Vlastnosti a použitie hliníka: Technická príručka k zliatinám a výliskom

Hliník je najrozšírenejším kovom v zemskej kôre (8,2 % hmotnosti), no nikdy sa nenachádza v kovovej forme: musí sa rafinovať z bauxitovej rudy. Technický význam začína hustotou: 2,70 g/cm3, asi jedna tretina ocele, v kombinácii so samoliečiteľnou vrstvou oxidu, ktorá zastaví väčšinu atmosférickej korózie skôr, ako začne. Medza klzu sa pohybuje od 90 MPa pre žíhaný čistý kov do viac ako 570 MPa pre tepelne spracované zliatiny 7xxx. To šírenie je dôvod vlastnosti a použitie hliníka rozhodovať o materiáloch pri balení, preprave, elektrickej distribúcii a výrobe strojov.

Pre priemyselných nákupcov táto fráza pristane na extrudovaných profiloch: T-drážkové nosníky série 6xxx, ktoré prenášajú zaťaženie, montujú komponenty a stavajú rámy strojov. Tento článok sa zaoberá údajmi o vlastnostiach, ktoré riadia výber, ako stupeň zliatiny posúva výkon a kde sa tieto vlastnosti vyskytujú v skutočných produktoch.

Vlastnosti a použitie hliníka: Údaje, ktoré riadia výber materiálu

Sedem vlastností, ktorými sa riadi väčšina priemyselných aplikácií hliníka, sú hustota, medza klzu, modul pružnosti, odolnosť proti korózii, tepelná vodivosť, elektrická vodivosť a koeficient tepelnej rozťažnosti.

Čistý hliník je mäkký a tvárny; žíhaný 1100 hárok má výťažnosť približne 35 MPa. Štrukturálne zliatiny menia tento obraz. Tvrdenie 6061-T6 dosahuje medzu klzu 276 MPa s 8-10% predĺžením, čo je dôvod, prečo rovnaká zliatina slúži ako na architektonické obklady, tak aj na ťažké rámy strojov.

Ako trieda zliatiny posúva výkon

Séria zliatin je prvým rozhodovacím bodom: 1xxx optimalizuje čistotu a vodivosť, 5xxx optimalizuje odolnosť proti morskej korózii a 6xxx optimalizuje rovnováhu pevnosti, odolnosti proti korózii a vytlačovateľnosti.

Tvárnené hliníkové zliatiny sú zoskupené do sérií podľa ich hlavného legujúceho prvku. Praktický volič vyzerá takto:

• 1xxx - minimálne 99 % hliníka; až 61% vodivosť IACS; fólie, káble, prípojnice
• 2xxx - medené prísady; 200-400 MPa výťažok; letectvo; slabá odolnosť proti korózii
• 3xxx - mangán; Nápojové plechovky; stredná pevnosť a tvarovateľnosť
• 5xxx - horčík; 130-350 MPa; námorná a kryogénna služba; deformovateľné
• 6xxx - horčík plus kremík; 170-290 MPa výťažok v T6; štandard extrúzie
• 7xxx - zinok a horčík; 400-600 MPa; letectvo; ťažké vytlačiť

Porovnanie bežných extrúznych zliatin

V rámci rodiny 6xxx päť zliatin pokrýva takmer všetky potreby rámovania T-drážok:

6061-T6 je predvolená pre priemyselné systémy s T-drážkami, pretože obrába čisto, dobre sa zvára s plnivom 4043 alebo 5356, eloxuje rovnomerne a poskytuje výťažnosť 276 MPa s miernou prémiou oproti 6063. Tam, kde na kozmetickom eloxovaní záleží najviac, 6063 alebo 6060 poskytuje hladší povrch; tam, kde v dráhe zaťaženia dominujú zvárané spoje, sú 6005A a 6082 bezpečnejšie.

Vlastnosti a použitie priemyselného hliníka: Výlisky v strojárstve

Extrudované rámovanie s T-drážkou premieňa mechanické vlastnosti hliníka na rekonfigurovateľné štruktúry, ako sú základne strojov, bezpečnostné kryty, pracovné stanice, podpery dopravníkov a laboratórne lavice, zmontované so štandardnými spojovacími prvkami a bez zvárania.

