CNC İşlemede Yaygın Olarak Kullanılan Alüminyum Alaşımları

Alüminyum alaşımı, CNC işleme sürecinde en yaygın olarak kullanılan malzemelerden biridir. Bununla birlikte, birçok farklı kalite türü mevcuttur ve özellikler bir seriden diğerine önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Yaygın olarak kullanılan alüminyum alaşımları genellikle 1xxx ila 7xxx serileri altında sınıflandırılır; ayrıca kalıp döküm alüminyum alaşımları da bu kategoriye girer.

1xxx Serisi: Ticari Saf Alüminyum (1050 / 1060 / 1070 / 1100)

Bu kaliteler ,51 TP33T'den fazla alüminyum içerir ve esasen ticari saf alüminyum olarak kabul edilir.

Özellikler: Çok yumuşaktır; bükülmesi, şekillendirilmesi ve parlatılması kolaydır; ayrıca mükemmel elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir. Ancak, malzeme çok yumuşak olduğu için işleme sırasında kesici aletlere yapışmaya meyillidir. Talaşın uzaklaştırılması da zor olabilir ve ince cidarlı parçalar deformasyona eğilimlidir.

Tipik kullanım alanları: Isı emiciler, elektrikli bileşenler, dekoratif paneller, yansıtıcı parçalar ve parlak eloksal kaplama gerektiren ürünler.

Sınırlamalar: Mukavemeti çok düşük olduğundan, yük taşıyan uygulamalar için uygun değildir.

2xxx Serisi: Alüminyum-Bakır Alaşımları / Yüksek Mukavemetli Alüminyum (2024 / 2017 / 2014)

Bakır, başlıca alaşım elemanıdır. Isıl işlemden sonra bu alaşımlar çok yüksek mukavemet değerlerine ulaşabilir. Havacılık ve uzay uygulamalarında yaygın olarak kullanılırlar ve genellikle “havacılık ve uzay sınıfı alüminyum” olarak adlandırılırlar.

İşleme özellikleri: Bu malzeme, sorunsuz kesim için yeterli sertliğe sahiptir ve orta düzeyde takım aşınmasıyla birlikte temiz, kolayca kırılabilen talaşlar üretir. Bununla birlikte, 2xxx serisi alüminyumun korozyon direnci nispeten düşüktür ve nemli ortamlarda sorunlara yol açabilir.

Anotlama performansı da genellikle yetersiz olduğundan, kozmetik anotlama gerektiğinde bu alaşımlar pek tercih edilmez. Ayrıca, ısıl işleme tabi tutulmuş malzemede önemli miktarda iç kalıntı gerilimi bulunabilir. Son işleme öncesinde gerilim giderme işlemi yapılması tavsiye edilir; aksi takdirde parça bükülebilir veya deforme olabilir.

Tipik kullanım alanları: Uçak gövde bileşenleri, kalıplar ve sabitleme aparatları, yüksek mukavemetli mekanik parçalar ve savunma sektörüne yönelik bileşenler.

Sınırlamalar: Neme ve korozyona karşı direnci düşüktür ve uygun yüzey işleme seçenekleri daha azdır.

3xxx Serisi: Alüminyum-Manganez Alaşımları / Korozyona Dayanıklı Alüminyum (3003 / 3004)

Manganez, başlıca alaşım elemanıdır. Bu alaşımlar mükemmel korozyon direncine sahiptir, ancak ısıl işlemle mukavemetleri artırılamaz.

İşleme özellikleri: Bu malzeme nispeten sünek olup, işleme sırasında kesici aletlere yapışabilir ve bu da talaş tahliyesini daha az verimli hale getirir. Mukavemeti orta ila düşük seviyededir, ancak korozyon direnci mükemmeldir. Anotlama işlemi de düzgün ve estetik bir yüzey kalitesi sağlayabilir.

Tipik kullanım alanları: Su tankı gövdeleri, dış mekan ekipman muhafazaları, sac parçalar ve basınçlı kaplar.

