Wissen, welche Aluminiumlegierung zu verwenden ist

Aluminium ist stark, leicht, korrosionsbeständig und kostengünstig, was es zu einem äußerst vielseitigen und effektiven Material sowohl für Prototypen als auch für Produktionsläufe macht. Seine Duktilität macht es leicht formbar, und da Aluminiumlegierungen leicht absplittern, sind sie viel besser bearbeitbar als andere Metalle wie Stahl und Titan, was die Werkzeuglebensdauer verlängert.

Allerdings ist nicht jedes Aluminium gleich. Wie die meisten Metalle wird Aluminium normalerweise mit anderen Elementen legiert, um seine Eigenschaften zu verbessern, und zu wissen, welche Aluminiumlegierung zu verwenden ist, hängt von den spezifischen erforderlichen Eigenschaften ab. Die verschiedenen Arten von Aluminiumlegierungen unterscheiden sich in Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit und anderen Eigenschaften. Daher ist es wichtig, den Unterschied zwischen ihnen zu kennen, wenn Sie entscheiden, welche Aluminiumlegierung für eine bestimmte Anwendung verwendet werden soll.

Aluminium-Knetlegierungen werden durch eine vierstellige Nummer identifiziert. Die erste Ziffer identifiziert das Hauptlegierungselement oder die Hauptlegierungselemente, sodass Legierungen mit der gleichen ersten Ziffer ähnliche Eigenschaften haben und als zur selben Familie oder Reihe gehörend betrachtet werden können.

In diesem Beitrag betrachten wir die sieben Serien von Aluminiumlegierungen, ihre gemeinsamen Eigenschaften und Anwendungen sowie den Unterschied zwischen geschmiedetem und gegossenem Aluminium. Wir geben Ihnen auch einige Hinweise, welche Aluminiumlegierung Sie für Ihre Anwendung verwenden sollten.

1xxx-Serie

Die Legierungen der 1xxx-Serie oder kommerziell reines Aluminium bestehen zu mindestens 99,0 Prozent aus reinem Aluminium. Kommerziell reines Aluminium ist sehr weich und duktil und hat eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit und thermische und elektrische Leitfähigkeit. Aus diesem Grund wird die 1xxx-Serie häufig für elektrische Übertragungsleitungen verwendet.

Im Allgemeinen können weichere Aluminiumlegierungen wie 1xxx schwierig zu bearbeiten sein, da sie dazu neigen, eine Ansammlung von geschmolzenem Aluminium auf dem Schneidwerkzeug zu bilden. Die gleichen Eigenschaften verleihen der 1xxx-Serie jedoch eine hervorragende Schweißbarkeit. Die 1xxx-Serie ist nicht wärmebehandelbar, da keine wesentlichen Legierungselemente vorhanden sind, die ihre Struktur beeinflussen könnten.

2xxx-Serie

Die 2xxx-Serie enthält Kupfer als Hauptlegierungselement, was ihnen eine gute Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit verleiht. Sie sind jedoch nicht so beständig gegen atmosphärische Korrosion wie die meisten anderen Aluminiumlegierungen, daher werden sie normalerweise mit einer korrosionsbeständigeren Legierung lackiert oder verkleidet. Legierungen der 2xxx-Serie, insbesondere 2024, werden aufgrund ihres hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses häufig in Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt.

Legierungen der 2xxx-Serie lassen sich in der Regel gut bearbeiten, sind im vollständig geglühten Zustand sehr formbar und können nach dem Formen wärmebehandelt werden, um ihre Festigkeit erheblich zu erhöhen. Sie sind jedoch die am wenigsten schweißbare Gruppe von Aluminiumlegierungen und sehr anfällig für Heißrisse.

3xxx-Serie

Mangan ist das primäre Legierungselement in der 3xxx-Reihe, einer Gruppe von mittelfesten, korrosionsbeständigen Aluminiumlegierungen. 3003 ist eine gängige, vielseitige Legierung, die häufig für allgemeine Zwecke verwendet wird, da sie eine anständige Festigkeit und gute Verarbeitbarkeit aufweist. Eine weitere Legierung der 3xxx-Serie, 3004, ist als Material für Getränkedosen aus Aluminium bekannt.

Bei der Entscheidung, welche Aluminiumlegierung verwendet werden soll, sind Legierungen der 3xxx-Serie für viele Anwendungen eine gute Wahl. Sie sind leicht formbar, schweißbar und gut bearbeitbar, aber weniger bearbeitbar als andere, härtere Legierungsserien. Sie sind im Allgemeinen nicht wärmebehandelbar.

4xxx-Serie

Die Legierungen der 4xxx-Serie enthalten Silizium als Hauptlegierungselement, das den Schmelzpunkt senkt, während die Duktilität erhalten bleibt. Sie werden in der Regel eher als Schweißdraht oder Lötzusatz als als Basismaterial verwendet. Alloy 4043 ist einer der gebräuchlichsten Füllstoffe zum Schweißen von Legierungen der 6xxx-Serie. Legierungen der Serie 4xxx sind nicht wärmebehandelbar.

