Malzeme Mühendisliği Notları, Endüstriyel Çerçeveleme Serisi
Yaklaşık 480 santigrat derecede ekstrüzyona tabi tutulan ve durgun havada soğutulan bir 6063-T5 çubuğu, yalnızca 2,70 g/cm3 (çeliğin yoğunluğunun yaklaşık üçte biri) ağırlığındayken 145MPa civarında bir akma dayanımına ulaşır. Bu iki sayı, makine tabanlarını, korumaları, iş istasyonlarını ve konveyör yapılarını kapsayan endüstriyel çerçeveleme projelerindeki kararların çoğunu açıklamaktadır. Ancak alüminyum alaşım özellikleri hiçbir zaman veri sayfasında tek bir sayı değildir. Bunlar güç, ağırlık, korozyon direnci, iletkenlik ve üretilebilirlik arasındaki bir dizi ödünleşimdir ve yanlış denge, yük altında sapan bir çerçeve veya ıslak bir atölyede lekelenen bir yüzey olarak hızla ortaya çıkar. Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd.'de profil seçimi görüşmeleri bu özelliklerden başlar, çünkü kalıp aşamasında seçilen alaşım ve temper aşağıdaki her şeye karar verir: duvar kalınlığı seçenekleri, yük sınıfı, yüzey kalitesi ve nihai maliyet. Bu kılavuz önemli olan özellikleri ortaya koyar, yaygın alaşım ailelerini gerçek rakamlarla karşılaştırır ve bu rakamları pratik bir sipariş kontrol listesine dönüştürür.
Endüstriyel Profil Alıcıları için Alüminyum Alaşım Özellikleri Ne Anlama Geliyor?
Alüminyum alaşımı özellikleri, belirli bir alaşımın yoğunluk, mukavemet, korozyon direnci, iletkenlik ve işlenebilirlik dahil olmak üzere belirli bir uygulamada hayatta kalıp kalmayacağına karar veren ölçülebilir özellikleridir.
Saf alüminyum yumuşak ve esnektir; folyo ve iletken kablolar için idealdir ancak yük taşıyan bir çerçeve için neredeyse işe yaramaz. Alaşım bunu değiştirir. Kontrollü magnezyum, silikon, bakır, manganez veya çinko ilaveleri, doğru çalışma ve ısıl işlemle birleştiğinde, nihai çekme mukavemetini ticari saflık 1100'de kabaca 90 MPa'dan 7075-T6'da yaklaşık 570MPa'ya yükseltirken yoğunluk neredeyse tüm aralıkta 2,70 g/cm3'e yakın kalır.
Tanım. Alüminyum alaşımı, saf alüminyumun sağladığının ötesinde mukavemeti, şekillendirilebilirliği ve korozyon direncini artırmak için en yaygın olarak magnezyum, silikon, bakır, manganez veya çinko gibi bir veya daha fazla elementin kontrollü ilavesiyle birleştirilmiş alüminyumdur.
- Yoğunluk ve dayanıklılık/ağırlık oranı. Çoğu dövme alaşımın ağırlığı 2,68 ila 2,81 g/cm3 arasındadır, bu nedenle alüminyum çerçeve eşdeğer çelik yapının üçte biri kadar ağırlığa sahiptir.
- Mekanik mukavemet. Verim mukavemeti, tavlanmış 1100 için kabaca 35MPa'dan 7075-T6 için 500MPa'ya kadar uzanır; ısıl işleme tabi tutulabilir 6xxx kaliteleri, çoğu çerçeveleme projesinin ihtiyaç duyduğu 145 ila 270 MPa bandını kapsar.
- Korozyon direnci. Yalnızca birkaç nanometre kalınlığındaki doğal oksit film, çizilmeden birkaç dakika sonra yeniden oluşarak alüminyuma nemli ve dış mekan hizmetlerinde kendine özgü dayanıklılığını kazandırır.
- Isı ve elektrik iletkenliği. Tipik 6xxx alaşımları yaklaşık 200 W/mK ısı aktarır ve soğutucular, baralar ve kapalı elektronikler için yeterli olan yaklaşık yüzde 55 IACS taşır.
