Typy hliníkových slitin: Sériový průvodce, vlastnosti a tipy pro výběr pro průmyslové použití

Dvě nákupní objednávky na stejný profil T-drážky 4040 mohou specifikovat různé kovy: jeden kupující napíše 6063-T5, další trvá na 6061-T6 a mezera mezi těmito dvěma kotacemi často dosahuje 10 až 20 procent. Ten rozdíl není papírování. U typů hliníkových slitin rozhoduje o tom, jakou zátěž rám unese, jak čistě je eloxován a zda CNC dílna dokáže dodržet toleranci na hotové součásti, rozhoduje třída, kterou si vyberete. Tato příručka rozděluje čtyřmístný sériový systém do jednoduchých výrazů, porovnává jakosti, které se skutečně objevují na technických specifikacích, a končí pěti kontrolami, které ověřují nárok na slitinu před podpisem nákupní objednávky.

Dekódované typy hliníkových slitin: Co vám říká čtyřmístný kód

První číslice každého kódu z tvářené hliníkové slitiny označuje její primární legující prvek a tato jediná číslice předpovídá většinu toho, co kupující potřebuje vědět: strop pevnosti, korozní chování, svařitelnost a to, zda kov reaguje na tepelné zpracování. Slitiny hliníku se dělí do dvou hlavních kategorií, tvářené a lité. Tvářené slitiny jsou válcované, vytlačované nebo kované a nesou prostý čtyřmístný kód; lité slitiny přidávají desetinnou čárku, jako je A356.0, a dominují tvarovaným tvarům spíše než profilům. Průmyslové rámování s T-drážkou žije téměř výhradně v kované rodině 6xxx.

Série z tvářené slitiny hliníku seskupuje třídy podle jejich hlavního legujícího prvku. První číslice určuje prvek, zbývající číslice označují konkrétní jakost a přípona temperování, jako je T5, T6 nebo H32, popisuje cestu zpracování, která určuje konečné mechanické vlastnosti.

Osm kovaných hliníkových sérií a význam hlavního prvku v praxi.
série	Vedoucí prvek	Charakter	Typické produkty
1xxx	Žádné, minimum 99,0 procent hliníku	Nejměkčí, nejlepší odolnost proti korozi a vodivost	Přípojnice, fólie, chemické obložení
2xxx	Měď	Vysoká pevnost, nižší odolnost proti korozi, tepelně zpracovatelné	Vybavení letadel, konstrukční díly
3xxx	Mangan	Dobrá tvarovatelnost, střední pevnost	Nápojové plechovky, komponenty HVAC
4xxx	Křemík	Nízký bod tání	Svařovací drát, pájecí plech
5xxx	Hořčík	Pevné a svařitelné, zpevněné v tahu	Námořní štít, tankery, stráže
6xxx	Hořčík and silicon	Vyvážená pevnost, extrudovatelná, tepelně zpracovatelná	T-drážkové profily, CNC pažba, rámy
7xxx	Zinek	Nejvyšší pevnost, odolnost proti únavě	Letecké konstrukce, formy
8xxx	Další prvky	Speciální třídy	Fóliovník, elektrické vodiče

Odlévané slitiny odrážejí stejnou logiku v rozmezích 1xx.x až 8xx.x, ale extrudované profily strojního rámu pocházejí z výše uvedeného kovaného systému.

T5, T6 nebo H32? Proč přípona Temper má větší sílu než název slitiny

Dvě tyče se stejnou chemií se mohou lišit v meze kluzu až o 50 procent, protože písmena za pomlčkou popisují spíše cestu zpracování než samotný kov. U 6063 se teplota T5 dá přibližně 145 MPa, zatímco T6 dosahuje přibližně 214 MPa. Mezera pochází z tepla, ne z chemie.

Povahová označení fungují ve čtyřech širokých skupinách. F znamená jako vyrobený, O znamená žíhaný a měkký, H znamená deformačně zpevněný kov, který získává pevnost při práci za studena, a T znamená tepelně zpracovaný kov, který získává pevnost precipitačním kalením. T5 je cesta šetrná k vytlačování: profil se ochlazuje v lisu a poté je uměle stárnut, což snižuje náklady na dlouhé trasy profilu. T6 vyžaduje samostatné ošetření roztokem a kalení, což zvyšuje pevnost. Rodiny bez tepelného zpracování, jako jsou 3xxx a 5xxx, používají místo toho temperování H, kde H32 znamená deformačně zpevněné a tepelně stabilizované.

