegoten legeringen voor brosse breuk. Aan de andere kant kun je de sterkte van gesmede aluminiumlegeringen, hun weerstand tegen corrosie en hun geleidbaarheid vergroten door verschillende legeringselementen toe te voegen, terwijl hun flexibiliteit en andere positieve eigenschappen behouden blijven.

Fabricagetechnieken

Niettemin ligt het belangrijkste verschil tussen deze twee categorieën in de fabricagetechniek die deze legeringen ondergaan voordat het eindproduct ontstaat. Gietlegeringen verlaten vaak de gewenste vorm in een precieze vaste vorm.

Aan de andere kant vereisen smeedlegeringen verschillende wijzigingen in hun vaste vorm. Als gevolg hiervan heeft het verschil in fabricage vaak een aanzienlijke invloed op de mogelijke vormen en fysieke kenmerken van de eindproducten.

Eigenschappen

Gegoten aluminiumlegeringen hebben lagere smeltpunten en treksterkte dan gesmeed aluminium. Het aluminium-silicium is de meest gebruikte aluminiumlegering vanwege de hoge siliciumconcentratie, waardoor het gemakkelijk gegoten kan worden. Gesmeed aluminium wordt vaker toegepast en fabrikanten maken producten door middel van aluminiumextrusie of walsen.

Veel voorkomende soorten aluminiumlegeringen die worden gebruikt bij machinale bewerking

In deze sectie worden de verschillende soorten aluminiumlegeringen besproken die u kunt gebruiken bij het bewerken van uw producten.

Aluminium 6061

6061 aluminium heeft silicium en magnesium als primaire elementen. Het is compatibel met verschillende toepassingen vanwege zijn sterkte, corrosieweerstand, lasbaarheid en warmtebehandelbaarheid. Het is zeer geschikt voor de extrusietechniek en het toepassen van T6-temper helpt om het sterker en duurzamer te maken. Op dezelfde manier presteert het goed bij anodiseren voor een verbeterde esthetische afwerking.

Aluminium 7075

De 7075 aluminiumlegering is een sterke legering met uitstekende sterkte, vergelijkbaar met staal. De belangrijkste legeringselementen zijn koper en zink. Het wordt gebruikt in toepassingen die een uitstekende sterkte vereisen, zoals ruimtevaartuigen, vliegtuigen, enz. Hoewel het niet lasbaar is, is het sterk, matig lasbaar en bestand tegen spanning.

Aluminium 5052

5052 aluminium is een betrouwbare legering met uitstekende weerstand tegen corrosie en matige sterkte. Het is zeer geschikt voor zoutwatertoepassingen vanwege het ontbreken van kopergehalte in de legering. Maritieme uitrusting is het meest voorkomende onderdeel gemaakt van 5052 aluminium. De 5052 is echter van de aluminiumlegeringskwaliteit 5xxx; daarom kan het niet met warmte worden behandeld.

Aluminium 6063

De aluminiumlegering 6063 bestaat uit magnesium en silicium en wordt vanwege zijn matige sterkte en hoge ductiliteit vaak architectonisch aluminium genoemd. Het is zeer compatibel met matrijsvorming. Bovendien is aluminium 6063 zeer corrosiebestendig vanwege de magnesium-silicide-samenstelling.

Enkele veelvoorkomende onderdelen gemaakt met 6063 aluminium zijn architecturale producten, meubels, buizen, enz. Het laseretsen van aluminium is ook compatibel met deze aluminiumkwaliteit.

Overwegingen bij het kiezen van het juiste type aluminiumlegering

Het kiezen van de geschikte aluminiumsoort voor uw project is essentieel voor het beste resultaat. Hier zijn de belangrijkste factoren waarmee u rekening moet houden voordat u een aluminiumlegering kiest.

1. Bewerkbaarheidsbeoordeling

De bewerkbaarheidsbeoordeling van een aluminiumlegering geeft u inzicht in de compatibiliteitsstatus van dergelijk materiaal met aluminium CNC-bewerkingsprocessen. Het zou nuttig zijn om op te merken dat 6061-T6, 2011 aluminium en 7075 aluminium geschikte legeringen zijn met hoge tot matige bewerkbaarheidscijfers. Daarom kunt u deze materialen gebruiken om complexe onderdelen met ingewikkelde vereisten te maken.

2. Materiaalkosten en beschikbaarheid

Bij het kiezen van een materiaal voor uw project is het essentieel om rekening te houden met de kosten van de aluminiumlegering. Zorg voor een evenwicht tussen uw budget en de materiaalkosten met de ideale eigenschappen voor uw project. Het helpt bij het leggen van een efficiënte basis voor uw productieproces.

Bovendien zullen de prijzen van de gekozen aluminiumkwaliteit bepalend zijn voor de beschikbaarheid van de aluminiumlegering. Een schaarse aluminiumsoort zal het productieproces vertragen. 7075 aluminium biedt bijvoorbeeld een uitstekende bewerkbaarheid, maar heeft extreem hogere kosten. Aan de andere kant is 6061 aluminium veel goedkoper en heeft het een verminderde hardheid en treksterkte, waardoor het gemakkelijk bewerkbaar is.

3. Warmtebehandeling

Warmtebehandeling omvat het gebruik van extreme hittetemperaturen om aluminiumlegeringen te behandelen om hun sterkte en duurzaamheid te verbeteren. Daarom moet u weten welke aluminiumserie warmtebehandelbaar is en welke niet.

Het zou echter helpen om op te merken dat de series 2xxx, 6xxx en 7xxx aluminiumlegeringen compatibel zijn met warmtebehandeling. U kunt onderdelen die met deze legeringen zijn gemaakt, een warmtebehandeling geven om de sterkte van de eindproducten te vergroten.

Krijg oplossingen voor aluminiumbewerking bij WayKen

WayKen biedt u de beste selectiebegeleiding voor metaal en kunststoffen voor uw projecten. Met meerassige bewerkingsmogelijkheden kunnen wij u op een efficiënte, kosteneffectieve manier aluminiumbewerkingsoplossingen bieden. Onze ervaren experts staan ​​klaar om u te helpen bij het produceren van hoogwaardige aluminium onderdelen. Aarzel niet om vandaag nog contact met ons op te nemen en laten we aan uw volgende project beginnen.

Conclusie

Aluminium is een veelgebruikt metaalachtig materiaal met veelzijdige eigenschappen, afhankelijk van de elementsamenstelling. Verschillende soorten aluminiumlegeringen hebben verschillende eigenschappen, waardoor ze zeer geschikt zijn voor verschillende toepassingen. Het is dus essentieel om de verschillen tussen deze aluminiumlegeringen volledig te begrijpen om het ideale materiaal voor uw projecten te kiezen.

Veelgestelde vragen

Roesten aluminiumlegeringen?

Alle metalen materialen hebben de neiging na verloop van tijd in kwaliteit achteruit te gaan zonder de juiste verzorging. Hoewel aluminium niet roest, is de kans groot dat het corrodeert. De aluminiumoxidelaag op het oppervlak helpt echter corrosie van het materiaal te voorkomen.

Welke aluminiumlegering is beter bewerkbaar tussen 6061 en 7075?

6061 aluminiumlegering heeft verschillende voordelen ten opzichte van 7075 aluminium als het gaat om hun fabricageproces. Dit komt omdat 6061 een lagere hardheid en treksterkte heeft, waardoor het beter bewerkbaar is dan 7075.