Алюминиевые сплавы:основные материалы для автомобильной, аэрокосмической и других отраслей

Алюминий — это распространенный и популярный металл, который встречается повсюду и используется в потрясающе широком спектре деталей и продуктов:автомобильные детали, аэрокосмические компоненты, лодочное и морское оборудование, бытовая электроника, включая смартфоны, детали промышленного оборудования, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, список можно продолжить. .

Инженеры и дизайнеры продукции часто обращаются к алюминию и многим его сплавам для разработки как прототипов, так и конечных деталей в различных отраслях промышленности. В этом посте мы рассмотрим, почему алюминий так распространен, почему существует так много алюминиевых сплавов, а также кратко рассмотрим основные сплавы, которые мы используем в Protolabs.

Алюминиевые сплавы часто используются для быстродействующих автомобильных компонентов, таких как этот металлический кронштейн.

Почему алюминий так популярен?

Алюминий имеет высокое отношение прочности к весу, что делает его легким, но прочным и гибким. Он также доступен по цене, устойчив к коррозии и хорошо работает во множестве областей применения.

Алюминиевые сплавы часто используются в автомобилях из-за универсальности материала. Способность алюминия к формованию и коррозионная стойкость облегчают работу с ним и его форму, но его структурная прочность отвечает наиболее важным требованиям, предъявляемым к кузовам автомобилей. Прочность важна, но кузова автомобилей должны быть легкими, доступными в производстве, устойчивыми к ржавчине и иметь привлекательные качества, которые ищут потребители, такие как исключительные характеристики отделки поверхности. Алюминий прекрасно отвечает всем требованиям.

То же самое относится и к аэрокосмическим деталям. Алюминиевые сплавы часто являются предпочтительным материалом для аэрокосмических конструкций и востребованы в технике, опять же из-за коррозионно-стойких свойств алюминия и высокой прочности. По сравнению со сталью это более легкий вариант и идеальный материал для широкого спектра компонентов самолетов и аэрокосмических приложений.

Облегчение является основной потребностью как в автомобильной, так и в аэрокосмической промышленности.

В автомобилях облегчение помогает снизить выбросы и соответствовать повышенным стандартам экономии топлива.

В аэрокосмической отрасли использование алюминиевых сплавов резко снижает вес самолета, поскольку он значительно легче стали, что позволяет самолету либо нести больший вес, либо повышать эффективность использования топлива. Например, ожидается, что снижение веса Боинга 787 на 20% приведет к повышению эффективности использования топлива на 10–12%. В связи с этим существует множество общих применений в аэрокосмической отрасли, многие из которых, но не все, из металла:топливные форсунки, теплообменники, коллекторы, турбонасосы, компоненты потока жидкости и газа, конформные охлаждающие каналы, крепежные детали и многое другое.

Почему так много металлических сплавов?

Алюминий, как чистый элемент, обладает многими полезными свойствами. Однако сам по себе алюминий может быть недостаточно прочным для использования или цели с высокой долговечностью. Соответственно, алюминий можно комбинировать с другими элементами для образования сплавов, более прочных и пригодных для промышленного применения.

И что означают все эти цифры в названии сплава? Элементы серии алюминия обозначаются четырьмя числовыми цифрами, где первая цифра представляет собой основной легирующий элемент, вторая цифра указывает на модификацию конкретного сплава, а третья и четвертая цифры представляют собой произвольные номера, присвоенные конкретным сплавам в серии.

---

Материал	Процесс	Прочность на растяжение	Удлинение	Твердость
Ал 6061-T651	Фрезерование с ЧПУ  Токарная обработка с ЧПУ  Изготовление листового металла	40 тысяч фунтов на квадратный дюйм  (276 МПа)	17 %	Вес 95  10/500
Ал 7075-T651	Фрезерование с ЧПУ  Токарная обработка с ЧПУ	83 фунтов на квадратный дюйм  (572 МПа)	11 %	Вес 85  10/500
Ал 5052-H32	Листовой металл  Изготовление	33,34 фунтов на квадратный дюйм  (228 МПа)	12 %	60 тяжеловесов
Алюминий (AlSi10Mg)	3D-печать:DMLS  Высокое разрешение (20 мкм)	39 фунтов на квадратный дюйм  (268 МПа)	15 %	42 рубля
Алюминий (AlSi10Mg)	3D-печать:DMLS  Обычное разрешение (30 мкм)	50 фунтов на квадратный дюйм  (345 МПа)	8 %	59 руб.
Алюминий (AlSi10Mg)	3D-печать:DMLS  Большой формат (40 мкм)	43 тыс.фунтов/кв.дюйм  (296 МПа)	10 %	50 рупий

---

Ал 6061 

---

Наиболее часто используемый алюминиевый сплав в Protolabs, Al 6061, используется для обработки с ЧПУ и изготовления листового металла. Обычно его выбирают там, где требуется сварка или пайка, или из-за его высокой коррозионной стойкости во всех состояниях. Формуемость превосходна в состоянии О и хороша в состоянии Т4. Он используется для автомобильных запчастей, лодок и морского снаряжения, мебели, бытовой электроники и многого другого.

Ал 7075  

---

Этот сплав добавляет в смесь хром для обеспечения хорошей стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением. Этот сплав идеально подходит для деталей аэрокосмической промышленности, велосипедного оборудования, туристического и спортивного снаряжения из-за его легкости, но прочности.

Ал 5052 

---

Этот сплав, используемый в нашем подразделении по производству листового металла, обладает хорошей обрабатываемостью, очень хорошей коррозионной стойкостью, высокой усталостной прочностью, свариваемостью и умеренной прочностью. Это делает его идеальным для использования в топливных/масляных магистралях самолетов, топливных баках, других транспортных зонах, приборах и осветительных приборах, проволоке и заклепках.

AlSi10Mg

---

Основа нашего процесса прямого лазерного спекания металла (DMLS) для 3D-печати, он сравним со сплавом серии 3000, который используется в процессах литья и литья под давлением. Он имеет хорошее отношение прочности к весу, высокую термостойкость и коррозионную стойкость, а также хорошую усталостную прочность, ползучесть и прочность на разрыв. AlSi10Mg также обладает свойствами теплопроводности и электропроводности. Окончательные детали, изготовленные из AlSi10Mg, получают приложение для снятия напряжения.

---

По вопросам, связанным с алюминиевыми сплавами, другими материалами или любыми другими производственными услугами Protolabs, обращайтесь к инженеру по приложениям по электронной почте [email protected] или по телефону 877-479-3680.