Tepelně zpracovatelné, T tempery

Platí pro rodiny 2xxx, 6xxx a 7xxx
Pevnost z precipitačního vytvrzování v peci na stárnutí
T5 znamená chlazení lisu plus umělé stárnutí
Standard pro extrudované profily a konstrukční díly

Tepelně neupravitelné, H tempery

Platí pro rodiny 1xxx, 3xxx a 5xxx
Síla z práce za studena, známá jako zpevňování
H32 znamená deformačně zpevněné plus stabilizované
Standardní pro plechy, desky a námořní třídy

Srovnání pevnosti: Jak se řadí běžné typy hliníkových slitin

Při maximální pevnosti v tahu se komerční čistota 1100-O pohybuje kolem 90 MPa, tahouny 6xxx třídy se pohybují zhruba od 186 do 310 MPa a 7075-T6 pro letectví dosahují maxima kolem 572 MPa, což je téměř šestinásobek pevnosti čistého hliníku. Tabulka níže používá typické příručkové hodnoty pro každou slitinu a tvrdost.

Typická konečná pevnost v tahu slitinou a temperováním

1100-O

90 MPa

3003-H14

150 MPa

6063-T5

186 MPa

5052-H32

230 MPa

6061-T6

310 MPa

7075-T6

572 MPa

Příručka typické hodnoty v MPa. Přesná minima závisí na formě produktu, velikosti a standardu.

2,70 g/cm3 Hustota hliníku, přibližně jedna třetina hmotnosti oceli

69 GPa Modul pružnosti sdílený téměř všemi slitinami v rodině

572 MPa Nejvyšší pevnost v tahu ve skupině, dosažená 7075-T6

8 série Tvářené rodiny ve čtyřmístném systému označení

Samotná síla výběr neřeší. Typy 7xxx vyměňují odolnost proti korozi a svařitelnost za pevnost, což je důvod, proč se používají spíše v letectví než v továrním rámování. Třídy 5xxx se krásně svařují a odolávají slané vodě, ale nelze je tepelně zpracovat, takže jejich pevnost klesá. Rodina 6xxx vítězí v rovnováze: solidní pevnost, vynikající extrudovatelnost, čisté eloxování a plná svařitelnost.

Které typy hliníkových slitin se hodí pro kterou průmyslovou práci

Pro průmyslové rámování, ochranné kryty a základny strojů jsou výchozí volbou slitiny 6xxx. Většina komerčních profilů s T-drážkou, včetně řad vyráběných společností Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd., je vytlačována z 6063-T5, protože slitina snadno teče do tenkých, složitých profilů a má jasný, dokonce eloxovaný povrch. 6061-T6 přebírá tam, kde CNC desky, konzoly a zatížené spoje potřebují vyšší pevnost a lepší obrobitelnost.

HS-8-4040D vysoce pevný hliníkový profil s drážkou T 4040 Tento profil 6063-T5 využívá 3,2 mm zesílenou stěnu v rámci řady tlouštěk řady 4040, což z něj činí vhodnou volbu pro diskutované těžké rámy a základny strojů, bez předvrtaných otvorů pro flexibilní montáž. Zobrazit produkt →

V rámci jedné slitiny ladí inženýři kapacitu spíše geometrií než chemií. Řada 4040 pokrývá tloušťku stěn od 1,2 mm v ultratenkých variantách až po 4,5 mm v extra těžkých verzích, což posouvá nosnost bez změny slitiny. Sekce s optimalizovanou hmotností sledují stejnou logiku obráceně a slouží laboratorním rámům a světelným zábranám, kde se počítá každý kilogram.

HS-8-3030QL Lehký hliníkový profil pro vytlačování s T-drážkou 3030 Se stěnou 1,4 mm a hmotností 0,58 kg/m je tento profil 30 x 30 mm na lehkém konci ladění kapacity založeného na geometrii a odpovídá popsaným laboratorním rámům a světelným krytům tam, kde na úsporách hmotnosti nejvíce záleží. Zobrazit produkt →

Chemická mezera mezi 6061 a 6063 je na papíře malá, ale z hlediska výroby důsledková, takže si zaslouží specializované srovnání; jeden je k dispozici v tomto technickém rozdělení dvou typů hliníkových slitin, které kupující nejčastěji váží.

Běžné průmyslové zakázky a typ slitiny, který je obvykle vyhrává.
práce	Obvyklá slitina	Proč vyhrává
Rámy strojů, pracoviště, střežení	6063-T5	Extrudovatelné, dokonce eloxované, nákladově efektivní
CNC desky, držáky, přípravky	6061-T6	Vyšší pevnost, dobrá obrobitelnost
Mořské a chemické prostředí	5052-H32	Odolnost proti slané vodě, svařitelné
Vysoce namáhané konstrukční a letecké díly	7075-T6	Nejvyšší poměr pevnosti k hmotnosti
Fólie, přípojnice, chemická zařízení	1100 nebo 3003	Čistota, vodivost, tvárnost

Vlastní sekce a velká zatížení: Když standardní profily nestačí

Když bodové zatížení překročí to, co unese standardní stěna, nebo když design vyžaduje průřez, který žádný katalog neobsahuje, praktickou odpovědí je větší série nebo speciální forma spíše než jiná slitina. Mimořádně odolné profily 9090 a 120120 přenesou zátěž, která přesahuje řadu 4040, zatímco zakázková vytlačovací matrice promění jedinečnou sekci na opakovatelný a objednatelný produkt.

