Alüminyum alaşımları üç ana kategoriye ayrılır: işlenmiş alüminyum alaşımları, döküm alüminyum alaşımları ve dövme alüminyum alaşımları. İşlenmiş alaşımlar, 1xxx ila 7xxx serilerini içerir; bu serilerdeki farklı alaşım elementleri, mukavemet, korozyon direnci, işlenebilirlik ve yüzey kalitesi gibi benzersiz özellikler sağlar. 6061, 5052, 7075 ve 2024 gibi yaygın kaliteler, mühendislik ve imalat uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Döküm alüminyum alaşımları karmaşık şekilli bileşenler için uygunken, dövme alüminyum alaşımları havacılık, otomotiv ve yapısal uygulamalar için yüksek mukavemet ve hafiflik avantajları sağlar. Doğru alüminyum alaşımının seçimi, mekanik gereksinimlere, üretim süreçlerine ve son kullanım koşullarına bağlıdır.
Alüminyum alaşımları, üretim yöntemleri ve malzeme özelliklerine göre genel olarak üç ana kategoriye ayrılabilir: işlenmiş alüminyum alaşımları, döküm alüminyum alaşımları ve dövme alüminyum alaşımları.
Her kategori, farklı mekanik özelliklere, işlenebilirliğe, korozyon direncine, yüzey işleme performansına ve tipik uygulama alanlarına sahip çok sayıda alaşım serisini içermektedir.
İşlenmiş alüminyum alaşımları, haddeleme, ekstrüzyon, çekme veya dövme yöntemleriyle levha, plaka, çubuk, boru ve ekstrüzyon profilleri gibi ürünlere dönüştürülen alüminyum alaşımlarıdır.
Ana alaşım elementlerine göre, işlenmiş alüminyum alaşımları genellikle 1xxx ila 7xxx serileri olarak sınıflandırılır.
1xxx serisi, esas olarak ticari saf alüminyumdan oluşur. Bu alaşımlar genellikle çok yüksek oranda alüminyum içerir ve mükemmel korozyon direnci, yüksek elektrik iletkenliği, yüksek ısı iletkenliği, nispeten düşük mekanik mukavemet ile mükemmel süneklik ve şekillendirilebilirlik özellikleriyle bilinir.
Ancak, malzeme yumuşak olduğu ve işleme sırasında kesici aletlere yapışmaya meyilli olabileceği için, bu malzemelerin tornalama ve frezeleme performansı nispeten düşüktür. Gerilme sertleşmesi yoluyla mukavemetleri orta derecede artırılabilir.
Tipik kullanım alanları arasında kimyasal işleme ekipmanları, reflektörler, ısı eşanjörleri, elektrik iletkenleri, kondansatörler, ambalaj folyoları, mimari bileşenler ve dekoratif süslemeler yer almaktadır.
Ticari olarak saf alüminyum genellikle mükemmel bir doku aşındırma performansı sergiler. Asidik veya alkali aşındırma sistemleri kullanılarak iyi yüzey dokuları elde edilebilir.
Daha yüksek yüzey pürüzlülüğü gerektiren uygulamalarda, iki aşamalı asit-alkali aşındırma işlemi son derece homojen bir yüzey dokusu sağlayabilir.
Yaygın olarak kullanılan malzemeler arasında, Kore menşeli alüminyum genellikle ince bir doku oluştururken, Tayvan ve Çin menşeli malzemeler genellikle ince ve homojen bir fırçalanmış görünüm sağlar. Japonya’daki Sumitomo tarafından tedarik edilen parlak saf alüminyum, asitle işleme sonrasında açıkça görülebilen bir fırçalanmış doku kazanabilir. Bazı Alman saf alüminyum malzemeleri de benzer fırçalanmış yüzeyler elde edebilir.
Ticari saf alüminyum, kimyasal ve elektrolitik parlatmaya da iyi tepki verir ve eloksal işleminden sonra son derece parlak bir yüzey elde edilebilir.
Bakır, 2xxx serisi alüminyum alaşımlarında birincil alaşım elemanıdır. Magnezyum ve manganez de ikincil alaşım elemanları olarak sıklıkla eklenir.
Tipik alaşım sistemleri arasında alüminyum-bakır-magnezyum, alüminyum-bakır-magnezyum-manganez, alüminyum-bakır-magnezyum-demir-nikel ve alüminyum-bakır-manganez sayılabilir.
