Een praktische gids voor veelgebruikte aluminiumlegeringen voor de bewerking van CNC-onderdelen, waaronder 6061, 5052, 7075, 2024, 5083, 6063 en spuitgietaluminium. Vergelijk de bewerkbaarheid, sterkte, corrosiebestendigheid, anodiseerprestaties en typische toepassingen om de juiste aluminiumkwaliteit voor uw CNC-onderdelen te kiezen.
Aluminiumlegeringen behoren tot de meest gebruikte materialen bij de bewerking van CNC. Er bestaan echter veel verschillende kwaliteiten, en de eigenschappen kunnen per serie aanzienlijk verschillen. Gangbare aluminiumlegeringen worden doorgaans ingedeeld in de 1xxx- tot en met de 7xxx-serie, naast de spuitgietaluminiumlegeringen.
Deze kwaliteiten bevatten meer dan 99,5% aluminium en worden in wezen beschouwd als commercieel zuiver aluminium.
Kenmerken: Zeer zacht, gemakkelijk te buigen, te vormen en te polijsten, met een uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid. Omdat het materiaal echter zo zacht is, heeft het de neiging om tijdens de bewerking aan snijgereedschap vast te kleven. Ook kan het afvoeren van spanen lastig zijn, en zijn dunwandige onderdelen gevoelig voor vervorming.
Typische toepassingen: Koellichamen, elektrische componenten, decoratieve panelen, reflecterende onderdelen en producten waarvoor een glanzende geanodiseerde afwerking vereist is.
Beperkingen: Zeer lage sterkte, waardoor het ongeschikt is voor toepassingen waarbij het materiaal belast wordt.
Koper is het belangrijkste legeringselement. Na warmtebehandeling kunnen deze legeringen een zeer hoge sterkte bereiken. Ze worden op grote schaal gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en worden vaak aangeduid als aluminium van ruimtevaartkwaliteit.
Bewerkingseigenschappen: Het materiaal is hard genoeg om soepel te kunnen snijden en produceert zuivere, gemakkelijk af te breken spanen, waarbij de slijtage van het gereedschap matig is. Aluminium uit de 2xxx-serie heeft echter een relatief slechte corrosiebestendigheid en kan in vochtige omgevingen problemen veroorzaken.
Ook de anodiseerresultaten zijn over het algemeen slecht, waardoor deze legeringen doorgaans niet worden gekozen wanneer een esthetische anodisering vereist is. Bovendien kan warmtebehandeld materiaal aanzienlijke interne restspanning bevatten. Het wordt aanbevolen om het materiaal vóór de nabewerking spanningsvrij te maken; anders kan het onderdeel kromtrekken of vervormen.
Typische toepassingen: Structuuronderdelen voor vliegtuigen, gereedschappen en opspanningen, mechanische onderdelen met hoge sterkte en onderdelen voor defensietoepassingen.
Beperkingen: Geringe weerstand tegen vocht en corrosie, met minder geschikte opties voor oppervlakteafwerking.
Mangaan is het belangrijkste legeringselement. Deze legeringen hebben een uitstekende corrosiebestendigheid, maar kunnen niet worden versterkt door middel van een warmtebehandeling.
Bewerkingseigenschappen: Het materiaal is relatief buigzaam en kan tijdens de bewerking aan snijgereedschap blijven kleven, waardoor de spaanafvoer minder efficiënt verloopt. De sterkte is matig tot laag, maar de corrosiebestendigheid is uitstekend. Door anodiseren kan bovendien een gelijkmatige en aantrekkelijke oppervlakteafwerking worden verkregen.
Typische toepassingen: Behuizingen voor watertanks, behuizingen voor buitenapparatuur, plaatwerkonderdelen en drukvaten.
Silicium is het belangrijkste legeringselement. Deze legeringen staan bekend om hun lage thermische uitzettingscoëfficiënt en goede slijtvastheid. De 4xxx-serie wordt voornamelijk gebruikt voor gietstukken en lastoepassingen, terwijl geëxtrudeerd materiaal relatief zeldzaam is.
Bewerkingseigenschappen: Siliciumdeeltjes zijn uiterst hard en kunnen aanzienlijke slijtage aan snijgereedschap veroorzaken. Vaak zijn PCD-diamantgereedschappen of snijgereedschappen nodig die speciaal voor aluminium zijn ontworpen.
Profielen uit de 4xxx-serie worden zelden gebruikt bij de bewerking van CNC. In de meeste gevallen wordt de bewerking van CNC uitgevoerd als een secundaire afwerkingsbewerking op gegoten halffabricaten.