5xxx-Serie

Die Legierungen der Serie 5xxx enthalten Magnesium als primäres Legierungselement. Legierungen dieser Serie sind normalerweise in Blech oder Platte erhältlich und haben eine mittlere bis hohe Festigkeit und eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in Meeresumgebungen. Aus diesem Grund wird die 5xxx-Serie häufig in Konstruktionen, Lagertanks, Druckbehältern und Schiffsanwendungen eingesetzt.

Legierungen der Serie 5xxx haben eine ausgezeichnete Formbarkeit, Schweißbarkeit, ziemlich gute Bearbeitbarkeit und sind nicht wärmebehandelbar.

6xxx-Serie

Die Legierungen der 6xxx-Serie – die beliebteste und vielseitigste Gruppe von Aluminiumlegierungen – enthalten sowohl Magnesium als auch Silizium als Legierungselemente. Sie haben eine mäßig hohe Festigkeit bei gleichzeitig ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit.

Legierungen der 6xxx-Serie sind wärmebehandelbar, gut formbar und haben eine gute Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit, was sie zu großartigen Materialien für eine Vielzahl von Anwendungen macht. Die gebräuchlichste Aluminiumlegierung, 6061, wird für Flugzeug-, Automobil- und Schiffsrahmen, architektonische Strukturen, Industriemaschinen, medizinische und Halbleiterbaugruppen und unzählige andere Anwendungen verwendet. Für viele Kunden, die entscheiden, welche Aluminiumlegierung sie in einer allgemeinen Anwendung verwenden möchten, ist 6061 eine zuverlässige, leicht verfügbare Wahl.

7xxx-Serie

Die 7xxx-Serie enthält Zink als primäres Legierungselement, und die meisten Legierungen enthalten auch kleinere Mengen an Magnesium, Kupfer oder Chrom. Dies ist die stärkste Gruppe von Aluminiumlegierungen, von denen einige in ihrer Festigkeit mit Stahl vergleichbar sind. Ihre hohe Festigkeit macht sie ideal für Hochleistungsanwendungen in der Flugzeug-, Luft- und Raumfahrt- und Sportausrüstungsindustrie.

Die Legierungen der 7xxx-Reihe haben je nach Legierungselementen unterschiedliche Eigenschaften. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit sind sie im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen schwierig zu formen, und die meisten Legierungen dieser Gruppe sind nicht schweißbar. Die Bearbeitbarkeit hängt von der Legierung ab, aber wie die meisten härteren Sorten lassen sie sich gut bearbeiten. Die 7xxx-Serie ist wärmebehandelbar.

Geschmiedetes vs. Gussaluminium

Alle oben genannten Legierungsbezeichnungen beziehen sich auf geschmiedetes Aluminium, das in fester Form mit Techniken wie Walzen oder Strangpressen bearbeitet wird. Es gibt aber auch Bezeichnungen für Aluminiumgusslegierungen. Aluminiumguss wird in einem Ofen geschmolzen und in eine Form gegossen, was ihm sehr unterschiedliche Eigenschaften verleiht.

Das Bezeichnungssystem für Aluminiumgusslegierungen basiert auf dem Format xxx.x. Genau wie bei der Knetlegierungsreihe stellt die erste Ziffer das Hauptlegierungselement dar, und die anderen Ziffern entsprechen den gleichen Elementen wie bei der Knetlegierungsreihe. Beispielsweise ist die Serie 1xx.x kommerziell reiner Aluminiumguss, 2xx.x ist mit Kupfer legierter Aluminiumguss und so weiter.

Gusslegierungen enthalten größere Prozentsätze an Legierungselementen als Knetlegierungen. Sie haben aufgrund von Gussfehlern tendenziell eine geringere Zugfestigkeit als geschmiedetes Aluminium, sodass sie normalerweise nicht für strukturelle Anwendungen verwendet werden. Gusslegierungen sind billiger als Knetlegierungen, und das Gießverfahren ermöglicht viel mehr Flexibilität bei den herstellbaren Formen. Es können Aluminiumgussteile hergestellt werden, die wenig oder gar keine Nachbearbeitung erfordern.

Aluminium-Werkzeugplatten werden im Allgemeinen gegossen, da das Gießverfahren sehr genaue Ebenheits- und Dickentoleranzen zulässt. Mic-6 ist ein Beispiel für eine Gussaluminium-Werkzeugplatte aus einer 7xx.x-Legierung. Die Mic-6-Werkzeugplatte ist bekannt für ihre hervorragende Stabilität und streng kontrollierte Ebenheit und Dicke, die sich aus der hohen Festigkeit der 7xx.x-Legierung und dem sorgfältig kontrollierten Gießprozess ergibt.

Welche Aluminiumlegierung soll verwendet werden?

Industrial Metal Service ist auf die Lieferung von Aluminium an Werkstätten, Verarbeiter und Hersteller in der San Francisco Bay Area und weltweit spezialisiert. Wir haben einen umfangreichen Bestand an Aluminiumlegierungen auf Lager, darunter sowohl neue Materialien aus US-Werken als auch verifizierte Aluminiumlegierungsreste, was im Vergleich zu neuem Material erhebliche Einsparungen bietet. Mit unseren Präzisions-Zuschnitt-Sägediensten können wir Aluminium auf die genauen Abmessungen zuschneiden, die für Ihren Prozess erforderlich sind.