- İşlenebilirlik. ASM International'ınkiler gibi metal el kitapları, alüminyumu ekstrüzyona tabi tutması, şekillendirmesi ve işlemesi en kolay mühendislik metalleri arasında sayar; karmaşık T-yuvası kesitlerinin ekonomik kalmasının nedeni tam olarak budur.
- Yüzey işlemine yanıt. Eloksallama, doğal filmi 5 ila 25 mikrometrelik özel bir katmana dönüştürerek aşınma direnci, renk seçenekleri ve fabrika ortamları için sağlam bir yüzey ekler.
2,70 gr/cm3
6xxx profillerinin tipik yoğunluğu
570MPa
Tepe çekme mukavemeti, 7075-T6
%55
6063-T5'in IACS iletkenliği
Karşılaştırılan Alüminyum Alaşım Özellikleri: 6063 vs 6061 vs 7075
Endüstriyel T kanallı çerçeveleme için pratik karar, standart profiller için 6063'e ve daha yüksek yüklerin veya ağır CNC işlemenin söz konusu olduğu durumlarda 6061'e düşer.
Dört haneli tanımlama ana alaşım elementini belirtir: 1xxx ticari saflığı, 2xxx bakırı, 3xxx manganez, 5xxx magnezyumu, 6xxx magnezyum artı silikonu ve 7xxx çinkoyu belirtir. Her aile öngörülebilir bir şekilde ekstrüzyona karşı dayanıklılığa karşı pazarlık yapar ve aşağıdaki tablo tipik oda sıcaklığı değerlerini toplar.
Yaygın olarak kullanılan dövme alaşımlar için yaklaşık tipik oda sıcaklığı değerleri; Kesin sınırlar standarda, ürün formuna ve kesit kalınlığına bağlıdır | Alaşım ve öfke | Ana alaşım elementleri | Çekme mukavemeti | Verim gücü | Yoğunluk | Tipik kullanım |
| 1100-O | Minimum yüzde 99,0 Al | 90 ila 130 MPa | 35 MPa | 2,71 gr/cm3 | Folyo, kimyasal ve gıda ekipmanları |
| 5052-H32 | Yüzde 2,5 Mg | 230 MPa | 195MPa | 2,68 gr/cm3 | Sac metal, denizcilik ve nakliye parçaları |
| 6063-T5 | Mg 0,45 ila 0,9, Si 0,2 ila 0,6 | 185MPa | 145 MPa | 2,70 gr/cm3 | T-yuvası profilleri, mimari çerçeveleme |
| 6061-T6 | Mg 0,8 ila 1,2, Si 0,4 ila 0,8 | 310 MPa | 270 MPa | 2,70 gr/cm3 | Yapısal parçalar, CNC ile işlenmiş bileşenler |
| 7075-T6 | Zn 5,1 ila 6,1, Mg 2,1 ila 2,9, Cu 1,2 ila 2,0 | 570MPa | 500 MPa | 2,81 gr/cm3 | Havacılık ve yüksek stresli takımlar |
Bir proje bu iki 6 serisi iş makinesi arasında yer aldığında, belirleyici faktörler baskı-söndürme tepkisi ve işleme hacmidir. Bunları ayrıntılı olarak karşılaştırıyoruz. 6061 ve 6063 teknik seçim kılavuzu .
Alaşım ve Temperlemeye Göre Tipik Nihai Çekme Dayanımı
Genel alaşım veri sayfalarından derlenen tipik orta sınıf rakamlar
Paket servis
Mukavemet alaşım içeriğini takip ederken ekstrüde edilebilirlik saflığı takip eder. 7075-T6, 6063-T5'in kabaca üç katı çekme mukavemeti sağlar, ancak çinko ve bakır içeriği, T-kanallı kalıbın ince, karmaşık kaburgaları için bunu ortadan kaldırır ve 2,81 g/cm3 yoğunluğu, ağırlık avantajının bir kısmını sessizce geri verir.
