L'alluminio puro e le leghe di alluminio sono entrambi ampiamente utilizzati nella produzione industriale, ma vengono selezionati per requisiti prestazionali diversi.L'alluminio puro contiene circa il 99% o più di alluminio, mentre le leghe di alluminio contengono alluminio combinato con elementi come magnesio, silicio, manganese, rame o zinco per migliorare resistenza, durezza, resistenza alla corrosione o altre proprietà.
In termini semplici,L'alluminio puro è generalmente preferito per la conduttività, la resistenza alla corrosione e l'eccellente formabilità, mentre la lega di alluminio viene selezionata quando è richiesta una maggiore resistenza meccanica, durezza o prestazioni strutturali.
Cos'è l'alluminio puro?
L'alluminio puro si riferisce ai gradi di alluminio commercialmente puri, presenti principalmente nelserie 1xxx, inclusi 1050, 1060, 1070 e 1100.
Questi gradi contengono circa il 99% o più di alluminio. Poiché contengono relativamente pochi elementi leganti, hanno un'eccellente conduttività elettrica e termica, una buona resistenza alla corrosione e un'eccellente formabilità.
Per esempio,1100 alluminiocontiene almeno il 99,0% di alluminio ed è comunemente utilizzato per componenti-di trasferimento del calore, applicazioni elettriche, pentole, prodotti per l'illuminazione, apparecchiature chimiche e imballaggi.
L'alluminio puro non è necessariamente "morbido" in ogni condizione. Gli stati per lavorazione a freddo-come l'H14 ne aumentano la resistenza rispetto allo stato ricotto O, pur mantenendo prestazioni di formatura utili.
Cos'è la lega di alluminio?
La lega di alluminio è l'alluminio combinato con quantità controllate di altri elementi per ottenere proprietà ingegneristiche specifiche.
Le famiglie di leghe comuni includono:
- Serie 2xxx:leghe di alluminio-rame, generalmente utilizzate dove è richiesta un'elevata resistenza.
- Serie 3xxx:leghe di alluminio-manganese, che offrono buona formabilità e resistenza alla corrosione.
- Serie 5xxx:leghe di alluminio-magnesio, note per la buona resistenza alla corrosione e saldabilità.
- Serie 6xxx:leghe di alluminio-magnesio-silicio, che offrono un'utile combinazione di robustezza, resistenza alla corrosione e lavorabilità.
- Serie 7xxx:leghe di alluminio-zinco, sviluppate per applicazioni ad altissima resistenza.
Anche il carattere è importante. Per esempio,6061-T6ha una resistenza sostanzialmente superiore a 6061-O perché T6 è una condizione trattata termicamente.
Alluminio puro vs lega di alluminio
| Proprietà | Alluminio puro (ad es.. 1060/1100) | Lega di alluminio (ad es.. 6061/7075) |
|---|---|---|
| Contenuto di alluminio | 99.0-99.99% | Circa il 90-99% |
| Forza | Basso (trazione 1100-O 75-110 MPa) | Alto (6061-T6 310 MPa; 7075-T6 circa 570 MPa) |
| Formabilità | Eccellente | Da buono a moderato (dipende dal carattere) |
| Conduttività elettrica | Alto (circa 62% IACS per 1100) | Inferiore |
| Resistenza alla corrosione | Eccellente | Buono (dipende dalla serie) |
| Costo | Inferiore | Superiore (lega + lavorazione) |
Le proprietà meccaniche variano in modo significativo con la lega, la tempra e lo spessore. Pertanto, gli acquirenti dovrebbero utilizzare lo standard del materiale applicabile e il certificato di prova del mulino anziché fare affidamento su un unico valore di resistenza generico.
Differenza di forza
Una delle maggiori differenze tra l’alluminio puro e la lega di alluminio è la resistenza meccanica.
Esempi tipici illustrano la differenza:
1100-O:resistenza relativamente bassa ma eccellente formabilità.
1100-H14:resistenza superiore a 1100-O a causa dell'incrudimento.
5052-H32:significativamente più resistente dell'alluminio commercialmente puro pur mantenendo una buona resistenza alla corrosione e saldabilità.
6061-T6:comunemente usato quando è richiesta una maggiore resistenza strutturale.
