Aluminiumlegeringen in op maat gemaakt mechanisch ontwerp – Belangrijke materialen, eigenschappen en toepassingen

Kernvoordelen van aluminiumlegeringen in op maat gemaakt mechanisch ontwerp

• Lichtgewicht en hoge sterkte : Met een dichtheid van ongeveer 2,7 g/cm³ heeft aluminium slechts een derde van de dichtheid van staal. Door middel van legering en warmtebehandeling kan echter de sterkte aanzienlijk worden verbeterd, waardoor lichtgewicht apparatuur kan worden ontwikkeld zonder afbreuk te doen aan de structurele integriteit.
• Uitstekende Corrosiebestendigheid : Op het oppervlak van aluminiumlegeringen vormt zich op natuurlijke wijze een dichte oxidefilm die inherent bescherming biedt tegen oxidatie, zuren en basen. Deze eigenschap maakt hen geschikt voor gebruik in extreme omgevingen zoals vochtigheid en chemische blootstelling.
• Superieure verwerkbaarheid : Aluminiumlegeringen zijn zeer vervormbaar en kunnen worden bewerkt door middel van gieten, extrusie, walsen, lassen en machinaal bewerken. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk complexe vormen en structuren te creëren, afgestemd op de uiteenlopende ontwerpeisen van speciaalmachines.
• Efficiënte thermische en elektrische geleidbaarheid : Tweede slechts na koper in thermische geleidbaarheid, zijn aluminiumlegeringen ideaal voor de productie van warmteafvoercomponenten zoals radiatoren en heatsinks. Hun goede elektrische geleidbaarheid maakt hen ook geschikt voor elektrische en elektronische onderdelen.
• Diverse opties voor oppervlaktebehandeling : Aluminiumlegeringen kunnen worden onderworpen aan anodisatie, elektroforese, poedercoating, zandstralen en hardanodisatie. Deze behandelingen verbeteren niet alleen de slijtvastheid en corrosieweerstand, maar verhogen ook de esthetische uitstraling van producten.

Veelgebruikte aluminiumlegeringstypen en hun toepassingen in op maat gemaakt mechanisch ontwerp

1. 5052 Aluminiumlegering – De kampioen op het gebied van corrosieweerstand

• Belangrijke eigenschappen : Als een Al-Mg-legering is 5052 een toonaangevende aluminiumlegering met uitstekende corrosieweerstand. Het beschikt over uitzonderlijke weerstand tegen zeewatercorrosie, hoge vermoeidingssterkte en uitstekende vervormbaarheid, waardoor het gemakkelijk te buigen, te stansen en te lassen is.
• Typische oppervlaktebehandelingen : Anodisering (voor verbeterde corrosieweerstand), chemische nikkelplating (om de oppervlaktehardheid en esthetiek te verhogen), zandstralen (voor een mat finish) en elektroforesecoating (voor een combinatie van corrosiebescherming en decoratief effect).
• Warmtebehandeling : Het kan worden gegloeid (O-toestand) om de vervormbaarheid te verbeteren of worden gestabiliseerd na koudvervorming (H32-toestand). Opmerkelijk is dat het niet kan worden versterkt door warmtebehandeling.
• Toepassingen : Ideaal voor plaatmetaaldelen die corrosieweerstand vereisen, zoals behuizingen voor maritieme apparatuur, scheepscomponenten, binnenpanelen voor voertuigen en elektrische behuizingen. Het presteert uitzonderlijk goed in vochtige en corrosieve omgevingen.

2. 6061 Aluminiumlegering – De allrounder

• Belangrijke eigenschappen : 6061 is een veelgebruikte geëxtrudeerde aluminiumlegering met een goed evenwicht in prestaties. Het biedt matige sterkte, uitstekende bewerkbaarheid, goede corrosieweerstand en uitstekende resultaten bij anodisatie, waardoor het een veelzijdige keuze is voor diverse toepassingen.
• Typische oppervlaktebehandelingen : Anodisatie (verkrijgbaar in kleuren zoals zilver, grasgroen, koningsblauw en zwart), chemisch polijsten (voor een spiegelafwerking), zandgestraalde anodisatie (voor een egale matte afwerking) en galvaniseren (om hardheid en slijtvastheid te verbeteren).
• Warmtebehandeling : T6-behandeling (oplossingswarmtebehandeling + kunstmatige veroudering) voor maximale sterkte, T4-behandeling (natuurlijke veroudering) en gloeien om verwerkingsspanningen te elimineren.
• Toepassingen : Geschikt voor toepassingen waarbij zowel sterkte als kwaliteit vereist zijn, zoals frames voor robotarmen, structurele onderdelen van geautomatiseerde apparatuur, fietsframes en basisstructuren voor precisie-instrumenten.

