خواص و کاربردهای آلومینیوم: راهنمای مهندسی آلیاژها و اکستروژن ها

آلومینیوم فراوان ترین فلز در پوسته زمین است (8.2 درصد وزنی)، اما هرگز به شکل فلزی یافت نمی شود: باید از سنگ معدن بوکسیت تصفیه شود. اهمیت مهندسی با چگالی شروع می شود: 2.70 گرم بر سانتی متر مکعب، حدود یک سوم فولاد، همراه با یک لایه اکسید خود ترمیم شونده که اکثر خوردگی جوی را قبل از شروع آن متوقف می کند. قدرت تسلیم از 90 مگاپاسکال برای فلز خالص آنیل شده تا بیش از 570 مگاپاسکال برای آلیاژهای 7xxx عملیات حرارتی شده است. گسترش به همین دلیل است خواص و کاربرد آلومینیوم تعیین تصمیمات مواد در بسته بندی، حمل و نقل، توزیع برق و ماشین سازی.

برای خریداران صنعتی، این عبارت روی پروفیل‌های اکسترود شده قرار می‌گیرد: تیرهای شیار T سری 6xxx که بارها را حمل می‌کنند، قطعات را سوار می‌کنند و قاب ماشین‌ها را می‌سازند. این مقاله داده‌های ویژگی‌هایی را پوشش می‌دهد که انتخاب را هدایت می‌کنند، اینکه چگونه درجه آلیاژ عملکرد را تغییر می‌دهد و این ویژگی‌ها کجا در محصولات واقعی ظاهر می‌شوند.

خواص و کاربردهای آلومینیوم: داده هایی که انتخاب مواد را هدایت می کنند

هفت ویژگی حاکم بر اکثر کاربردهای آلومینیوم صنعتی عبارتند از: چگالی، استحکام تسلیم، مدول الاستیسیته، مقاومت در برابر خوردگی، هدایت حرارتی، هدایت الکتریکی و ضریب انبساط حرارتی.

آلومینیوم خالص نرم و انعطاف پذیر است. 1100 ورق بازده تقریباً 35 مگاپاسکال را بازپخت کرد. آلیاژهای ساختاری این تصویر را تغییر می دهند. مزاج 6061-T6 به استحکام تسلیم 276 مگاپاسکال با 8 تا 10 درصد کشیدگی می رسد، به همین دلیل است که همین آلیاژ هم برای روکش های معماری و هم برای قاب ماشین های سنگین استفاده می شود.

چگونه درجه آلیاژ عملکرد را تغییر می دهد

سری آلیاژ اولین نقطه تصمیم گیری است: 1xxx خلوص و رسانایی را بهینه می کند، 5xxx مقاومت خوردگی دریایی را بهینه می کند و 6xxx تعادل استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و اکسترودپذیری را بهینه می کند.

آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه بر اساس عنصر آلیاژی اصلی خود به سری دسته بندی می شوند. انتخابگر عملی به شکل زیر است:

• 1xxx - 99٪ حداقل آلومینیوم؛ رسانایی IACS تا 61%؛ فویل، کابل، شینه
• 2xxx - اضافات مس؛ بازده 200-400 مگاپاسکال؛ هوا فضا؛ مقاومت در برابر خوردگی ضعیف
• 3xxx - منگنز؛ استوک بدن قوطی نوشیدنی; استحکام و شکل پذیری متوسط
• 5xxx - منیزیم؛ 130-350 مگاپاسکال؛ خدمات دریایی و برودتی؛ کرنش سخت شدنی
• 6xxx - منیزیم به علاوه سیلیکون؛ بازده 170-290 مگاپاسکال در T6. استاندارد اکستروژن
• 7xxx - روی و منیزیم؛ 400-600 مگاپاسکال؛ هوا فضا؛ اکسترود کردن دشوار است

مقایسه آلیاژهای اکستروژن رایج

در خانواده 6xxx، پنج آلیاژ تقریباً هر نیاز قاب بندی T-slot را پوشش می دهند:

6061-T6 پیش‌فرض برای سیستم‌های T-slot صنعتی است زیرا تمیز ماشین‌کاری می‌کند، به خوبی با پرکننده 4043 یا 5356 جوش می‌شود، به طور یکنواخت آنودایز می‌شود و بازدهی 276 مگاپاسکال را با بالاترین حد متوسط ​​نسبت به 6063 ارائه می‌کند. در جایی که اتصالات جوشی بر مسیر بار غالب هستند، 6005A و 6082 ایمن تر هستند.

خواص و کاربردهای آلومینیوم صنعتی: اکستروژن در ماشین سازی

قاب اکستروژن T-slot خواص مکانیکی آلومینیوم را به ساختارهای قابل تنظیم مجدد مانند پایه های ماشین، محفظه های ایمنی، ایستگاه های کاری، تکیه گاه های نوار نقاله و نیمکت های آزمایشگاهی تبدیل می کند که با اتصال دهنده های استاندارد و بدون جوش مونتاژ شده اند.

