Практическое руководство по распространенным алюминиевым сплавам для обработки на станке CNC, включая сплавы 6061, 5052, 7075, 2024, 5083, 6063 и литой под давлением алюминий. Сравните обрабатываемость, прочность, коррозионную стойкость, характеристики анодирования и типичные области применения, чтобы выбрать подходящий сорт алюминия для ваших деталей, изготовленных по технологии CNC.
Алюминиевый сплав является одним из наиболее широко используемых материалов при механической обработке CNC. Однако существует множество различных марок, и их свойства могут значительно различаться от одной серии к другой. Обычно алюминиевые сплавы подразделяются на серии от 1xxx до 7xxx, а также на сплавы для литья под давлением.
Эти марки содержат более 99,51 TP33T алюминия и, по сути, считаются коммерчески чистым алюминием.
Характеристики: Очень мягкий, легко поддается гибке, формовке и полировке, обладает превосходной электро- и теплопроводностью. Однако из-за своей мягкости материал имеет склонность прилипать к режущим инструментам при механической обработке. Кроме того, может возникнуть сложность с удалением стружки, а тонкостенные детали подвержены деформации.
Типичные области применения: Теплоотводы, электрические компоненты, декоративные панели, отражающие детали и изделия, требующие яркого анодированного покрытия.
Ограничения: Очень низкая прочность, в связи с чем материал не подходит для несущих конструкций.
Медь является основным легирующим элементом. После термической обработки эти сплавы могут приобретать очень высокую прочность. Они широко применяются в аэрокосмической отрасли и часто называются алюминием аэрокосмического качества.
Характеристики обработки: Этот материал обладает достаточной твердостью для плавной резки и образует чистую стружку, которая легко отламывается, при этом износ инструмента остается умеренным. Однако алюминий серии 2xxx имеет относительно низкую коррозионную стойкость, и в условиях повышенной влажности могут возникнуть проблемы.
Кроме того, характеристики анодирования у этих сплавов, как правило, неудовлетворительны, поэтому их обычно не выбирают в случаях, когда требуется анодирование с эстетической целью. Помимо этого, термообработанный материал может содержать значительные внутренние остаточные напряжения. Перед чистой обработкой рекомендуется провести снятие напряжений; в противном случае деталь может деформироваться или искривиться.
Типичные области применения: Конструкционные элементы самолетов, инструменты и приспособления, высокопрочные механические детали, а также компоненты для оборонной промышленности.
Ограничения: Низкая устойчивость к воздействию влаги и коррозии, а также ограниченный выбор подходящих способов обработки поверхности.
Марганец является основным легирующим элементом. Эти сплавы обладают превосходной коррозионной стойкостью, но не поддаются упрочнению термической обработкой.
Характеристики обработки: Этот материал обладает относительно высокой пластичностью и может прилипать к режущим инструментам во время обработки, что снижает эффективность удаления стружки. Прочность у него от умеренной до низкой, но коррозионная стойкость — превосходная. Анодирование также позволяет получить однородную и привлекательную поверхность.
Типичные области применения: Корпуса резервуаров для воды, корпуса для наружного оборудования, детали из листового металла и сосуды под давлением.
Кремний является основным легирующим элементом. Эти сплавы отличаются низким коэффициентом теплового расширения и хорошей износостойкостью. Сплавы серии 4xxx в основном используются в литье и сварке, тогда как экструдированные изделия из них встречаются относительно редко.
Характеристики обработки: Частицы кремния обладают чрезвычайно высокой твердостью и могут приводить к значительному износу режущего инструмента. Зачастую требуются алмазные инструменты на основе ПКД или режущие инструменты, специально разработанные для обработки алюминия.
Профили серии 4xxx редко используются при механической обработке CNC. В большинстве случаев механическая обработка CNC выполняется в качестве вторичной чистовой обработки литых заготовок.
Типичные области применения: Поршни, износостойкие детали скольжения и присадочные материалы для сварки.
Магний является основным легирующим элементом. Алюминиевые сплавы серии 5xxx обладают одной из лучших коррозионных стойкостей среди алюминиевых сплавов и не поддаются упрочнению термической обработкой.