Neden Isıl İşlem Görebilen 6 Serisi Alaşımlar Endüstriyel Ekstrüzyona Hakim Oluyor?
6xxx ailesi, endüstriyel ekstrüzyona hakimdir çünkü magnezyum ve silikon, ısıl işleme tepki veren Mg2Si çökelir, böylece alaşım, 450 ila 500 santigrat derece sıcaklıkta karmaşık kalıpları itecek kadar yumuşak kalırken gerçek bir güç kazanır.
Metal, kalıbı yumuşak bırakır ve önümüzdeki birkaç saat içinde olacaklar, alüminyum alaşımının nihai özelliklerini belirler. T5 temperlemede profil, basınçlı hava ile preste soğutulur ve daha sonra eskitilir, bu da uzun, ince çerçeve elemanlarında distorsiyonu düşük tutar. T6 temperinde profil suyla söndürülür ve kabaca 180 santigrat derecede yapay olarak yaşlandırılır; bu, mukavemeti artırır ancak aynı zamanda daha fazla artık gerilimi de kilitler; bu, ince duvarlarda gerçek bir husustur.
6063-T5
- Pres çıkışında cebri hava soğutması
- Doğal veya tek aşamalı yapay yaşlandırma
- Yaklaşık 185 MPa çekme, 145 MPa verim
- Düşük bozulma, T yuvalı profiller için standart seçim
6063-T6
- Su söndürme, ardından 180 santigrat dereceye yakın yaşlanma
- Yaklaşık 240 MPa çekme, 215 MPa verim
- T5'ten yaklaşık yüzde 20 ila 30 daha güçlü
- Yüksek yüklü çerçeveler ve işlenmiş parçalar için tercih edilir
Bu nedenle standart aralık endüstriyel alüminyum ekstrüzyon profilleri Uzman bir fabrikadan gelen bu parçanın neredeyse tamamı 6063 üzerine inşa edilmiş olup, 6061'i ağır yapısal elemanlar ve CNC ile işlenmiş plakalar için ayrılmıştır.
Öfke, satın alma siparişinde bir dipnot değildir. T5 ve T6 aynı kütükten ve aynı kalıptan başlar ve soğutma yolu tek başına akma mukavemetini yüzde 30'a kadar artırır.
Alüminyum Alaşım Özelliklerinin Duvar Kalınlığı ve Yük Sınıfıyla Eşleştirilmesi
Alaşım ve temper sabitlendikten sonra duvar kalınlığı ve seri boyutu, yük kapasitesinin, sertliğin ve maliyetin ayarlanması için pratik kaldıraçlar haline gelir.
Aynı dış boyutlara sahip iki 4040 profil, 2,0 mm'lik ekonomik bir duvardan 3,2 mm'lik yüksek mukavemetli bir duvara kadar duvar kalınlığında yüzde 60'tan fazla farklılık gösterebilir. Sapma, kesitin eylemsizlik momenti tarafından yönetilir, böylece daha kalın duvar, aynı yük altında belirgin şekilde daha uzun süre hizada kalır.
HS-8-4040F 2.0mm Duvarlı Ekonomik 4040 T Yuvalı Alüminyum Profil 40x40 mm kesiti, 2,0 mm duvarı ve 8,2 mm yuvasıyla bu ekonomik profil, maliyete duyarlı yapılara uygundur. Yakınlarda tartışılan daha kalın duvarlı 4040 çeşitleriyle tezat oluşturuyor ve hafif çerçeveler için bütçe dostu bir seçenek sunuyor. Ürünü Görüntüle → 
HS-8-4040D Yüksek Mukavemetli 4040 Profil, 3,2mm Kalınlaştırılmış Duvar Bu 3,2 mm duvarlı 4040 profil, 1,88 kg/m ağırlığındadır ve ağır yükler altında bükülmeye karşı dayanıklıdır; bu da yukarıda açıklanan daha kalın duvar avantajını doğrudan gösterir. Deliksiz tasarımı, özel ağır hizmet çerçeveleri için esnek delme olanağı sağlar. Ürünü Görüntüle → Yuva genişliği de önemlidir: 10,2 mm genişliğindeki bir yuva, 6 mm'lik bir yuvadan daha ağır somun ve cıvatalar taşır; bu nedenle 45 ve 50 serisi profiller, çoğu geniş açıklıklı ve ekstra ağır hizmet tipi yapıları sabitler. Terazinin diğer ucunda laboratuvarlar ve hafif muhafazalar, ham kapasite yerine ağırlığa ve temiz kullanıma öncelik veriyor; ince duvarlı 3030 çeşitleri de bu noktada yerini alıyor.