7075-T6:fornisce una resistenza molto elevata per applicazioni aerospaziali esigenti e-ad alte prestazioni.
L'esatta resistenza alla trazione e allo snervamento dipendono dallo standard applicabile, dalla condizione e dallo spessore del prodotto.
Conducibilità elettrica e termica
L'alluminio puro generalmente ha una conduttività elettrica più elevata rispetto alla maggior parte delle leghe di alluminio perché gli elementi leganti interferiscono con il movimento degli elettroni.
Questo è il motivo1050, 1060 e 1100 alluminiosono spesso presi in considerazione per conduttori elettrici, componenti-per il trasferimento di calore e altre applicazioni in cui la conduttività è importante.
Quando la resistenza meccanica diventa più importante della conduttività, una lega di alluminio può fornire una soluzione ingegneristica complessiva migliore.
Formabilità e fabbricazione
L'alluminio commercialmente puro ha un'eccellente duttilità ed è relativamente facile da piegare, laminare, imbutire, stampare e formare.
Ciò rende l'alluminio della serie 1xxx- adatto per:
Componenti-imbutiti
Pentole
Riflettori
Parti- dello scambiatore di calore
Materiali di imballaggio
Prodotti decorativi
Fabbricazione generale di lamiere-metalliche
Si possono formare anche leghe di alluminio, ma le prestazioni variano considerevolmente a seconda della lega e dello stato d'animo. Uno stato d'animo morbido O è generalmente più facile da formare rispetto a uno stato indurito o trattato termicamente-.
Per un progetto che prevede piegature estese o imbutiture profonde, la lega, lo stato d'animo, il raggio minimo di curvatura e lo spessore devono essere confermati prima della produzione.
Resistenza alla corrosione
L'alluminio puro sviluppa naturalmente un sottile strato di ossido quando esposto all'aria. Questo strato di ossido fornisce una protezione efficace contro molti ambienti atmosferici.
Molte leghe di alluminio hanno anche una buona resistenza alla corrosione, ma le loro prestazioni variano.
Per esempio:
5052 e 5083sono comunemente selezionati per ambienti marini e corrosivi a causa della loro forte resistenza alla corrosione.
6061fornisce un buon equilibrio tra robustezza e resistenza alla corrosione per applicazioni strutturali.
7075offre una resistenza molto elevata, ma il suo comportamento alla corrosione e i requisiti di protezione della superficie devono essere considerati attentamente in ambienti difficili.
Pertanto, "la lega di alluminio ha una resistenza alla corrosione inferiore rispetto all'alluminio puro" è un'affermazione troppo ampia. Le prestazioni effettive dipendono dalla lega specifica, dallo stato d'animo, dall'ambiente e dal trattamento superficiale.
Applicazioni industriali
Applicazioni delle leghe di alluminio
Le leghe di alluminio sono preferite quando le prestazioni meccaniche sono importanti.
Automotive:ruote, componenti del telaio, pannelli della carrozzeria, componenti delle sospensioni e componenti selezionati del motore.
Aerospaziale:componenti strutturali di aeromobili, accessori e altre parti-ad alta resistenza. Leghe e stati specifici per il settore aerospaziale devono essere selezionati in base alle esigenze di progetto.
Costruzione:telai di porte e finestre, sistemi di facciate-facciate continue, profili strutturali e componenti architettonici.
Marino:5052, 5083 e altre leghe adatte della serie 5xxx- sono ampiamente utilizzate per scafi, serbatoi, ponti e strutture marine selezionati.
Applicazioni in alluminio puro
L'alluminio puro è particolarmente utile quando la conduttività, la formabilità o la resistenza alla corrosione sono più importanti dell'elevata resistenza.
Elettrica ed elettronica:conduttori, fogli di condensatori, componenti-per il trasferimento di calore e alloggiamenti selezionati.
Confezione:fogli, contenitori, imballaggi alimentari e altri prodotti formati.
Trasferimento di calore:scambiatori di calore, radiatori e componenti termici.
Illuminazione e decorazione:riflettori, componenti di lampade, pannelli decorativi e prodotti lucidati.
Attrezzature chimiche e industriali:serbatoi, condotti e componenti fabbricati selezionati in cui l'ambiente operativo è compatibile con il materiale.