4xxx Serisi: Alüminyum-Silikon Alaşımları (4043 / 4032)

Silikon, başlıca alaşım elemanıdır. Bu alaşımlar, düşük ısıl genleşme katsayısı ve iyi aşınma direnciyle bilinir. 4xxx serisi, esas olarak döküm malzemeler ve kaynak uygulamaları için kullanılırken, ekstrüzyonla üretilen malzemeler nispeten nadirdir.

İşleme özellikleri: Silikon parçacıkları son derece serttir ve kesici aletlerde ciddi aşınmaya neden olabilir. Genellikle PCD elmas aletler veya alüminyum için özel olarak tasarlanmış kesici aletler kullanılması gerekir.

4xxx serisi ekstrüzyon profilleri, CNC işleme sürecinde nadiren kullanılır. Çoğu durumda, CNC işleme, döküm ham parçalar üzerinde ikincil bir son işlem olarak gerçekleştirilir.

Tipik kullanım alanları: Pistonlar, aşınmaya dayanıklı kayma parçaları ve kaynak dolgu malzemeleri.

5xxx Serisi: Alüminyum-Magnezyum Alaşımları / Korozyona Dayanıklı Alüminyum (5052 / 5083 / 5056 / 5754)

Magnezyum, başlıca alaşım elemanıdır. 5xxx serisi, alüminyum alaşımları arasında en iyi korozyon direncine sahip olanlardan biridir ve ısıl işlemle mukavemetlendirilemez.

İşleme özellikleri: Bu alaşımlar nispeten dayanıklı ve esnektir; kesici aletlere yapışmaya belirgin bir eğilim gösterirler. Son işlemden sonra yüzeyde alet izleri kalabilir.

Bununla birlikte, 5xxx serisi mükemmel kaynaklanabilirlik ve çok iyi eloksal sonuçları sunar. 5083, 5xxx serisindeki diğer alaşımların çoğundan daha yüksek mukavemet sağlar ve kalın sacdan yapılmış yapısal bileşenler için son derece uygundur.

Tipik kullanım alanları: Ekipman muhafazaları, elektronik muhafazalar, denizcilik bileşenleri, güneş enerjisi montaj yapıları ve dekoratif bileşenler. CNC ile işlenmiş alüminyum muhafazalar için 5052, en sık tercih edilen malzemelerden biridir.

6xxx Serisi: Alüminyum-Magnezyum-Silikon Alaşımları — CNC İşlemede En Güvenilir Seçenek

6xxx serisi, CNC işleme alanında en yaygın olarak kullanılan alüminyum alaşım ailesidir. Magnezyum ve silikon, bu alaşımların başlıca alaşım elemanlarıdır. Bu alaşımlar, T6 durumu gibi ısıl işlemlerden geçirilebilir ve mukavemet, tokluk, işlenebilirlik, korozyon direnci ve maliyet arasında iyi bir denge sağlar.

6061 — En Yaygın Olarak Kullanılan Alüminyum Alaşımı

6061, mükemmel işlenebilirlik sunar, kesici aletlere yapışma eğilimi nispeten azdır, iyi boyutsal kararlılık sağlar ve sıkı toleransların kontrol edilmesini kolaylaştırır. Ayrıca, eloksal işleminden sonra tutarlı sonuçlar verir.

Neredeyse tüm genel amaçlı CNC işlenmiş alüminyum parçalar için kullanılabilir.

Tipik kullanım alanları: Otomasyon fikstürleri, modül braketleri, flanşlar ve çeşitli hassas yapısal bileşenler. Özel bir malzeme gereksinimi olmadığı sürece, 6061 genellikle güvenilir ve uygun maliyetli bir seçimdir.

6063 — Esas Olarak Ekstrüzyon Profillerinde Kullanılır

6063, esas olarak ekstrüzyonlu alüminyum profillerde kullanılır. 6061’den daha yumuşaktır ve işleme sırasında yapışmaya biraz daha yatkın olabilir, ancak eloksal işleminden sonra mükemmel bir yüzey görünümü sağlar.

Tipik kullanım alanları: Ekstrüzyon profillerinden üretilmiş alüminyum çerçeveler, dekoratif çerçeve parçaları ve işlenmiş bileşenler.

6063, yoğun malzeme kaldırma gerektiren hassas bileşenler için genellikle en iyi seçenek değildir.