HS-10-9090W Extra Heavy-Duty 9090 hliníkový profil s drážkou T Pro bodové zatížení přesahující to, co přenesou profily 4040, nabízí tento výlisek 90 x 90 mm s 5,4 mm zesílenou stěnou modulární rám pro vysoké zatížení bez svařování, což ilustruje řadu pro mimořádně vysoké zatížení odkazovanou na náročné průmyslové konstrukce. Zobrazit produkt →

V této fázi záleží na provozní hloubce stejně jako na samotné slitině. Huishuo pokrývá celou trasu interně přes tři výrobní základny v Šanghaji, Anhui a Jiangsu: vytlačování profilů, zakázková výroba forem pro nestandardní profily, přesné CNC obrábění, povrchovou úpravu a kompletní montáž rámu, opírající se o více než 16 let zakázkových profilových prací.

Ověřte před nákupem: Pět kontrol, které otestují nárok na slitinu

Tvrzení dodavatele slitiny lze otestovat pěti praktickými kontrolami, z nichž žádná nevyžaduje plnou laboratoř. Spusťte je nejprve na článcích, poté na náhodných vzorcích z hromadné výroby.

Požádejte o osvědčení o zkoušce mlýna s uvedením skutečné chemie. Spec-grade 6063 obsahuje 0,20 až 0,60 procent křemíku a 0,45 až 0,90 procent hořčíku.
Namátkově zkontrolujte příchozí materiál pomocí přenosného XRF spektrometru. Během několika sekund potvrdí rodinu slitin a označí hrubou náhradu.
Proveďte kontrolu hustoty u řezaného vzorku vytlačením vody proti základní linii 2,70 g/cm3 pro hliník.
Eloxujte zkušební kupón. Přebytečné železo zmatňuje povrch, takže šedý, nerovnoměrný výsledek ukazuje na nestandardní zásoby na bázi šrotu se železem nad 0,35 procenta stropu.
Odkazujte na normy. ASTM B221 a EN 755-2 definují mechanická minima pro extrudované profily a seriózní dodavatel na ně může mapovat své zásoby.

Chemie rozhoduje o tom, čím se slitina může stát; nálada rozhoduje o tom, co je dnes. Zkontrolujte oba v tomto pořadí.

Typy hliníkových slitin: Často kladené otázky

Jaké jsou hlavní typy hliníkových slitin v průmyslovém použití?

Kovaný systém má osm sérií, 1xxx až 8xxx. Práce s průmyslovými zařízeními se soustředí na 5xxx a 6xxx: 6063-T5 pro profily s drážkou T, 6061-T6 pro obráběné a konstrukční díly a 5052-H32 pro ochranné plechy a námořní prostředí. 2xxx a 7xxx slouží letectví, zatímco 1100 a 3003 pokrývají fólie, přípojnice a chemická zařízení.

Je 6063-T5 dostatečně pevný pro rám stroje?

Pro většinu rámů, hlídání a pracovních stanic ano. 6063-T5 má výtěžnost asi 145 MPa a průhyb rámu obvykle závisí na velikosti sekce a rozpětí více než na pevnosti slitiny. Pro koncentrované těžké zatížení přesuňte před výměnou slitin na silnější stěnu ze stejné série nebo přejděte na extra odolný profil 8080 nebo 9090.

Jaký je skutečný rozdíl mezi T5 a T6?

Cesta ochlazování a stárnutí. T5 se ochladí na vytlačovacím lisu a poté se uměle zestárne; T6 se před stárnutím ošetří plným roztokem a zchladí. Na 6063 tento rozdíl zvyšuje minimální mez kluzu z přibližně 145 MPa na přibližně 214 MPa, což je zhruba 45 až 50 procent zisk, při vyšších nákladech na zpracování.

Který typ hliníkové slitiny nejlépe odolává korozi?

Komerčně čisté třídy 1xxx a třídy 5xxx hořčíku vedou, přičemž 5052 je standardní volbou pro vystavení slané vodě. Slitiny 6xxx dobře odolávají korozi a po eloxování vydrží venku. Nespoléhejte se na holé 2xxx nebo 7xxx ve vlhkém nebo slaném prostředí, protože jejich obsah mědi a zinku z nich dělá konstrukční skupiny nejméně odolné vůči korozi.