ترکیب آلیاژ آلومینیوم موضوعی است که ما هر روز با آن سر و کار داریم. به عنوان یک تولید کننده پروفیل آلومینیوم، می بینیم که چگونه چند دهم درصد منیزیم یا سیلیکون می تواند یک فلز نرم را به یک پروفیل ساختاری قوی تبدیل کند. در این مقاله توضیح میدهیم که ترکیب آلیاژ آلومینیوم به چه معناست، عناصر آلیاژی بیشتر از همه مهم هستند، سریهای متداول چگونه متفاوت هستند و چگونه ترکیب مناسبی را برای اجزای ساختمانی، خورشیدی، خودرویی و صنعتی انتخاب کنیم.
ترکیب آلیاژ آلومینیوم به درصد آلومینیوم و عناصر اضافه شده عمدی در یک آلیاژ مشخص اشاره دارد. آلومینیوم خالص انعطاف پذیر، سبک وزن و مقاوم در برابر خوردگی است، اما مقاومت مکانیکی نسبتاً کمی دارد. با افزودن عناصری مانند سیلیکون، منیزیم، مس، منگنز و روی، سازندگان آلیاژهایی با ترکیبات خاصی از استحکام، شکل پذیری، جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی ایجاد می کنند. ترکیب به طور معمول بر حسب درصد وزنی بیان می شود و کنترل دقیق برای اکستروژن و تکمیل ثابت ضروری است.
هر عنصر در آلیاژ آلومینیوم وظیفه ای دارد که باید انجام دهد. برخی استحکام را بهبود می بخشند، برخی ساختار دانه را اصلاح می کنند و برخی به سادگی قابلیت ریخته گری را بهبود می بخشند. جدول زیر متداول ترین عناصر آلیاژی را که با آنها کار می کنیم خلاصه می کند.
| عنصر | % Wt معمولی | مشارکت اصلی | سری رایج |
|---|---|---|---|
| سیلیکون (سی) | 0.2-13٪ | نقطه ذوب را کاهش می دهد؛ قابلیت ریخته گری را بهبود می بخشد. با منیزیم برای استحکام، Mg2Si را تشکیل می دهد | 4000، 6000 |
| منیزیم (Mg) | 0.2-5.5٪ | استحکام محلول جامد را اضافه می کند. مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری را بهبود می بخشد | 5000، 6000 |
| مس (مس) | 0.1-6.3٪ | قدرت و ماشین کاری را افزایش می دهد. مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد | 2000، 7000 |
| منگنز (منگنز) | 0.1-1.5٪ | استحکام و میزان کار سخت شدن را بهبود می بخشد | 3000 |
| روی (روی) | 1-8٪ | تقویت کننده اصلی سری 7000 وقتی با منیزیم و مس ترکیب شود | 7000 |
| کروم (کروم) | 0.1-0.4٪ | ساختار دانه را کنترل می کند. مقاومت تنش - خوردگی را بهبود می بخشد | 5000، 6000, 7000 |
| آهن (آهن) | 0.1-0.8٪ | معمولاً ناخالصی؛ استحکام را افزایش می دهد اما شکل پذیری را کاهش می دهد | همه |
| تیتانیوم (Ti) | 0.01-0.2٪ | ساختار دانه را در طول ریخته گری اصلاح می کند | همه |
این عناصر به ندرت به تنهایی کار می کنند. به عنوان مثال، در آلیاژهای سری 6000، منیزیم و سیلیکون با یکدیگر ترکیب می شوند تا فاز Mg2Si را ایجاد کنند که مسئول افزایش استحکام پس از عملیات حرارتی است. به همین دلیل است که ترکیب در هنگام ریخته گری بیلت بسیار کنترل می شود.
آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه با توجه به عنصر آلیاژی اصلی خود به سری تقسیم می شوند. این سری نشانهای سریع از رفتار آلیاژ و کاربردهای مناسب میدهد. در مقابل، آلیاژهای ریخته گری در قالب ذوب می شوند و محتوای سیلیکون آنها برای بهبود سیالیت می تواند تا 13 درصد باشد.