HS-8-3030QL Laboratuvar Yapıları için Hafif 3030 T Yuvalı Profil 1,4 mm duvarla yalnızca 0,58 kg/m ağırlığı olan bu 30x30 mm profil, ağırlık tasarrufunun ve temiz kullanımın maksimum yük kapasitesinden daha önemli olduğu, yakınlarda bahsedilen hafif laboratuvar ve muhafaza uygulamalarına uygundur. Ürünü Görüntüle → %60
Aynı 4040 dış profilin ekonomik ve yüksek mukavemetli versiyonları arasında et kalınlığı dağılımı ve seri değiştirmeden yük rezervi eklemenin en hızlı yolu.
- Bir kataloğu açmadan önce yükü, aralığı ve çalışma ortamını tanımlayın.
- Standart çerçeveleme için varsayılan olarak 6063-T5; Yükler veya işleme talepleri arttığında T6 veya 6061-T6'ya yükseltin.
- Seriyi yalnızca dış boyuta göre değil, yuva genişliğine ve yük sınıfına göre seçin.
- Bu serideki sapma hedefinizi hâlâ karşılayan en hafif duvar kalınlığını seçin.
- Geç bitirme kararları yeniden işlemenin yaygın bir nedeni olduğundan, profille aynı anda eloksallı gümüş veya siyahı belirtin.
Alüminyum Alaşım Özellikleri Hakkında Sıkça Sorulan Sorular
Alüminyum alaşımlarının temel özellikleri nelerdir?
Başlıca özellikleri, yaklaşık 2,70 g/cm3 seviyesinde düşük yoğunluk, seriye ve tempere bağlı olarak kabaca 90 ila 570 MPa arasında çekme mukavemeti, kendi kendini onaran oksit filmden kaynaklanan güçlü korozyon direnci, yüksek termal ve elektrik iletkenliği ve mükemmel ekstrüde edilebilirlik ve işlenebilirliktir.
Endüstriyel T-slot profilleri için hangi alüminyum alaşımı en iyisidir?
T5 veya T6 temperli 6063, endüstrinin varsayılanıdır çünkü ince, hassas yuvalara temiz bir şekilde ekstrüzyon yapar ve eşit şekilde anotlanır. 6061-T6, yüksek yüklü çerçeveler ve önemli ölçüde CNC işleme gerektiren parçalar için ileri düzey bir seçimdir.
6063-T5 ile 6063-T6 arasındaki fark nedir?
Her ikisi de aynı ekstrüzyonla başlar. T5, preste havayla soğutulur ve yaşlandırılarak yaklaşık 185 MPa çekme mukavemetine ulaşırken T6, suyla söndürülerek yapay olarak yaşlandırılarak yaklaşık 240 MPa'ya ulaşır. İnce kesitlerde T6 ile bu ödün biraz daha yüksek distorsiyon riskidir.
Eloksal kaplama alüminyumun mekanik özelliklerini değiştirir mi?
Hayır. Eloksallama, yüzeyi, korozyon direncini ve yüzey sertliğini artıran 5 ila 25 mikrometrelik bir oksit tabakasına dönüştürür, ancak profilin kütle mukavemetini değiştirmez.
Sonuç olarak
Rakamlarla belirtmek işe yarar: 2,70 g/cm3 yoğunluk, 6xxx ailesinde 145 ila 270 MPa verim bandı ve 5 ila 25 mikrometre anodik film, endüstriyel çerçeveleme kararlarının çoğunu kapsar.
