O alumínio, um metal amplamente utilizado, desempenha um papel crucial em diversos setores. Neste artigo, vamos explorar o conhecimento sobre o alumínio, desde suas propriedades básicas e classificação de ligas até a tecnologia de processamento e suas aplicações em várias indústrias, a fim de fornecer uma introdução abrangente às propriedades dos materiais de alumínio.
Público-alvo: iniciantes, engenheiros, compradores, publicitários, etc.
Conteúdo
Para que serve o alumínio na usinagem?
O alumínio é um metal leve branco-prateado, com o símbolo químico Al, abreviado na prática para AL, e número atômico 13. A baixa densidade do alumínio e o fato de os produtos feitos com ele serem leves, com cerca de um terço do peso do aço, tornam-no útil em uma ampla gama de aplicações.
Propriedades do Alumínio
Propriedades físicas
Densidade baixa:
O alumínio tem uma densidade de aproximadamente 2.7 g/cm³., que corresponde a apenas ≈1/3 da densidade do ferro. Essa propriedade torna as ligas de alumínio mais adequadas para uso em componentes que utilizam materiais de alumínio, pois confere ao alumínio um peso muito menor em comparação com outros materiais. Alta condutividade:
Sua condutividade elétrica é de aproximadamente 61% A condutividade do alumínio é inferior à do cobre; a condutividade do alumínio só perde para a da prata, do cobre e do ouro.
Condutividade térmica:
O alumínio possui uma condutividade térmica relativamente alta, em torno de 200-220 watts/(m-km)E o calor é conduzido muito rapidamente através do alumínio e dissipado com a mesma rapidez.
Condutividade térmica:
O papel-alumínio é usado na culinária e na embalagem de alimentos devido à sua boa condutividade térmica.
Alta refletividade:
Com uma superfície lisa, o alumínio reflete mais do que 90% de luz visível e ainda mais luz infravermelha. Por refletir luz e calor, contribui para a eficiência energética e o isolamento térmico.
Propriedades quimicas
Atividade:
O alumínio é um tipo de metal ativo. Localizado na ordem de atividade da tabela periódica dos metais, antes do hidrogênio, e pode reagir com ácido para gerar gás hidrogênio.
Oxidação de superfície:
O alumínio pode formar uma película densa de óxido de alumínio em sua superfície após eletrólise em solução química. Esta película impede eficazmente a progressão da ferrugem no alumínio, conferindo-lhe assim uma boa resistência à corrosão. Em condições atmosféricas normais, os produtos de alumínio podem manter um aspeto brilhante durante muito tempo, sem necessidade de tratamento anticorrosivo adicional.
Reciclabilidade:
O alumínio é um metal reciclável e o processo de reciclagem consome pouca energia, apenas cerca de 5 a 6% da produção primária de alumínio. O alumínio reciclado pode ser refundido, processado e transformado em uma variedade de produtos de alumínio com pouca ou nenhuma degradação de desempenho.
Propriedades mecânicas
Força e dureza:
O alumínio puro possui resistência e dureza relativamente baixas. mas essa propriedade pode ser bastante aprimorada pela adição de elementos de liga.
Dureza:
O alumínio e suas ligas apresentam boa tenacidade. permitindo que absorvam energia sem se fraturarem facilmente com o impacto.
Maquinabilidade:
O alumínio pode ser processado por uma variedade de processos, incluindo fundição, extrusão, laminação e forjamento, e tem boa processabilidade.
Outras características
Outras características
Não magnético:
O alumínio é um material não magnético e não é atraído por campos magnéticos.
Biocompatibilidade:
O alumínio e suas ligas apresentam boa biocompatibilidade, sendo atóxicos e inofensivos ao corpo humano. Garanta a segurança de uso.
Notas
Os graus de alumínio são diferenciados principalmente com base em suas classes e estados.
Apresentação:
Graus de liga de alumínio
Liga de alumínio série 1000
Acrílico `1) Estrutura (estruturas de uma peça) Principais componentes: alumínio puro, teor de alumínio superior a 99%.
Propriedades: Boa condutividade térmica e elétrica, mas menor resistência.
Aplicação: principalmente para a produção de fios, folhas de alumínio e outros produtos.
Liga de alumínio série 2000
Materiais predominantes: liga de alumínio-cobre.
Propriedades: Maior resistência e resistência ao calor.
Aplicação: Aplicável à fabricação de peças do setor aeroespacial, como fuselagem de aeronaves e componentes de motores.
Liga de alumínio série 3000
Materiais primários: Liga de alumínio-manganês.
Propriedades: Deve resistir à corrosão e ser bem soldado
Aplicação: Frequentemente usado na fabricação de condicionadores de ar, refrigeradores e outros produtos que exigem alta resistência à corrosão.
Liga de alumínio série 5000
Materiais principais: liga de magnésio-alumínio.
Características: Boa resistência à tração e à corrosão.