سری 1000 دارای حداقل محتوای آلومینیوم 99٪ است. مقاومت در برابر خوردگی، رسانایی الکتریکی و هدایت حرارتی عالی، اما استحکام کم دارد. کاربردهای معمولی شامل شینه های الکتریکی، تجهیزات شیمیایی و مبدل های حرارتی است.
مس افزودنی اصلی در سری 2000 است. این آلیاژها قابل عملیات حرارتی هستند و به استحکام بالایی دست می یابند که آنها را در هوافضا و قطعات خودرو با کارایی بالا ارزشمند می کند. تعادل در برابر خوردگی کمتر است، بنابراین پوشش های محافظ اغلب مورد نیاز است.
منگنز افزودنی اصلی در سری 3000 است. بدون کاهش قابل توجه شکل پذیری، استحکام را افزایش می دهد. این آلیاژها در ورق های سقف، پره های مبدل حرارتی و بدنه قوطی های نوشیدنی رایج هستند.
سیلیکون نقطه ذوب را کاهش می دهد و سیالیت را در هنگام ریخته گری بهبود می بخشد. برخی از آلیاژهای سری 4000 به عنوان مواد پرکننده جوش استفاده می شود، در حالی که نسخه های ریخته گری در اجزای موتور و سایر اشکال پیچیده ظاهر می شوند.
منیزیم عنصر اصلی آلیاژی در سری 5000 است. این آلیاژها دارای جوش پذیری خوب و مقاومت فوق العاده در برابر خوردگی آب دریا هستند که باعث محبوبیت آنها در محیط های دریایی، مخازن تحت فشار و ساخت مخازن می شود.
سری 6000 ترکیبی از منیزیم و سیلیکون است و ستون فقرات صنعت اکستروژن آلومینیوم است. آلیاژهایی مانند 6060، 6063 و 6061 قابل عملیات حرارتی هستند، به راحتی اکسترود می شوند و تعادل عالی بین استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و کیفیت سطح را ارائه می دهند. به عنوان مثال، 6063 معمولاً حاوی 0.2-0.6٪ سیلیکون و 0.45-0.9٪ منیزیم است، در حالی که 6061 مس و کروم را برای استحکام بالاتر اضافه می کند. اگر می خواهید در مورد نحوه رفتار یک آلیاژ اکستروژن معمولی بیشتر بدانید، ما راهنمای اکستروژن 6063-T5 جزئیات را پوشش می دهد.
سری 7000 از روی به عنوان عنصر اصلی، اغلب با منیزیم و مس استفاده می کند. این آلیاژهای آلومینیوم با بالاترین استحکام هستند و در هوافضا، قاب دوچرخه و سازههای تصادف خودرو که در آن جذب انرژی حیاتی است استفاده میشود.
| سری | عناصر اصلی | ویژگی های کلیدی | برنامه های کاربردی معمولی |
|---|---|---|---|
| 1000 | ≥99٪ Al | رسانایی بالا، استحکام کم | تجهیزات الکتریکی، شیمیایی |
| 2000 | مس | استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی کمتر | هوافضا، خودرو |
| 3000 | Mn | استحکام متوسط، شکل پذیری خوب | سقف، مبدل های حرارتی |
| 4000 | Si | نقطه ذوب پایین، ریخته گری خوب | سیم جوش، قطعات ریخته گری |
| 5000 | Mg | مقاومت در برابر خوردگی عالی | دریایی، تانک ها |
| 6000 | Mg، Si | استحکام خوب، اکسترودپذیری، تکمیل | معماری، خورشیدی، خودرو |
| 7000 | روی، منیزیم، مس | استحکام بسیار بالا | هوا فضا، اجزای سقوط |
از تجربه ما در کارگاه، ترکیب فقط یک مشخصات نظری نیست. کل زنجیره تولید را تحت تاثیر قرار می دهد. در زیر مهمترین اثرات عملی که ما نظارت می کنیم آورده شده است.
