مزایای آلومینیوم آلیاژ سخت: راهنمای عملی برای خریداران و مهندسان

آن مطالعه تجاری، به صورت مینیاتوری، کل مورد برای این است مزایای آلیاژ سخت آلومینیوم : استحکام بیشتر به ازای هر کیلوگرم، تلورانس ماشینکاری قابل پیش بینی، و منطق اتصال که پیچ و مهره را نسبت به جوش ترجیح می دهد. به عنوان یک پروفیل صنعتی T-slot و سازنده اکستروژن سفارشی، شانگهای Huishuo آلومینیوم صنعت فناوری شرکت، با مسئولیت محدود. این سوال را از سازندگان تجهیزات مطرح می کند که تصمیم می گیرند آلیاژهای سخت کجا حق بیمه خود را توجیه می کنند و کجا نمی توانند. بخش های زیر اعدادی را برای این تصمیم قرار می دهند.

چه چیزی به عنوان آلومینیوم آلیاژ سخت به حساب می آید؟ کدهای سری و خلق و خوی

آلیاژ سخت آلومینیوم هیچ تعریف رسمی واحدی ندارد. در کاربردهای مهندسی روزانه به معنی خانواده های فرفورژه قابل عملیات حرارتی است، عمدتاً گریدهای سازه ای 2xxx، 6xxx مانند 6061 و 7xxx، که به جای کار سرد به تنهایی، از عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی کنترل شده استحکام می گیرند.

سیستم تعیین چهار رقمی تقسیم را آسان می کند، زیرا رقم اول عنصر آلیاژی اصلی را نام می برد و این انتخاب استحکام، رفتار خوردگی و قابلیت اکسترودپذیری را افزایش می دهد:

• سری های 1xxx، 3xxx و 5xxx: آلیاژهای نرم و غیر قابل عملیات حرارتی با شکل پذیری عالی و مقاومت در برابر خوردگی، اما مقاومت کششی عمدتاً بین 70 تا 260 مگاپاسکال.
• 2xxx (مس) و 7xxx (روی): آلیاژهای سخت هوافضا، با 2024-T4 نزدیک به 470 مگاپاسکال و 7075-T6 نزدیک به 572 مگاپاسکال.
• 6xxx (منیزیم و سیلیکون): اسب های کار اکستروژن پروفیل، پوشش 6063-T5 برای پایان و پیچیدگی تا 6061-T6 برای ساختار در حدود 310 مگاپاسکال.
• دما به اندازه سری مهم است: همان شمش 6061 عرضه شده T4 به جای T6 تقریباً 70 مگاپاسکال از استحکام کششی را کاهش می دهد.

برای خریدارانی که دو درجه رایج اکستروژن را با یکدیگر وزن می کنند، این است مقایسه فنی انتخاب پروفایل 6061 و 6063 از آنجا عبور می کند که هر نمره بر اساس قدرت، پایان و هزینه برنده می شود.

شش مزیت آلومینیوم آلیاژی سخت که حق بیمه را توجیه می کند

مزایای آلیاژ سخت آلومینیوم به جای زیبایی قابل اندازه گیری است: حدود 65 درصد استحکام کششی بالاتر از درجه تکمیلی 6063، عمر خستگی بهتر، مقاومت در برابر سایش بالاتر، پایداری ابعادی محکم تر، و ظرفیت بار بیشتر از سطح مقطع کوچکتر.

1. نسبت قدرت به وزن. آلیاژ سخت با 2.70 گرم بر سانتی‌متر مکعب، رتبه‌بندی بار را با جرم قاب بسیار کمتر نسبت به فولاد ارائه می‌کند که هزینه حمل و نقل را کاهش می‌دهد و به سیستم‌های حرکتی اجازه می‌دهد سریع‌تر شتاب بگیرند.
2. مقاومت در برابر خستگی بارهای ارتعاشی و رفت و برگشتی، نه وزن ساکن، قاب های شکسته. 6061-T6 تقریباً 40 درصد بیشتر از 6063-T5 استحکام خستگی دارد.
3. مقاومت در برابر سایش و فرورفتگی. میزهای فیکسچر، استاپ های سخت و نقاط تماس لغزنده نسبت به آلیاژهای خالص یا 3xxx در برابر علائم گیره و ضربه قطعات بسیار بهتر مقاومت می کنند.
4. کنترل مزاج. از آنجایی که استحکام در کوره خاموش کننده و پیری تنظیم می شود، یک دیوار 3.2 میلی متری می تواند برای بارهای متوسط ​​​​تأیید شود که در آن آلیاژ نرم به بخش بسیار سنگین تری نیاز دارد.
5. ثبات ابعادی استحکام تسلیم 276 مگاپاسکال در مقابل 145 مگاپاسکال برای 6063-T5، فریم های پیچ را مستقیماً تحت بارگذاری اولیه نگه می دارد و از تراز در تجهیزات چند محوره محافظت می کند.
6. دقت ماشینکاری ماشین‌های سختی بالاتر با پچ‌پیچی کمتر و لبه‌های ساخته‌شده، بنابراین سوراخ‌های رولپلاک و وجه‌های جفت‌شونده تحمل را در تنظیمات مکرر حفظ می‌کنند.