Profil T-drážok má kanály prebiehajúce po celej dĺžke, ktoré prijímajú T-matice, skrutky a hardvér na montáž na panel. Systém je modulárny: každý profil je vyrezaný, vyvŕtaný a spojený rohovými konzolami, klinmi a nastaviteľnými nožičkami. Najväčšou výhodou je rekonfigurovateľnosť: pracovná bunka sa dá rozobrať a prestavať na novú geometriu s rovnakými nosníkmi.

Sériové veľkosti siahajú od 15-sériových mikroprofilov až po 120-sériové vysokovýkonné nosníky. Tri profily pokrývajú väčšinu dopytu po strojárstve:

• Profil 2020 (20 x 20 mm, 6 mm drážka) - malá automatika, stojany na senzory, laboratórne rámy
• Profil 3030 (30 x 30 mm, štrbina 8 mm) - svetelná ochrana, kontrolné prípravky, testovacie stojany
• Profil 4040 (40 x 40 mm, štrbina 8 mm) - podstavce strojov, kryty, rámy na manipuláciu s materiálom

2020 hliníkový profil s drážkou v tvare T, 20 x 20 mm, 6 mm drážka pre svetelné rámy Tento kompaktný profil série 20 kombinuje 20 mm štvorcový prierez so 6 mm drážkou a eloxované telo 6063-T5. Jeho ľahká konštrukcia z neho robí praktickú voľbu pre kryty, prístrojové panely a malé konštrukčné zostavy. Zobraziť produkt →

HS-8-3030A vysokopevnostný 3030 profil s drážkou v tvare T s 2,0 mm hrubšou stenou Tento hliníkový profil 6063-T5 s 30 mm prierezom a 2,0 mm stenou ponúka zlepšenú nosnosť a stabilitu. Jeho štandardná T-drážka podporuje modulárnu montáž, vďaka čomu je vhodná pre rámy ťažkých zariadení, bezpečnostné kryty a podpery automatizácie. Zobraziť produkt →

HS-8-4040B zahustený profil 4040 s drážkou v tvare T s 2,5 mm stenou pre stredne ťažké zaťaženie So 40 mm štvorcovým prierezom a hrúbkou steny 2,5 mm poskytuje tento profil silnú odolnosť proti stlačeniu a trvácny eloxovaný povrch. Je vhodný pre stredne ťažké rámy automatizácie, ochranné oplotenia a nosné podpery dopravníkov. Zobraziť produkt →

Výrobcovia profilov, ako je Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd., ktorá prevádzkuje tri výrobné základne v Šanghaji, Anhui a Jiangsu, použili celý rad vlastnosti a použitie hliníka na profilový dizajn: zosilnené steny pre veľké zaťaženie, široké štrbiny pre väčší hardvér, dvojfarebné eloxovanie pre kozmetické konštrukcie a mimoriadne odolné geometrie pre vysoko zaťažené automatizačné rámy.

Povrchová úprava: Skrytá premenná v životnosti

Povrchové úpravy rozširujú hliník z holého kovového rámového materiálu na komponent, ktorý odoláva opotrebovaniu, elektricky izoluje, kontroluje farbu a spĺňa požiadavky na kontakt s potravinami alebo čisté priestory.

Ako extrudovaný hliník nesie prírodný oxidový film hrubý približne 2-4 nm. Táto fólia je dostatočná na použitie v interiéri, ale priemyselné prostredie si vyžaduje technickú vrstvu:

Pieskovanie pred eloxovaním alebo poťahovaním odstraňuje línie vytláčacej hubice a vytvára jednotnú matnú textúru, ktorá zlepšuje priľnavosť náteru a skryje povrchové variácie. Pre vonkajšie rámy je štandardným postupom práškové lakovanie na chrómovú alebo zirkónovú predúpravu s 20-ročnou životnosťou dokumentovanou na fasádach budov.

Vlastnosti a použitie hliníka: Často kladené otázky