Typische toepassingen: Zuigers, slijtvaste glijonderdelen en lasvulmaterialen.
Magnesium is het belangrijkste legeringselement. De 5xxx-serie behoort tot de meest corrosiebestendige aluminiumlegeringen en kan niet door middel van warmtebehandeling worden versterkt.
Bewerkingseigenschappen: Deze legeringen zijn relatief taai en buigzaam, en hebben de neiging om aan snijgereedschap te blijven kleven. Ook kunnen er na de nabewerking gereedschapssporen op het oppervlak achterblijven.
De 5xxx-serie biedt echter uitstekende lasbaarheid en zeer goede anodisatieresultaten. 5083 biedt een hogere sterkte dan de meeste andere legeringen uit de 5xxx-serie en is zeer geschikt voor constructieonderdelen van dikke platen.
Typische toepassingen: Apparatuurbehuizingen, elektronische behuizingen, scheepsonderdelen, montagestructuren voor zonnepanelen en decoratieve onderdelen. Voor behuizingen van aluminium die met een CNC-machine zijn bewerkt, is 5052 een van de meest gekozen materialen.
De 6xxx-serie is de meest gebruikte familie van aluminiumlegeringen bij de bewerking van CNC. Magnesium en silicium zijn de belangrijkste legeringselementen. Deze legeringen kunnen een warmtebehandeling ondergaan, bijvoorbeeld tot de T6-toestand, en bieden een goede balans tussen sterkte, taaiheid, bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid en kosten.
6061 biedt een uitstekende bewerkbaarheid, heeft relatief weinig neiging om aan snijgereedschap te blijven kleven, biedt een goede maatvastheid en maakt het gemakkelijker om nauwe toleranties te handhaven. Het levert bovendien consistente resultaten op na het anodiseren.
Het kan worden gebruikt voor vrijwel elk algemeen CNC-gefreesd aluminium onderdeel.
Typische toepassingen: Automatiseringsbevestigingen, modulebeugels, flenzen en diverse precisie-constructieonderdelen. Tenzij er een specifieke materiaaleis geldt, is 6061 doorgaans een veilige en kosteneffectieve keuze.
6063 wordt voornamelijk gebruikt voor geëxtrudeerde aluminiumprofielen. Het is zachter dan 6061 en kan tijdens de bewerking iets meer de neiging hebben om vast te kleven, maar het levert na het anodiseren een uitstekend oppervlak op.
Typische toepassingen: Aluminium kozijnen, sierlijsten en machinaal bewerkte onderdelen vervaardigd uit geëxtrudeerde profielen.
6063 is over het algemeen niet de beste keuze voor precisieonderdelen waarbij veel materiaal moet worden weggewerkt.
6082 bevat relatief hoge gehaltes aan magnesium en silicium en biedt een hogere sterkte dan veel andere legeringen uit de 6xxx-serie, in combinatie met een goede slijtvastheid en trillingsbestendigheid.
Typische toepassingen: Componenten voor zware constructietoepassingen, onderdelen voor bouw- en industriële machines, en steunplaten voor matrijzen of gietvormen.
Zink is het belangrijkste legeringselement. Na een warmtebehandeling tot bijvoorbeeld de toestanden T6 of T73 kunnen deze legeringen een extreem hoge sterkte bereiken.
Bewerkingseigenschappen: Aluminium uit de 7xxx-serie is hard, laat zich soepel verspanen en produceert schone, goed gebroken spanen. Tijdens de bewerking komt er echter meer warmte vrij, waardoor voldoende koelvloeistof van essentieel belang is.
Deze legeringen kunnen ook aanzienlijke interne restspanningen bevatten. Na de voorbewerking wordt vaak aangeraden om, vóór de nabewerking, een spanningsverlichtings- of stabilisatieproces uit te voeren om het risico op vervorming van het werkstuk te verminderen.
De corrosiebestendigheid is niet zo goed als die van aluminium uit de 5xxx- of 6xxx-serie. Geanodiseerde oppervlakken zien er bovendien vaak donkerder uit, waardoor harde anodisatie vaak wordt toegepast voor functionele doeleinden.
Typische toepassingen: Lucht- en ruimtevaartonderdelen, drone-constructies, matrijzen en stempels, hoogwaardige opspanningen en raceonderdelen.
Beperkingen: Hoge materiaalkosten en een relatief slechte corrosiebestendigheid.