Bu alaşımlar ısıl işleme tabi tutulabilir ve yüksek mukavemetleriyle bilinirler; bu nedenle genellikle yüksek mukavemetli alüminyum alaşımları veya duralümin tipi alaşımlar olarak adlandırılırlar.
İyi ısı direnci ve mükemmel işlenebilirlik özellikleri sunarlar. Bununla birlikte, korozyon direnci nispeten düşüktür ve bazı kaliteler taneler arası korozyona maruz kalabilir.
Bu nedenle, 2xxx serisi alüminyum levhalar, korozyon direncini artırmak amacıyla genellikle yüksek saflıkta alüminyum veya 6xxx serisi alüminyum-magnezyum-silikon alaşımı ile kaplanır.
2xxx serisi alüminyum alaşımları, yüksek mukavemet-ağırlık oranı gerektiren bileşenler için özellikle uygundur.
Tipik uygulama alanları arasında kamyon ve uçak tekerlek bileşenleri, kamyon süspansiyon bileşenleri, uçak gövde kaplamaları ve yaklaşık 150 °C (302 °F) sıcaklığa kadar iyi bir mukavemet seviyesini koruması gereken yapısal bileşenler yer almaktadır.
2219 alaşımı hariç, bu serideki çoğu alaşımın kaynaklanabilirliği sınırlıdır. Bununla birlikte, 2xxx serisindeki birçok alaşım mükemmel işlenebilirlik sunar.
Bu seride en yaygın olarak kullanılan kalitelerden biri, Çin’deki 2A12 kalitesine yaklaşık olarak karşılık gelen 2024 alüminyumdur.
Tek aşamalı alkali doku aşındırma işleminden sonra, 2024 alüminyum sac, mükemmel parlaklık ve yüzey homojenliğini korurken Ra 1,5'ten daha yüksek bir yüzey pürüzlülüğüne ulaşabilir.
2xxx serisi alüminyumun eloksal performansı nispeten düşüktür. Anodik oksit tabakası kalınlaştığında, yüzeyde sarımsı bir ton oluşabilir; bu da bu alaşımların açık renkli dekoratif boyama işlemleri için daha az uygun olmasını sağlar.
Havacılık ve uzay uygulamalarında, yağdan arındırma işleminden sonra alkali aşındırma genellikle tavsiye edilmez. Pasif yüzey tabakasının giderilmesi için asit işlemi tercih edilir.
Genellikle borik-sülfürik asit anodizasyonu veya kromik asit anodizasyonu kullanılır; ardından seyreltik kromik asit ile sızdırmazlık işlemi uygulanır. Açık renkli boyama gerektiğinde, modifiye edilmiş bir borik-sülfürik asit anodizasyon işlemi kullanılabilir.
Manganez, 3xxx serisindeki başlıca alaşım elemanıdır.
Bu alaşımlar genellikle ısıl işleme tabi tutulamaz, ancak mukavemetleri 1xxx serisi alüminyumdan yaklaşık 20% daha yüksektir.
Alüminyuma etkili bir şekilde eklenebilen manganez miktarı sınırlı olduğundan (genellikle yaklaşık 1,5%), manganez yalnızca nispeten az sayıda ticari alaşımda ana alaşım elemanı olarak kullanılmaktadır.
Bu seride en yaygın olarak kullanılan üç genel amaçlı alaşım, 3003, 3004 ve 3105’tir. Çin menşeli 3A21 kalitesi, 3003’e yaklaşık olarak eşdeğerdir.
3xxx serisi alüminyum alaşımları, iyi bir süneklik ve kaynaklanabilirlik özelliğini korurken, 1xxx serisi alaşımlara kıyasla daha yüksek mekanik mukavemet sağlar. Korozyon direnci, ticari saf alüminyumunkinden sadece biraz daha düşüktür.
Tipik kullanım alanları arasında içecek kutuları, mutfak gereçleri, ısı eşanjörleri, depolama tankları, tenteler, mobilya, otoyol işaretleri, çatı kaplama panelleri ve perde duvar panelleri yer almaktadır.
Doku aşındırma işleminden sonra, 3xxx serisi alüminyum genellikle mat, kum benzeri bir doku ile fırçalanmış doğrusal dokunun birleşimini sergiler.