پروفیل T-slot دارای کانال هایی است که تمام طول خود را دارند که مهره های T، پیچ و مهره و سخت افزار نصب پنل را می پذیرند. این سیستم مدولار است: هر پروفیل برش داده می شود، سوراخ می شود و با براکت های گوشه، گیره ها و پایه های قابل تنظیم متصل می شود. بزرگترین مزیت، پیکربندی مجدد است: یک سلول کاری را می توان از هم جدا کرد و با همان تیرها در یک هندسه جدید بازسازی کرد.

اندازه های سری از ریز پروفیل های سری 15 تا تیرهای سنگین سری 120 اجرا می شوند. سه نمایه اکثریت تقاضای ماشین سازی را پوشش می دهد:

• پروفایل 2020 (20 x 20 میلی متر، شکاف 6 میلی متر) - اتوماسیون کوچک، پایه های حسگر، قاب های آزمایشگاهی
• پروفیل 3030 (30 x 30 میلی متر، شکاف 8 میلی متر) - محافظ نور، وسایل بازرسی، پایه های تست
• پروفیل 4040 (40 × 40 میلی‌متر، شکاف 8 میلی‌متری) - پایه‌های دستگاه، محفظه‌ها، قاب‌های حمل مواد

پروفیل اسلات آلومینیومی 2020، 20x20 میلی‌متر، اسلات 6 میلی‌متری برای قاب‌های سبک این پروفیل جمع و جور سری 20 ترکیبی از سطح مقطع مربع 20 میلی متری با شکاف 6 میلی متری و بدنه 6063-T5 آنودایز شده است. طراحی سبک وزن آن را به یک انتخاب عملی برای محفظه ها، پانل های ابزار و مجموعه های ساختاری کوچک تبدیل می کند. مشاهده محصول →

پروفیل اسلات T 3030 HS-8-3030A با استحکام بالا با دیواره 2.0 میلی متری ضخیم این پروفیل آلومینیومی 6063-T5 با سطح مقطع 30 میلی‌متری و دیوار 2.0 میلی‌متری، ظرفیت تحمل بار و پایداری را بهبود می‌بخشد. اسلات استاندارد T آن از مونتاژ مدولار پشتیبانی می کند و آن را برای قاب های تجهیزات سنگین، محافظ های ایمنی و پشتیبانی های اتوماسیون مناسب می کند. مشاهده محصول →

پروفیل اسلات T ضخیم شده 4040 HS-8-4040B با دیواره 2.5 میلی متری برای بارهای متوسط این پروفیل با یک بخش مربع 40 میلی متر و ضخامت دیواره 2.5 میلی متر، مقاومت فشرده سازی قوی و پوشش آنودایز بادوام را ارائه می دهد. برای قاب‌های اتوماسیون متوسط ​​تا سنگین، نرده‌های محافظ و تکیه‌گاه‌های نوار نقاله‌های باربر مناسب است. مشاهده محصول →

تولیدکنندگان نمایه ای مانند شرکت فناوری صنعت آلومینیوم شانگهای Huishuo، که سه پایگاه تولیدی در شانگهای، آنهویی و جیانگ سو را اداره می کند، طیف کاملی از محصولات را اعمال کرده اند. خواص و کاربرد آلومینیوم به طراحی پروفیل: دیوارهای ضخیم برای بارهای سنگین، شکاف های عریض برای سخت افزارهای بزرگتر، آنودایز دو رنگ برای ساختمان های آرایشی، و هندسه های بسیار سنگین برای فریم های اتوماسیون با بار بالا.

درمان سطحی: متغیر پنهان در عمر خدمات

درمان های سطحی آلومینیوم را از یک ماده اسکلت فلزی خالی به اجزایی که در برابر سایش مقاوم است، عایق الکتریکی است، رنگ را کنترل می کند و با الزامات تماس با غذا یا اتاق تمیز مطابقت دارد، گسترش می دهد.

آلومینیوم اکسترود شده دارای یک لایه اکسید طبیعی به ضخامت تقریبی 2-4 نانومتر است. این فیلم برای استفاده در داخل خانه کافی است، اما محیط های صنعتی نیاز به یک لایه مهندسی دارند:

سندبلاست قبل از آنودایز کردن یا پوشش دادن، خطوط قالب اکستروژن را حذف می کند و یک بافت مات یکنواخت ایجاد می کند که چسبندگی پوشش را بهبود می بخشد و تنوع سطح را پنهان می کند. برای فریم های فضای باز، پوشش پودری روی یک پیش تصفیه کرومات یا زیرکونیوم مسیر استاندارد است، با عمر مفید 20 ساله مستند در نمای ساختمان.

خواص و کاربردهای آلومینیوم: سوالات متداول