Aplicação: para navios, carrocerias de automóveis e outros produtos que exigem resistência e corrosão.
Liga de alumínio série 6000
Detalhe: liga de alumínio-magnésio-silício.
Características: Boa resistência, plasticidade e resistência à corrosão, excelente desempenho de processamento.
Aplicações: popularmente usado para construção de perfis, peças de automóveis, equipamentos eletrônicos, etc.
Liga de alumínio série 7000
Principais constituintes: liga de alumínio-zinco-magnésio-cobre.
Características: Alta resistência, boa resistência à corrosão e custo mais alto.
Aplicação: É usado em partes de estruturas de alta resistência de aviação e espaçonaves, como asas e fuselagem de aviões.
Estado da liga de alumínio
Fst (estado de moagem livre)
Características: Nenhum tratamento especial após usinagem ou fundição, aplicado somente ao material que precisa de processamento adicional.
O estado (estado recozido)
Após o recozimento, sua dureza e resistência são baixas, mas sua plasticidade e tenacidade são boas, por isso é adequado para materiais que precisam ser dobrados, esticados e outros processamentos.
Estado H (estado endurecido pelo trabalho)
Características: O método de processamento a frio (laminação a frio, trefilação a frio, etc.) endurece o material, melhora a resistência e a dureza, mas reduz a plasticidade. Isso o torna adequado para peças estruturais com altos requisitos de resistência.
Estado TA (estado de tratamento térmico)
Estado T4 (tratamento de solução + envelhecimento natural)
Fundição: Os perfis de alumínio são extrudados da extrusora, resfriados e tratados, sem passar pelo forno de envelhecimento. Baixa dureza, boa deformabilidade, adequados para dobramento subsequente e outras usinagens de conformação.
Condição T5 (tratamento de solução + envelhecimento artificial incompleto)
Característica: Extrusão com resfriamento a ar após têmpera e transferência para forno de envelhecimento, mantendo-se a temperatura em torno de 200 graus por 2 a 3 horas. Mais duro, possui certa deformabilidade, sendo comumente utilizado em fachadas cortina, etc.
Têmpera T6 (tratamento térmico em solução + envelhecido artificialmente)
Características: a extrusão é resfriada a água, com têmpera e envelhecimento artificial, superior ao T5, com tempo de preservação de calor, permitindo que o T5 atinja um estado de dureza mais elevado, adequado para locais onde a exigência de dureza do material é relativamente alta.
Densidade
O alumínio tem uma densidade de cerca de 2.7 g/cm3
Ponto de fusão
O alumínio tem um ponto de fusão de 660.32°C (1220.58°F)
Ponto de ebulição
O alumínio tem um ponto de ebulição de 2467°C (4472.6°F)
Coeficiente de condução
A condutividade térmica do alumínio é de cerca de 237 W/(mK) à temperatura ambiente.
Resistividade
A resistividade do alumínio é de cerca de 2.65×10-⁸ a 2.82×10-⁸ Ω-m à temperatura ambiente.
força de escoamento
| Material | Força de rendimento (MPa) | Força de rendimento (ksi) |
| Liga de alumínio 1100 recozida (têmpera O) | 34 | 5 |
| Liga de alumínio 1100 endurecida por deformação (têmpera H14) | 117 | 17 |
| Liga de alumínio 2024 recozida (têmpera O) | 75 | 11 |
| Liga de alumínio 2024 tratada termicamente e envelhecida (têmpera T3) | 345 | 50 |
| Liga de alumínio 2024 tratada termicamente e envelhecida (têmpera T351) | 325 | 47 |
| Liga de alumínio 6061 recozida (têmpera O) | 55 | 8 |
| Liga de alumínio 6061 tratada termicamente e envelhecida (têmperas T6 e T651) | 276 | 40 |
| Liga de alumínio 7075 recozida (têmpera O) | 103 | 15 |
| Liga de alumínio 7075 tratada termicamente e envelhecida (têmpera T6) | 505 | 73 |
| Liga de alumínio 356.0 como fundido | 124 | 18 |
| Liga de alumínio 356.0 tratada termicamente e envelhecida (têmpera T6) | 164 | 24 |
Módulo de Young
Série 6000
Módulo de Young: 103 ksi (aprox. 70 GPa)
Série 7000
Módulo de Young: 71.7 GPa
Série 2000
Módulo de Young: 72.4 GPa (a 20°C)
Série de liga de alumínio
Módulo de Young: 70 GPa
Fórmula metálica
O principal componente do alumínio é a alumina (Al₂O₃·nH₂O). Após o refinamento e processamento, o alumínio puro pode ser extraído.
Massa molecular do alumínio
O peso molecular (ou peso atômico) do alumínio é 26.9815386. Na prática, usamos 26.98 como um valor de contagem simplificado.
Alumínio: Anodização
Anodização do alumínio é um processo eletroquímico no qual uma corrente elétrica e uma solução química são aplicadas à superfície do alumínio para formar uma camada de óxido durável que aumenta sua resistência à corrosão e ao desgaste.