نمودار زیر خانواده های آلیاژی را در کنار هم قرار می دهد و جهش از 6063 به 6061-T6 و به 7075-T6 دقیقاً همان چیزی است که خریدار هنگام تعیین آلیاژ سخت می پردازد:

در طبقه کارخانه، این اعداد به انتخاب های کاتالوگ تبدیل می شوند: به عنوان مثال، یک پروفیل 4040 با استحکام بالا با یک دیوار 3.2 میلی متری، بارهای ماشینی با کار متوسط ​​را حمل می کند که در غیر این صورت طراحی را تا قسمت های سنگین تر از سری 45 یا 50 مجبور می کند.

پروفیل آلومینیومی HS-8-4040D 4040 T-Slot با استحکام بالا با دیواره ضخیم 3.2 میلی متر این پروفیل 40x40mm 6063-T5 با دیواره ضخیم 3.2 میلی متر، بارهای ماشینی متوسط را حمل می کند و آن را به یک انتخاب کاتالوگ عملی برای قاب هایی تبدیل می کند که در غیر این صورت به بخش های سنگین 45 یا 50 سری نیاز دارند. مشاهده محصول →

جایی که آلیاژ سخت آلومینیوم عملکرد بهتری دارد: موارد استفاده از قاب و داده ها

آلیاژهای سخت هر جا که یک قاب بار را حمل می‌کند، حرکت می‌کند یا تراز را نگه می‌دارد، امتیاز خود را به دست می‌آورد: پایه‌های ماشین، دروازه‌ها، قفسه‌های ذخیره‌سازی سنگین، بالابرهای ربات و حفاظ سمت فشار. محافظ های ثابت و ایستگاه های کاری سبک به ندرت به آنها نیاز دارند.

برای سازه‌های پایه و ستون در سری 80، پاسخ معمول سخت‌افزار، پروفیل 8080 با دیواره فوق‌العاده ضخیم است که یک ردپای پهن T-slot را با دیوارهایی که برای اتصالات پیچ و مهره‌ای با بار بالا در نظر گرفته شده است، جفت می‌کند.

پروفیل آلومینیومی با دیوار بسیار ضخیم 8080 HS-8-8080W برای بارهای سنگین این پروفیل با دیواری با ضخامت فوق العاده 5 میلی متری و مقطع 80×80 میلی متری، مناسب سازه های ستونی و پایه پیچ و مهره ای با بار بالا در سری 80 است، و یک شکاف T گسترده را با ظرفیت بار بسیار سنگین جفت می کند. مشاهده محصول →

ماشینکاری، اتصال و آنودایز کردن: آلیاژهای سخت چگونه در تولید رفتار می کنند

در کارگاه، ماشین آلیاژ سخت آلومینیوم با دقت آسان‌تر است، اما جوشکاری کمتر قابل قبول است، بنابراین روش اتصال باید قبل از سفارش پروفیل تعیین شود، نه بعد از آن.