Характеристики обработки: Эти сплавы обладают относительно высокой прочностью и пластичностью, при этом у них наблюдается заметная склонность к прилипанию к режущим инструментам. Кроме того, после чистовой обработки на поверхности могут оставаться следы от инструмента.
Тем не менее, сплавы серии 5xxx отличаются превосходной свариваемостью и дают очень хорошие результаты при анодировании. Сплав 5083 обладает более высокой прочностью, чем большинство других сплавов серии 5xxx, и хорошо подходит для изготовления конструкционных элементов из толстолистовой стали.
Типичные области применения: Корпуса оборудования, корпуса электронных устройств, судовые компоненты, монтажные конструкции для солнечных батарей и декоративные элементы. Для алюминиевых корпусов, обрабатываемых на станках CNC, одним из наиболее часто используемых материалов является сплав 5052.
Серия 6xxx — это наиболее широко используемое семейство алюминиевых сплавов в области механической обработки CNC. Основными легирующими элементами являются магний и кремний. Эти сплавы поддаются термической обработке, например до состояния T6, и обеспечивают хороший баланс прочности, вязкости, обрабатываемости, коррозионной стойкости и стоимости.
Алюминий марки 6061 отличается превосходной обрабатываемостью, относительно низкой склонностью к прилипанию к режущим инструментам, хорошей стабильностью размеров и облегчает соблюдение жестких допусков. Кроме того, после анодирования он обеспечивает стабильные результаты.
Его можно использовать практически для любой алюминиевой детали общего назначения, обработанной по технологии CNC.
Типичные области применения: Крепежные элементы для автоматизации, кронштейны для модулей, фланцы и различные прецизионные конструкционные детали. Если не предъявляется особых требований к материалу, сплав 6061, как правило, является надежным и экономически выгодным выбором.
Сплав 6063 в основном используется для производства экструдированных алюминиевых профилей. Он мягче, чем сплав 6061, и может быть немного более склонен к прилипанию при механической обработке, однако после анодирования обеспечивает превосходный внешний вид поверхности.
Типичные области применения: Алюминиевые рамы, декоративная отделка и детали, изготовленные методом механической обработки из экструдированных профилей.
Алюминий марки 6063, как правило, не является оптимальным выбором для изготовления прецизионных деталей, требующих интенсивного снятия материала.
Сплав 6082 содержит относительно высокие доли магния и кремния и обладает более высокой прочностью по сравнению со многими другими сплавами серии 6xxx, а также хорошей износостойкостью и виброустойчивостью.
Типичные области применения: Конструкционные элементы повышенной прочности, детали строительной и промышленной техники, а также опорные пластины для штампов и пресс-форм.
Цинк является основным легирующим элементом. После термообработки до состояний, таких как T6 или T73, эти сплавы могут достигать чрезвычайно высокой прочности.
Характеристики обработки: Алюминий серии 7xxx отличается высокой твердостью, легко поддается резке и образует чистую стружку с мелкими отломками. Однако при механической обработке он выделяет больше тепла, поэтому крайне важно обеспечить достаточное количество охлаждающей жидкости.
Эти сплавы также могут содержать значительные внутренние остаточные напряжения. После черновой обработки перед чистой обработкой часто рекомендуется провести процесс снятия напряжений или стабилизации, чтобы снизить риск деформации детали.
Коррозионная стойкость уступает алюминию серий 5xxx и 6xxx. Кроме того, анодированные поверхности, как правило, выглядят темнее, поэтому для функциональных целей обычно применяется твёрдое анодирование.
Типичные области применения: Аэрокосмические компоненты, конструкции дронов, блоки пресс-форм и штампов, высокотехнологичные приспособления и детали для гоночных автомобилей.
Ограничения: Высокая стоимость материала и относительно низкая коррозионная стойкость.
Эти сплавы отличаются относительно высоким содержанием кремния. Детали сначала изготавливаются методом литья под давлением, а затем в основном применяется механическая обработка на станке CNC для прецизионного фрезерования, сверления, нарезания резьбы и других вторичных операций.