Alumínio vs Aço Inoxidável
Propriedades físicas
| causalidade | alumínio | aços inoxidáveis |
|---|---|---|
| densidades | 2.7 g / cm³ | 7.8 g / cm³ |
| ponto de fusão | 660 ° C | 1400 ° C - 1530 ° C |
| condutividade térmica | 237 W/(m·K), alto | 15-25 W/(m·K), baixo |
| condutividade (elétrica) | 37.7 milhões de S/m | 1.45 milhões de S/m |
| resistência à tração | 70-700 MPa | 515-1275 MPa |
| força de escoamento | 30-500 MPa | 215-900 MPa |
| dureza | Mais baixo, fácil de processar | Mais alto, mais difícil de processar |
Alumínio x Titânio
Propriedades físicas
| causalidade | alumínio | titânio |
|---|---|---|
| densidades | 2.7 g / cm³ | 4.5 g / cm³ |
| ponto de fusão | 660 ° C | 1650-1670 ° C |
| condutividade de calor | 210-235 W/m·K | 17-21.9 W/m·K |
| Condutividade (baseada em cobre) | 64% | 3.1% |
| resistência à tração | 90-690 MPa | 230-1400 MPa |
| força de escoamento | 200-600 MPa | 170-480 MPa |
Propriedades quimicas
Resistência à corrosão:
Alumínio: O alumínio forma uma película densa de óxido de alumínio no ar, o que proporciona alguma resistência à corrosão, mas é suscetível à corrosão em ambientes alcalinos.
TITÂNIO: O titânio tem excelente resistência à corrosão, especialmente em ambientes marinhos e ácidos.
Oxidabilidade:
Alumínio: O alumínio tem tendência a formar uma camada de óxido em sua superfície, mas essa camada de óxido impede maior corrosão.
Titânio: O titânio tem excelente resistência à oxidação em altas temperaturas e é adequado para aplicações de alta temperatura
Perguntas frequentes
A liga “ideal” depende inteiramente da aplicação da sua peça. Para a maioria dos casos, a liga metálica ideal é a mais adequada. peças de metal personalizadas, 6061-T6 é o padrão ouro devido à sua excelente usinabilidade, soldabilidade e propriedades mecânicas equilibradas. No entanto, se o seu projeto exigir altas relações resistência/peso (como componentes aeroespaciais), 7075-T6 é a opção preferida. Para peças que exigem alta resistência à corrosão em ambientes marinhos, costumamos recomendar 5052.
Geralmente, trata-se de uma questão de equilíbrio entre força e custo.
- 6061 Alumínio: Mais acessível, mais fácil de soldar e altamente versátil. É ideal para componentes estruturais e aplicações em geral. usinagem de precisão.
- 7075 Alumínio: Significativamente mais resistente (comparável a alguns aços), porém mais caro e mais difícil de soldar. Escolha este material para aplicações de alta tensão onde a redução de peso é crucial.
O alumínio é incrivelmente versátil quando se trata de pós-processamento. Como um serviço completo, fabricante de peças metálicas personalizadasOferecemos diversas opções:
- Anodização (Tipo II ou Tipo III): Aumenta a resistência à corrosão e permite a codificação por cores.
- Jateamento de esferas: Cria um acabamento uniforme, fosco e acetinado para remover marcas de ferramentas.
- Revestimento de Conversão de Cromato: Aumenta a condutividade e a proteção contra corrosão.
- Revestimento em pó: Proporciona uma camada estética espessa e durável.
Para tornar seu produção de peças metálicas Para uma opção mais econômica, considere estas dicas de design otimizadas para SEO:
- Padronizar raios: Utilize raios de canto internos que correspondam aos tamanhos padrão de fresas de topo.
- Limitar tolerâncias: Aplique tolerâncias rigorosas apenas às superfícies de acoplamento críticas; as tolerâncias padrão são muito mais baratas de produzir.
- Simplifique a geometria: Evite cavidades profundas ou paredes finas que exigem ferramentas especializadas e tempos de ciclo mais longos.
Para o padrão Usinagem CNC de alumínio, normalmente alcançamos tolerâncias de ±0.127 mm (0.005”)Para requisitos de alta precisão, nossos equipamentos avançados podem atingir ±0.025 mm (0.001”) ou até mesmo mais apertado, dependendo da geometria da peça. Sempre especifique as dimensões críticas durante a fase de solicitação de cotação (RFQ) para garantir um encaixe perfeito.
Trabalhar com um fabricante especializado garante que você se beneficie de DFM (Design para Manufatura) feedback. Não nos limitamos a "cortar metal"; otimizamos seus projetos para melhor desempenho e custos mais baixos. Nossas instalações cuidam de tudo, desde a aquisição de materiais até usinagem CNC de precisão até a inspeção final de qualidade, garantindo que suas peças atendam aos padrões certificados pela ISO em todas as etapas.