Deze legeringen hebben een relatief hoog siliciumgehalte. De onderdelen worden eerst door middel van spuitgieten vervaardigd, waarna voornamelijk CNC-bewerking wordt toegepast voor precisiefrezen, boren, tappen en andere nabewerkingen.
Uitdagingen bij de machinale bewerking: Harde siliciumdeeltjes versnellen de slijtage van snijgereedschap. Gietstukken kunnen bovendien porositeit, holtes en andere gietfouten vertonen.
Anodiseren in natuurlijke kleur is over het algemeen niet geschikt, omdat het hoge siliciumgehalte en de gietstructuur kunnen leiden tot een ongelijkmatig of onaantrekkelijk oppervlak. Daarom wordt vaker gebruikgemaakt van lakken, poedercoaten of andere coatingprocessen.
Typische producten: Motorbehuizingen, klephuizen en spuitgietonderdelen voor kleine huishoudelijke apparaten.
| Toepassing | Aanbevolen leerjaren | Beschrijving |
|---|---|---|
| Hoge warmtegeleiding / warmteafvoer | 1070 / 6101 | Hoge thermische geleidbaarheid, geschikt voor koellichamen en componenten voor warmtebeheer. |
| Reflecterende onderdelen met spiegelafwerking | 1060 | Zeer zuiver aluminium dat na polijsten een hoge reflectie kan bereiken. |
| Slijtvaste onderdelen | 4032 / 7068 | Geschikt voor glijonderdelen, zuigers en andere toepassingen waarbij slijtvastheid vereist is. |
| Gelaste constructies | 5083 / 6061 | Goede lasbaarheid en goede constructieve stabiliteit. |
| Serie | Typische cijfers | Kracht | Bewerkbaarheid | Anodiseren | Corrosiebestendigheid | Typische toepassingen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1xxx — Zuiver aluminium | 1060 / 1070 | Zeer laag | Slecht; heeft de neiging om aan gereedschap te blijven kleven | Stralend, prachtige uitstraling | Goed | Koellichamen, decoratieve onderdelen |
| 2xxx — Hoogwaardig aluminium | 2024 | Hoog | Goed | Slecht | Slecht | Zeer sterke onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart |
| 3xxx — Corrosiebestendig aluminium | 3003 | Laag tot matig | Redelijk; een beetje plakkerig | Goed | Uitstekend | Buitenbehuizingen |
| 5xxx — Aluminium-magnesium | 5052 / 5083 | Matig | Redelijk; merkbaar vastlopen van het gereedschap | Goed | Uitstekend | Apparatuur en behuizingen voor elektronische apparatuur |
| 6xxx — Aluminium voor algemene doeleinden | 6061-T6 | Gemiddeld tot hoog | Uitstekend | Consistent | Goed | Bevestigingsmaterialen en precisie-constructieonderdelen |
| 7xxx — Ultrasterk aluminium | 7075-T6 | Zeer hoog | Goed, maar leidt tot meer slijtage van het gereedschap | Donkerdere afwerking | Matig | Lucht- en ruimtevaartonderdelen en zware bevestigingsmiddelen |
| Gegoten aluminium | A383 / A380 | Laag tot matig | Schuurmiddel voor snijgereedschap | Over het algemeen ongeschikt | Matig | Nabewerking van spuitgietonderdelen |
Deel uw tekening, materiaal, tolerantiedoel of toepassingsvraag. Ons engineeringteam kan de bewerkingsroute bekijken en een praktische volgende stap voorstellen.
Materiaalgids
Aluminiumlegeringen worden onderverdeeld in drie hoofdcategorieën: gewalste aluminiumlegeringen, gegoten aluminiumlegeringen en gesmede aluminiumlegeringen. Tot de gewalste legeringen behoren de...
Artikel lezenVerspaningstechnologie
De indeling van een flexibele productielijn wordt in hoge mate bepaald door de geometrie van het werkstuk, het referentiepunt voor de overdracht, de beschikbare ruimte in de fabriek, de volgorde van de bewerkingen en de productiedoelstelling. In deze handleiding worden...
Artikel lezenVerspaningstechnologie
Het CNC-boren corrigeert eerdere fouten in de boorgaten en voldoet tegelijkertijd aan strenge eisen op het gebied van afmetingen, geometrie en oppervlakteafwerking. In deze handleiding wordt uitgelegd wanneer ruwboren, halffinishboren, ...
Artikel lezenEen flexibele productielijn verbindt bewerkingsmachines, gereedschappen, materiaaltransport, hulpapparatuur en besturingssystemen met elkaar rond een bepaalde familie van onderdelen. Dit...
Artikel lezen