Tek aşamalı alkali doku aşındırma işlemi, iyi dekoratif sonuçlar sağlar ve genellikle serigrafi baskı öncesinde isim levhaları ve paneller için ön işlem olarak kullanılır.
Daha yüksek yüzey pürüzlülüğü gerektiren uygulamalarda, iki aşamalı asit-alkali aşındırma işlemi genellikle hem kum benzeri hem de fırçalanmış dokular elde edilmesini sağlar.
Ancak, üreticiler arasındaki işleme yöntemlerindeki farklılıklar nedeniyle, bazı benzer alüminyum alaşımları asit-alkali aşındırma işleminden sonra ağırlıklı olarak kum dokulu bir görünüm sergileyebilir ve fırçalanmış doku çok az görünür olabilir.
Silikon, 4xxx serisindeki başlıca alaşım elemanıdır ve alüminyuma nispeten yüksek miktarlarda eklenebilir; bu miktar bazen yaklaşık 12%’ye ulaşabilir.
Bu alaşımlar genellikle ısıl işleme tabi tutulamaz ve alüminyum ürünler için kaynak teli ve sert lehim dolgu malzemesi olarak yaygın olarak kullanılır.
Eloksal işlemi sırasında, 4xxx serisi alaşımlar genellikle koyu gri ile kömür siyahı arasında bir yüzey görünümü kazanır.
4032 alaşımı, düşük termal genleşme katsayısına ve yüksek aşınma direncine sahiptir; bu özellikleri sayesinde, dövme motor pistonları ve yüksek sıcaklıklarda boyutsal kararlılık gerektiren diğer bileşenler için özellikle uygundur.
Magnezyum, 5xxx serisindeki başlıca alaşım elemanıdır.
Magnezyum, tek başına ya da manganezle birlikte ana alaşım elemanı olarak kullanıldığında, orta ila yüksek mukavemetli gerilmeyle sertleşen alaşımlar oluşturur.
Bu alaşımlar, özellikle deniz ortamlarında iyi kaynaklanabilirliğe, mükemmel yorulma direncine ve güçlü korozyon direncine sahiptir.
5xxx serisi alüminyum alaşımları ısıl işleme tabi tutulamaz, ancak genellikle 1xxx ve 3xxx serisi alaşımlara göre daha yüksek mukavemete sahiptir.
Tipik uygulama alanları arasında inşaat malzemeleri, mimari ve dekoratif kaplamalar, teneke kutular ve kapaklar, ev aletleri, sokak lambası bileşenleri, deniz yapıları, kriyojenik yakıt tankları, vinç bileşenleri ve otomotiv yapı parçaları yer almaktadır.
5xxx serisi alüminyumun yüzey işleme özellikleri, 3xxx serisi alaşımlarınkine benzerdir.
Ayrıca iyi bir eloksal performansı da sunarlar. Bazı kaliteler, uygun yüzey işleminden sonra parlak, ayna gibi bir yüzey elde edebilir; bu da onları otomotiv sektöründeki dekoratif bileşenler için uygun hale getirir.
6xxx serisi alüminyum alaşımları, başlıca alaşım elementleri olarak magnezyum ve silikon içerir ve ısıl işleme tabi tutulabilir.
Bu alaşımlar orta düzeyde mukavemet sunar; ancak mukavemetleri genellikle çoğu 2xxx ve 7xxx serisi alaşımlarınkinden daha düşüktür.
6xxx serisinin en önemli avantajlarından biri, şekillendirilebilirlik, kaynaklanabilirlik, işlenebilirlik, korozyon direnci ve mekanik mukavemetin dengeli bir şekilde bir araya gelmesidir.
Tipik uygulama alanları arasında inşaat malzemeleri, bisiklet çerçeveleri, ulaşım ekipmanları, köprü korkulukları, kaynaklı yapılar, makine bileşenleri ve ekstrüde alüminyum profiller yer almaktadır.
Bu seride en yaygın olarak kullanılan alaşımlar 6061 ve 6063’tür.
6061 alüminyum, yüksek mukavemeti, işlenebilirliği, korozyon direnci ve genel amaçlı performansı nedeniyle mekanik bileşenler ve yapısal parçalar için sıklıkla tercih edilmektedir.