• ماشین‌کاری CNC: 6061-T6 و خانواده‌های 2xxx و 7xxx با سرعت حذف بالاتری نسبت به آلومینیوم خالص برش تمیز می‌کنند و سطوح ماشین‌کاری شده صاف می‌مانند زیرا تنش‌های پسماند پس از خاموش کردن کنترل‌شده کمتر می‌شوند.
• بستن شیار T: اتصالات پیچی استحکام کامل فلز اصلی را حفظ می کنند و می توان آنها را برای کار مجدد جدا کرد، به همین دلیل است که قاب پروفیل تقریباً به طور کامل از جوشکاری جلوگیری می کند.
• آنودایز کردن: 6063 روشن ترین ها را آنودایز می کند، در حالی که 6061 و 7xxx کمی تیره تر ظاهر می شوند و به کنترل حمام نزدیک تری نیاز دارند. پرداخت های نقره ای، مشکی و دو رنگ روی قاب های ساختاری 6xxx معمول است.
• رزوه ها و مونتاژ مکرر: سوراخ های ضربه خورده در آلیاژهای سخت شکل خود را در طول چرخه های نصب و برداشتن بیشتر نسبت به گریدهای نرم تر حفظ می کنند.

معاوضه هزینه: زمانی که 6063 هنوز انتخاب هوشمندانه‌تری است

برای محافظ‌های سبک، قاب‌های ایستگاه کاری و نیمکت‌های آزمایشگاهی، پروفیل‌های آلیاژی نرم استاندارد، عمر مفید مشابهی را با هزینه کمتر ارائه می‌کنند، و پرداخت قیمت‌های آلیاژ سخت در آنجا، استحکامی را می‌خرد که فریم هرگز از آن استفاده نمی‌کند.

ریاضیات خرید نیز اهمیت دارد: شمش آلیاژ سخت معمولاً 10 تا 20 درصد حق بیمه را حمل می کند و کندتر اکسترود می شود، با این حال کوچک کردن آن به بخش آلیاژ سخت کوچکتر که همان بار را حمل می کند، اغلب تفاوت وزن مواد را به تنهایی بازیابی می کند.

نیمکت آزمایشگاهی حالت کلاسیکی برای سبک ماندن است: یک پروفیل سبک وزن 3030 که برای قاب بندی آزمایشگاهی طراحی شده است، نیمکت را با هزینه استاندارد سفت نگه می دارد و در بودجه آلیاژ سخت برای ابزارهایی که واقعاً به آن نیاز دارند، صرفه جویی می کند.

پروفیل آلومینیومی HS-8-3030QL سبک وزن 3030 T-Slot برای قاب آزمایشگاهی این اکستروژن سبک وزن 3030 نیمکت‌های آزمایشگاهی و ساختارهای سبک را با هزینه‌های استاندارد سفت نگه می‌دارد، بنابراین بودجه آلیاژ سخت را می‌توان برای قاب‌هایی که واقعاً به استحکام بیشتری نیاز دارند، اختصاص داد. مشاهده محصول →

سوالات متداول در مورد آلومینیوم آلیاژ سخت

آیا 6063 یک آلیاژ سخت آلومینیوم محسوب می شود؟

روی مرز نرم می نشیند. 6063 مانند بقیه خانواده 6xxx قابل عملیات حرارتی است، اما در کشش حدود 186 مگاپاسکال به دلیل پیچیدگی پایان و شکل به جای ساختار انتخاب شده است، و اکثر تیم های مهندسی 6061-T6 را به عنوان نقطه ورود به قاب آلیاژی سخت در نظر می گیرند.

6061-T6 چقدر قوی تر از 6063-T5 است؟

حدود 65 درصد در استحکام کششی، 310 در مقابل 186 مگاپاسکال، و حدود 90 درصد در استحکام تسلیم بالاتر، 276 در مقابل 145 مگاپاسکال، که باعث می‌شود مقاطع کوچک‌تر یا نازک‌تر تحت بار یکسان باشند.

آیا آلیاژ سخت آلومینیوم در برابر خوردگی و همچنین آلیاژهای نرم مقاومت می کند؟

همه آلیاژهای آلومینیوم یک فیلم اکسید محافظ را تشکیل می دهند و گریدهای خالص و 5xxx بهترین عملکرد را دارند. آلیاژهای سخت با عملکرد در داخل و هنگام آنودایز مطابقت دارند، به همین دلیل است که آنودایز کردن، پرداخت استاندارد در پروفیل های ساختاری است.

آیا می توان پروفیل های آلیاژ سخت را به راحتی 6063 برش داد و دوباره کار کرد؟

بله برای اره کردن، سوراخکاری و مونتاژ T-slot بله، و سختی بالاتر در واقع کیفیت لبه ماشینکاری شده را بهبود می بخشد. تنها احتیاط جوشکاری است که در آن مقداری استحکام عملیات حرارتی در اطراف اتصال از بین می رود.