3. 6063 Aluminiumlegering – De specialist voor profielen

• Belangrijke eigenschappen : 6063 is de meest gebruikte legering voor aluminiumprofielen. Het kenmerkt zich door uitstekende extrusieprestaties, waardoor profielen met complexe dwarsdoorsneden kunnen worden geproduceerd. Het biedt ook goede resultaten bij oppervlaktebehandeling en corrosieweerstand.
• Typische oppervlaktebehandelingen : Anodisatie (standaardbehandeling voor profielen), elektroforesecoating (veel gebruikt voor profielen), poedercoating (diverse kleuren en goede weerstandsvermogen tegen weersinvloeden) en houtnerftransfer (decoratieve behandeling).
• Warmtebehandeling : T5-behandeling (kunstmatig verouderen na extrusie) voor algemene sterkte-eisen, en T6-behandeling voor hogere sterkte-eisen.
• Toepassingen : Ideaal voor industriële aluminiumprofielconstructies, beschermende afdekkingen voor apparatuur, bouwdeuren en -vensters, en displayrekken die complexe dwarsdoorsneden en een aantrekkelijk uiterlijk vereisen.

4. 7075 Aluminiumlegering – De vertegenwoordiger voor ultra-hoogwaardige sterkte

• Belangrijke eigenschappen : 7075 is een van de sterkste commerciële aluminiumlegeringen, met een sterkte die in de buurt komt van staal. Het vertoont uitstekende vermoeiingsweerstand, maar slechte corrosieweerstand, wat oppervlaktebescherming vereist bij de meeste toepassingen.
• Typische oppervlaktebehandelingen : Hardanodisatie (om de oppervlaktehardheid aanzienlijk te verbeteren), micro-arc oxidatie (vorming van een keramische laag voor slijt- en corrosieweerstand), verzinken/chroomplating (voor zware corrosiebescherming) en epoxycoating (integratie van bescherming en decoratie).
• Warmtebehandeling : T6-behandeling voor maximale sterkte, T73-behandeling om de weerstand tegen spanningscorrosie te verbeteren, en T76-behandeling voor weerstand tegen exfoliatiecorrosie.
• Toepassingen : Ontworpen voor hoge sterkte-eisen, zoals lucht- en ruimtevaartcomponenten, hoogwaardige sportuitrusting, belangrijke robotonderdelen en matrijzen.

5. 2A12 Aluminiumlegering – De traditionele optie met hoge sterkte

• Belangrijke eigenschappen : 2A12 is een vroege hoge-sterkte duraluminiumlegering. Het biedt hoge sterkte en goede warmtebestendigheid, maar heeft slechte corrosieweerstand en gemiddelde lasprestaties.
• Typische oppervlaktebehandelingen : Anodisatie (verplicht voor corrosiebescherming), chemische geleidende oxidatie (geschikt voor elektrische onderdelen) en spuiten (een economische en praktische beschermingsmethode).
• Warmtebehandeling : Oplossingsglans + natuurlijke veroudering (T4-toestand) en oplossingsglans + kunstmatige veroudering (T6-toestand).
• Toepassingen : Gebruikt in traditionele hoogsterkte toepassingen, zoals vliegtuigstructuren, hoogsterkte frames en dragende onderdelen.

Belangrijke principes voor het kiezen van aluminiumlegeringen bij maatwerk mechanisch ontwerp

• Bedrijf omgeving : Voor corrosieve omgevingen heeft u voorkeur voor 5052 of 6061; voor droge omgevingen zijn 2A12 of 7075 geschikte opties; voor langdurig gebruik buitenshuis kiest u 6061 of 6063 vanwege hun weerstandsvermogen tegen weersinvloeden.
• Sterkte-eisen : Algemene constructies kunnen 6061 of 6063 gebruiken; constructies met hoge sterkte vereisen 2A12; toepassingen met zeer hoge sterkte vereisen 7075; constructies die bestand moeten zijn tegen schokken profiteren van 6061.
• Verwerkingsmethoden : Geëxtrudeerde profielen worden het best gemaakt van 6063 of 6061; plaatwerkonderdelen zijn geschikt voor 5052 of 6061; smeedstukken werken goed met 7075 of 2A12; machinaal bewerkte onderdelen zijn ideaal voor 6061 of 7075.
• Kostenoverwegingen : Voor kostengevoelige projecten worden 6063 of 5052 verkozen; 6061 biedt de beste prijs-kwaliteitverhouding; 7075 is geschikt voor toepassingen waarbij prestaties voorrang hebben; 2A12 is een betrouwbare keuze voor traditionele toepassingen.

Conclusie