6063 alüminyum, mükemmel ekstrüzyon performansı ve çekici eloksal görünümü nedeniyle ekstrüzyon profilleri ve mimari bileşenlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
6463 alaşımı, ekstrüzyonla üretilen otomotiv kaplama parçaları, dijital cihaz çerçeveleri ve televizyon çerçeveleri gibi uygulamalar için geliştirilmiştir. Eloksal işleminden sonra 6463 alaşımı, parlak, ayna gibi bir yüzey kalitesi elde edebilir.
Bununla birlikte, alüminyumdaki demir kirlilik içeriği mümkün olduğunca düşük tutulmalıdır. Aşırı demir içeriği, eloksal işleminden sonra yüzey parlaklığını önemli ölçüde azaltabilir.
Çinko, 7xxx serisi alüminyum alaşımlarındaki başlıca alaşım elemanıdır ve genellikle yaklaşık 1% ile 8% arasında değişen oranlarda bulunur.
Bu alaşımlar ısıl işleme tabi tutulabilir ve orta seviyeden son derece yüksek seviyelere kadar değişen mukavemet seviyeleri sağlayabilir.
Mükemmel mukavemet-ağırlık oranı sayesinde, 7xxx serisi alüminyum alaşımları, yüksek gerilime maruz kalan yapısal bileşenlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tipik uygulama alanları arasında uçak gövde bileşenleri, mobil ekipmanlar, havacılık ve uzay parçaları, yüksek mukavemetli mekanik bileşenler ve yüksek yük ve gerilime maruz kalan diğer uygulamalar yer almaktadır.
Döküm alüminyum alaşımları, döküm işlemleriyle parça üretimi için özel olarak tasarlanmıştır.
Ana alaşım elemanlarına göre, döküm alüminyum alaşımları genel olarak dört ana kategoriye ayrılabilir:
Farklı ülkeler, farklı alaşım tanımlama sistemleri kullanmaktadır.
Çin’de, döküm alüminyum alaşımları genellikle şu harflerle gösterilir: ZL ardından üç basamak gelir.
İlk rakam, ana alaşım sistemini belirtir:
İkinci ve üçüncü rakamlar, o seri içindeki belirli alaşımı belirtir.
Çok çeşitli şekil ve boyutlarda yüksek kaliteli hassas dökümler üretmek için, alüminyum döküm alaşımları genellikle birkaç önemli özelliğe sahiptir.
Döküm alüminyum alaşımları, mükemmel döküm performansı sunar ve karmaşık geometrilere sahip parçaların üretiminde kullanılabilir.
Ayrıca malzeme tasarrufu, daha düşük üretim maliyetleri, daha kısa üretim süreleri ve ek üretim ekipmanı ihtiyacının azalması gibi avantajlar da sunmaktadırlar.
Sonuç olarak, döküm alüminyum alaşımları havacılık, otomotiv, makine ve genel endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tipik ürünler arasında kirişler, gaz türbini kanatları, pompa gövdeleri, braketler, tekerlekler, giriş dudakları ve motor gövdeleri yer alır.
Ayrıca, otomotiv silindir kafaları, şanzıman gövdeleri, pistonlar, gösterge paneli gövdeleri ve süperşarj pompa gövdelerinin üretiminde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Dövme alüminyum alaşımları, yüksek sıcaklıklarda iyi bir plastisite ve şekillendirilebilirlik sağlayacak şekilde tasarlanmıştır; bu da onları dövme işlemleri için uygun hale getirir.
Birçok alüminyum dövme alaşımı, alüminyum-magnezyum-silikon alaşım sistemlerine dayanır ve ayrıca önemli alaşım elementleri olarak bakır, magnezyum ve silikon içerebilir.
Bu malzemelerin en önemli avantajı, mükemmel sıcak şekillendirilebilirlik özelliğidir; bu da büyük, karmaşık ve yüksek mukavemetli dövme parçaların üretilmesini mümkün kılar.
Bazı çelik bileşenlerin alüminyum alaşımlarıyla değiştirilmesi, iyi bir yapısal performansı korurken mekanik ürünlerin toplam ağırlığını önemli ölçüde azaltabilir.
Mükemmel mukavemet-ağırlık oranları sayesinde, alüminyum ve alüminyum alaşımları havacılık, uzay, otomotiv ve savunma sektörlerinde vazgeçilmez malzemeler haline gelmiştir.
Örneğin, uçaklarda çok sayıda dövme alüminyum parça kullanılmaktadır.