Сложности при механической обработке: Твердые частицы кремния ускоряют износ режущего инструмента. Заготовки, полученные методом литья под давлением, также могут содержать пористость, пустоты и другие дефекты литья.
Анодирование с сохранением естественного цвета, как правило, не подходит, поскольку высокое содержание кремния и структура литья могут привести к образованию неровной или неприглядной поверхности. Поэтому чаще всего применяются окраска, порошковое покрытие или другие методы нанесения покрытий.
Типичные продукты: Корпуса двигателей, корпуса клапанов и детали, изготовленные методом литья под давлением, для мелкой бытовой техники.
| Приложение | Рекомендуемые классы | Описание |
|---|---|---|
| Высокая теплопроводность / отвод тепла | 1070 / 6101 | Высокая теплопроводность, подходит для радиаторов и компонентов системы теплоотвода. |
| Отражающие детали с зеркальной поверхностью | 1060 | Алюминий высокой чистоты, который после полировки приобретает высокую отражательную способность. |
| Износостойкие детали | 4032 / 7068 | Подходит для подвижных деталей, поршней и других элементов, подверженных износу. |
| Сварные конструкции | 5083 / 6061 | Хорошая свариваемость и хорошая конструктивная устойчивость. |
| Серия | Типичные оценки | Сила | Обрабатываемость | Анодирование | Коррозионная стойкость | Типичные области применения |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1xxx — чистый алюминий | 1060 / 1070 | Очень низкий | Плохо; имеет склонность прилипать к инструментам | Яркий, великолепный внешний вид | Хорошо | Радиаторы, декоративные детали |
| 2xxx — высокопрочный алюминий | 2024 | Высокий | Хорошо | Плохо | Плохо | Высокопрочные детали для аэрокосмической промышленности |
| 3xxx — коррозионно-стойкий алюминий | 3003 | От низкого до умеренного | Нормально; слегка липкое | Хорошо | Отлично | Открытые корпуса |
| 5xxx — алюминий-магний | 5052 / 5083 | Умеренный | Удовлетворительно; заметное заклинивание инструмента | Хорошо | Отлично | Оборудование и корпуса для электронных устройств |
| 6xxx — алюминий общего назначения | 6061-T6 | От среднего до высокого | Отлично | Последовательный | Хорошо | Крепежные детали и прецизионные конструкционные элементы |
| 7xxx — сверхпрочный алюминий | 7075-T6 | Очень высокий | Хорошо, но приводит к большему износу инструмента | Более темный оттенок | Умеренный | Аэрокосмические компоненты и высокопрочные приспособления |
| Литой под давлением алюминий | A383 / A380 | От низкого до умеренного | Абразивные материалы для режущих инструментов | В целом не подходит | Умеренный | Вторичная механическая обработка деталей, изготовленных методом литья под давлением |
Поделитесь своим чертежом, материалом, заданным допуском или вопросом по применению. Наша команда инженеров поможет рассмотреть маршрут обработки и предложит практичный следующий шаг.
Справочник по материалам
Алюминиевые сплавы подразделяются на три основные категории: кованые алюминиевые сплавы, литейные алюминиевые сплавы и штампованные алюминиевые сплавы. К кованым сплавам относятся...
Читать статьюТехнология обработки
Гибкая планировка производственной линии в значительной степени определяется геометрией заготовки, базой перемещения, площадью цеха, последовательностью технологических операций и производственными целями. В данном руководстве проводится сравнение...
Читать статьюТехнология обработки
Расточка по методу CNC позволяет исправить ошибки, допущенные при предыдущем сверлении, и одновременно обеспечить соблюдение строгих требований к размерам, геометрии и качеству поверхности. В данном руководстве объясняется, когда следует применять черновую, получистовую...
Читать статьюГибкая производственная линия объединяет обрабатывающее оборудование, инструмент, системы транспортировки материалов, вспомогательные устройства и системы управления, ориентированные на определённое семейство деталей. Это...
Читать статью