به همین دلیل است که ما اصرار داریم گواهیهای بیلت تأیید شده و بررسیهای شیمیایی داخلی را قبل از تولید انجام دهیم. یک انحراف کوچک در ترکیب می تواند باعث تفاوت قابل مشاهده در ظاهر سطح یا عملکرد مکانیکی شود.
هنگامی که مشتریان از ما مشاوره می خواهند، ما همیشه محیط خدمات، خواص مکانیکی مورد نیاز و پوشش سطح مورد نظر را بررسی می کنیم. آلیاژ مناسب باعث صرفه جویی در هزینه و جلوگیری از خرابی زودرس می شود.
برای پنجره ها، درها، دیوارهای پرده، لوورها و نرده های بالکن، ما معمولاً 6063-T5 یا 6060-T5 را توصیه می کنیم. این آلیاژها سطحی تمیز برای پوشش پودری یا آنودایز کردن، مقاومت در برابر آب و هوای خوب و دقت ابعادی قابل اعتماد ارائه می دهند. پروفیل های پنجره ترمال بریک ما نمونه ای معمولی از این خانواده آلیاژی در استفاده روزانه است.
پروفیل پنجره آلومینیومی محفظه ترمال بریک این پروفیل های چند محفظه با نوارهای ترمال بریک PA66 GF25 انتقال حرارت را کاهش می دهند و از شیشه های دوجداره یا Low-E برای سیستم های پنجره ای کم مصرف پشتیبانی می کنند. مشاهده محصول → قاب های پنل خورشیدی و براکت های نصب در معرض باران، رطوبت و چرخه حرارتی قرار دارند. ما به آلیاژهای 6005A و 6063 برای ترکیب سختی، مقاومت در برابر خوردگی و وزن سبک متکی هستیم. برای قاب های خورشیدی، ترکیب همچنین باید تحمل های محکمی را ایجاد کند تا پانل به مدت 25 سال یا بیشتر مهر و موم بماند.
قاب پانل های خورشیدی آلومینیومی قاب های سبک وزن و مقاوم در برابر خوردگی با دقت ابعادی دقیق برای استفاده طولانی مدت در فضای باز و مونتاژ سریع پانل های خورشیدی در طول عمر طولانی. مشاهده محصول → در وزن سبک خودرو، جعبه های تصادف، سینی باتری، تیرهای سپر و محفظه موتور نیاز به جذب انرژی و استحکام بالایی دارند. بسته به جزء، از آلیاژهای سری 6000 یا سری 7000 با مقاومت بالا استفاده می کنیم. این ترکیب نحوه تغییر شکل پروفیل در برخورد و حفظ عملکرد خنک کننده مورد نیاز را تعیین می کند. برای نگاهی عمیق تر به پروفیل های تیر ضربه ای، صفحه ما را در اینجا ببینید پروفیل های جعبه تصادف آلومینیومی .
پروفیل آلومینیومی جعبه تصادف خودرو پروفیل های آلومینیومی با استحکام بالا مهندسی شده برای جذب انرژی ضربه از طریق تغییر شکل کنترل شده، به ایمنی خودرو کمک می کند و در عین حال وزن کلی را کاهش می دهد. مشاهده محصول → ترکیب آلیاژ آلومینیوم پلی بین فلز خام و عملکرد نهایی است. چه در حال طراحی یک قاب پنجره، یک سیستم نصب خورشیدی یا یک قطعه ایمنی خودرو باشید، درک نقش هر عنصر به شما کمک می کند تا تصمیمات بهتری بگیرید. در فناوری مواد جدید آلومینیوم هوی، ما هر روز از این دانش برای استخراج پروفیل هایی که نیازهای مهندسی واقعی را برآورده می کنند، استفاده می کنیم.