Alüminyum, modern sanayide alüminyumun en önemli üç uygulama alanı haline gelen inşaat, otomotiv üretimi ve ambalajcılık sektörlerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Son yıllarda, otomotiv sektörüne yönelik alüminyum dövme parçalar alanında hızlı bir gelişme kaydedilmiştir.
Küresel ısınma, enerji kıtlığı, daha sıkı yakıt verimliliği gereklilikleri ve sürüş konforu ile araç yol tutuşu konusunda artan tüketici beklentileri, hafif otomotiv yapılarının geliştirilmesini hızlandırmıştır.
Araç ağırlığının yaklaşık 10% azaltılması, yakıt tüketimini yaklaşık 6% ila 8% oranında düşürebilir.
Mevcut sektör verilerine göre, Amerika Birleşik Devletleri’nde dövme ve preslenmiş otomotiv parçalarında alüminyum alaşımı kullanımı yaklaşık 36,3%’ye ulaşırken, Avrupa ve Japonya’da üretilen araçlarda alüminyum kullanımı toplam araç ağırlığının 15%’sinden fazlasını oluşturabilir.
Tarihsel olarak, Çin’de üretilen araçlarda kullanılan alüminyum alaşımı miktarı nispeten daha düşük olmuştur.
Otomotiv sektörü uzmanları, araçların hafifleştirilmesi yönündeki gelişmelerin devam etmesiyle birlikte, giderek daha fazla sayıda alüminyum alaşımlı dövme parçanın geleneksel çelik dövme parçaların yerini alacağını öngörüyor.
Farklı alüminyum alaşım serileri, mukavemet, korozyon direnci, işlenebilirlik, kaynaklanabilirlik, yüzey işleme performansı ve üretim özellikleri açısından birbirinden oldukça farklı kombinasyonlar sunar.
Ticari olarak saf 1xxx serisi alüminyum, yüksek iletkenlik ve korozyon direnci gerektiren uygulamalar için idealdir; buna karşılık, 2xxx ve 7xxx serisi alaşımlar ise yüksek mukavemetli yapısal uygulamalar için tercih edilmektedir.
3xxx ve 5xxx serisi alaşımlar iyi korozyon direnci ve şekillendirilebilirlik sunarken, 6xxx serisi alüminyum ise mukavemet, işlenebilirlik, kaynaklanabilirlik, eloksal performansı ve maliyet açısından en iyi genel kombinasyonlardan birini sağlar.
Döküm alüminyum alaşımları, karmaşık şekillerin verimli bir şekilde üretilmesi için uygunken, dövme alüminyum alaşımları ise mukavemet ve ağırlık azaltmanın kritik öneme sahip olduğu, yüksek yük altındaki yapısal bileşenler için özellikle yararlıdır.
Doğru alüminyum alaşımının seçimi, her zaman istenen mekanik özellikler, üretim süreci, yüzey kalitesi, korozyon direnci, çalışma ortamı ve bitmiş parçanın toplam maliyetine göre yapılmalıdır.
Çiziminizi, malzemenizi, tolerans hedefinizi veya uygulama sorunuzu paylaşın. Mühendislik ekibimiz işleme rotasını gözden geçirmeye ve pratik bir sonraki adım önermeye yardımcı olabilir.
Malzeme Kılavuzu
CNC işleme için yaygın olarak kullanılan alüminyum alaşımlarına (6061, 5052, 7075, 2024, 5083, 6063 ve kalıpla döküm alüminyum dahil) ilişkin pratik bir kılavuz. İşlenebilirlik özelliklerini karşılaştırın,...
Makaleyi Okuyunİşleme Teknolojisi
CNC iç diş açma işlemi için bir kılavuz seçerken, sadece diş boyutunun uyumlu olması yeterli değildir. Pah uzunluğu, kesme davranışını ve programlanan derinliği belirlerken...
Makaleyi Okuyunİşleme Teknolojisi
3B tarama yöntemleri arasında temaslı ölçüm, temassız optik tarama ve tahribatlı seri kesit taraması yer alır. Bu makalede, CMM’ler ve mafsallı kolların verileri nasıl topladığı açıklanmaktadır...
Makaleyi Okuyunİşleme Teknolojisi
Tersine mühendislik, mevcut bir nesneyi kullanılabilir dijital verilere dönüştürür ve ardından üretim için geliştirilmiş bir modele dönüştürür. Bu makale, şunu açıklamaktadır...
Makaleyi Okuyun