6082 — Daha Yüksek Mukavemetli 6xxx Serisi Alaşım

6082, nispeten yüksek seviyelerde magnezyum ve silikon içerir ve diğer birçok 6xxx serisi alaşımdan daha yüksek mukavemet sunmanın yanı sıra, iyi bir aşınma direnci ve titreşim direnci sağlar.

Tipik kullanım alanları: Ağır hizmet tipi yapısal bileşenler, inşaat ve endüstriyel makine parçaları ile kalıp veya kalıp destek plakaları.

7xxx Serisi: Alüminyum-Çinko-Magnezyum-Bakır Alaşımları / Ultra Yüksek Mukavemetli Alüminyum (7075 / 7050 / 7068)

Çinko, başlıca alaşım elemanıdır. T6 veya T73 gibi koşullara göre ısıl işleme tabi tutulduktan sonra, bu alaşımlar son derece yüksek mukavemet değerlerine ulaşabilir.

İşleme özellikleri: 7xxx serisi alüminyum sert bir malzemedir, kesimi kolaydır ve temiz, iyi parçalanmış talaşlar üretir. Ancak işleme sırasında daha fazla ısı üretir, bu nedenle yeterli miktarda soğutma sıvısı kullanılması şarttır.

Bu alaşımlar ayrıca önemli miktarda iç kalıntı gerilimi içerebilir. Kaba işleme sonrasında, parçanın deforme olma riskini azaltmak için, ince işleme öncesinde genellikle gerilim giderme veya stabilizasyon işlemi yapılması önerilir.

Korozyon direnci, 5xxx veya 6xxx serisi alüminyum kadar iyi değildir. Eloksal kaplı yüzeyler ayrıca daha koyu görünme eğilimindedir; bu nedenle işlevsel uygulamalarda genellikle sert eloksal kaplama kullanılır.

Tipik kullanım alanları: Havacılık ve uzay bileşenleri, drone yapıları, kalıp ve matkap blokları, üst düzey sabitleme aparatları ve yarış bileşenleri.

Sınırlamalar: Yüksek malzeme maliyeti ve nispeten düşük korozyon direnci.

Döküm Alüminyum Alaşımları — CNC Döküm Parçaların İkincil İşlenmesi

Yaygın Kalite Sınıfları: A380 (ADC10’e yaklaşık olarak eşdeğer) / A383 (ADC12’ye yaklaşık olarak eşdeğer)

Bu alaşımlar nispeten yüksek silikon içeriğine sahiptir. Parçalar öncelikle kalıp dökümüyle şekillendirilir; daha sonra ise hassas frezeleme, delme, diş açma ve diğer ikincil işlemler için çoğunlukla CNC işleme yöntemi kullanılır.

İşleme zorlukları: Sert silikon parçacıkları kesici aletin aşınmasını hızlandırır. Basınçlı döküm ham parçalar ayrıca gözeneklilik, boşluklar ve diğer döküm kusurlarını içerebilir.

Doğal renkli eloksal kaplama genellikle uygun değildir; zira yüksek silikon içeriği ve döküm yapısı, yüzeyde düzensizliklere veya estetik açıdan hoş olmayan bir görünüme yol açabilir. Bu nedenle boyama, toz boya kaplama veya diğer kaplama işlemleri daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tipik ürünler: Küçük ev aletleri için motor gövdeleri, valf gövdeleri ve basınçlı döküm parçalar.

Özel Uygulamalar için Alüminyum Kaliteleri

Yaygın Alüminyum Alaşım Serilerinin Hızlı Karşılaştırması

Malzeme Seçimi Önerileri

• Genel amaçlı hassas fikstürler ve otomasyon bileşenleri → 6061-T6 — uygun maliyetli ve çok çeşitli uygulamalar için uygundur.
• Ekipman muhafazaları ve kozmetik bileşenler → 5052
• Yüksek mukavemetli yük taşıyıcı veya havacılık bileşenleri → 7075-T6
• Isı emiciler ve elektrikli bileşenler → 1060 / 1070
• Açık hava veya deniz ortamları → 5083
• Ekstrüde alüminyum çerçeveler ve dekoratif profiller → 6063
• Döküm gövdelerin ikincil CNC işlenmesi → A383