Quale dovresti scegliere?
La scelta dovrebbe basarsi sui requisiti ingegneristici primari piuttosto che semplicemente sul prezzo del materiale.
Scegli l’alluminio commercialmente puro quando:
L'elevata conduttività elettrica è importante.
È richiesta un'eccellente formabilità.
La resistenza alla corrosione è una priorità.
L'applicazione non richiede elevata resistenza strutturale.
Il basso costo del materiale è importante.
Scegli la lega di alluminio quando:
Sono richiesti carichi di trazione e snervamento più elevati.
Il materiale porterà carichi strutturali.
È necessaria una maggiore durezza o resistenza all'usura.
È necessaria una costruzione strutturale leggera.
Requisiti prestazionali specifici giustificano la legatura e il trattamento termico.
Per esempio,1100 o 1060 possono essere appropriati per prodotti conduttivi o altamente formabili, 3003 per componenti formati per uso generico-, 5052/5083 per applicazioni resistenti alla corrosione-, 6061 per componenti strutturali e 7075 dove è richiesta una resistenza molto elevata.
Costo e sostenibilità
L'alluminio puro può avere un costo di lega inferiore perché contiene meno elementi aggiuntivi. Tuttavia, il prezzo del materiale più basso non significa necessariamente il costo totale del progetto più basso.
Una lega di alluminio che fornisce una resistenza sostanzialmente maggiore può consentire al progettista di ridurre lo spessore del materiale o il peso del componente. Al contrario, l'utilizzo di una lega ad alta-resistenza laddove non è necessaria può aumentare i costi del materiale e della lavorazione.
Sia l’alluminio primario che quello riciclato possono essere riciclati ripetutamente. L’energia richiesta per produrre alluminio riciclato è sostanzialmente inferiore a quella richiesta per la produzione di alluminio primario, rendendo l’alluminio un materiale importante per la produzione circolare.
Acquistare alluminio: cosa specificare?
Per ottenere un preventivo accurato dell'alluminio, gli acquirenti dovrebbero fornire qualcosa di più del semplice "alluminio puro" o "lega di alluminio".
Le informazioni chiave per l'acquisto includono:
Lega:come 1060, 1100, 3003, 5052 o 6061.
Temperare:come O, H14, H32 o T6.
Forma del prodotto:lamiera, piastra, bobina, tubo, barra o estrusione.
Dimensioni:spessore × larghezza × lunghezza o diametro esterno × spessore della parete.
Norma applicabile:ASTM, EN, GB/T o specifica del cliente.
Requisito di superficie:finitura del mulino, lucidata, anodizzata, verniciata o altro trattamento.
Quantità:peso totale e/o quantità per taglia.
Requisiti di ispezione:MTC, analisi chimiche, test meccanici o ispezione-di terze parti.
Confezione:imballaggi per l'esportazione, pallet, protezione dall'umidità e requisiti di carico.
Destinazione:porto di destinazione o luogo di consegna.
GNEE fornisce entrambiprodotti in alluminio e leghe di alluminio commercialmente puri, con molteplici leghe, stati, dimensioni e opzioni di lavorazione personalizzate. Per gli ordini di progetto, i clienti possono confermare la disponibilità dei materiali, le tolleranze dimensionali, la documentazione di ispezione, l'imballaggio e i tempi di consegna prima della produzione.
Guida alla selezione rapida
| Requisito | Direzione consigliata |
|---|---|
| Massima formabilità | 1050 / 1060 / 1100 |
| Alta conduttività elettrica | 1050 / 1060 / 1100 |
| Formatura-per scopi generici | 3003 |
| Resistenza alla corrosione marina | 5052 / 5083 |
| Resistenza strutturale | 6061-T6 e leghe 6xxx idonee |
| Resistenza molto elevata | 7075 e leghe 7xxx idonee |
| Complessità del materiale più bassa | Serie 1xxx-alluminio puro |
Il giusto grado di alluminio è determinato dalla combinazione richiesta di robustezza, formabilità, conduttività, resistenza alla corrosione, metodo di lavorazione e costo.Se fornisci l'applicazione e lo spessore e le dimensioni richiesti, GNEE può consigliare una lega e uno stato d'animo adatti e preparare un preventivo basato sulle specifiche effettive.
