Plåt kontra aluminium

Bearbetning: Staffan Mattson

Vad är fördelarna med 2618 plåt kontra 5083 gjuten aluminiumplatta?

Att välja rätt aluminiumlegering är ett viktigt steg i planeringen av tillverkningsprocessen. Varje sort har sina egna unika egenskaper och svarar på hållfasthet och miljöförhållanden i enlighet med deras kemiska och mekaniska egenskaper. Det är viktigt för designer och tillverkare att noggrant överväga styrkor och svagheter hos varje enskild sort innan de fattar ett slutgiltigt beslut om materialval.

Tyvärr är det inte alltid möjligt att genomföra en utökad prototyp- eller testfas innan en produkt eller applikation lanseras. Därför vill smarta producenter samarbeta med en pålitlig materialleverantör som har stor erfarenhet av en mängd olika material. Att kunna samråda med en expert kan ofta vara skillnaden mellan ett projekts framgång eller misslyckande. De flesta artiklar som diskuterar framgångarna med aluminiumverktyg har fokuserats på aluminiumlegeringar i 7xxx-serien. Även om dessa legeringar har enastående egenskaper som är tillämpliga på vissa formtillämpningar, är de inte alltid det mest lämpliga valet.

Här ska vi titta på två populära aluminiumprodukter för gjutna plattor, legering AA 2618 och AA 5083. Vi ska jämföra egenskaperna för var och en, diskuterar för- och nackdelar med dem och gå igenom några vanliga applikationer.

Vad är en gjuten aluminiumplatta? Innan vi undersöker skillnaderna mellan gjuten aluminiumplåt av 2618 och 5083, kan det vara lärorikt att titta på hur gjuten aluminiumplåt är tillverkad. Denna process är viktig för att säkerställa att dina aluminiumlegeringar är korrekt tillverkade och har de önskade egenskaperna.

Det första steget i processen inbegriper gjutning av aluminium till ett plåtgöt. Primärt eller sekundärt smält aluminium hälls i gjutformar som ger runda eller platta ämnen. Runda, gjutna och ytfrästa stänger kan tillhandahållas i storlekar upp till 990 mm i diameter och plattor finns tillgängliga i upp till nästan 990 mm tjocklek och nästan 2,4 m breda ämnen.

Ämnena homogeniseras sedan i stora ugnar. Denna värmebehandling sprider ut legeringsämnena som fastnat i metallens korngränser under gjutningen. Processen omfattar en värmning upp till strax under materialets smältpunkt och hålls där under en viss bestämd tid. Detta gör det möjligt för de segregerade legeringsämnena att diffundera tillbaka in i aluminiummatrisen för att utföra sina funktioner för materialets fysiska och mekaniska egenskaper. Ämnena sågas sedan i olika tjocklekar och kan genomgå ytterligare bearbetning beroende på storlek. Legering 5083 med tjocklekar upp till 100 mm är ofta precisionsbearbetade till snäva toleranser för användning som verktygsplattor.

Vilka egenskaper har 2618? 2618 är en populär legering i 2000-serien, vilka är kända för sin hårdhet och höga hållfasthet, liksom för att de kan värmebehandlas och svetsas. Även om de kan värmebehandlas har de utmärkta mekaniska egenskaper i gjutet tillstånd. Det primära legeringsämnet är koppar. 2618 har en densitet på 2,80 g/cm³ och uppvisar en överlägsen värmeledningsförmåga jämfört med 5083. 2618 uppvisar utmärkt bearbetbarhet och är dimensionsstabilt i gjutet tillstånd. Det accepterar lätt ytbehandlingar som anodisering och nickelbeläggning. Det är lättpolerat och kan genomgå ytbehandlingar som t.ex strukturering. Den noggranna homogeniseringsprocessen säkerställer enhetliga egenskaper genom hela tvärsnittet hos större ämnen, vilket är av stor vikt i arbetsområdet för större gjutapplikationer.

Plattan av 2618 kan värmebehandlas (härdas och åldras), men den blir mindre dimensionsstabil efter processen.

Vilka egenskaper har 5083? Legering 5083 tillhör 5000-serien, vilken är känd för att vara mycket svetsbar med god korrosionsbeständighet i marin miljö. Dess huvudsakliga legeringsämne är magnesium och har en densitet på 2,66 g/cm3 . 5083 rekommenderas inte för användning vid högre temperatur.

Sorten har många av de fördelar som 2618 gjutplatta har vad gäller svetsbarhet, bearbetbarhet, ytbehandlingar, beläggningar och följdriktiga egenskaper. Den lägre densiteten hos 5083 ger viktbesparingar jämfört med 2618 och vissa andra aluminiumsorter.

Även om denna sort är homogeniserad kan den inte värmebehandlas (härdas) för att förbättra egenskaper eller prestanda.

Vilka användningsområden är vanliga för 2618 och 5083? Tack vare hög hållfasthet och hårdhet tillsammans med förbättrade prestanda vid höga temperaturer, är de vanligaste användningsområdena för 2618 gjutna plattor inom flyg-, fordons- och plastindustrin. De används vanligtvis i kolvar och motorblock. Dess motståndskraft mot termisk utmattning gör den väl lämpad för kompositverktyg vid hög temperatur i rymden. Den förbättrade värmeledningsförmågan hos 2618 lämpar sig väl för alla typer av verktyg för plastformning, inklusive rotationsformning, formblåsning, lågvolym formsprutning, formpressning, reaction injection molding (RIM) och resin transfer molding.

Även om gjutna aluminiumplattor kommer att finnas i ett brett spektrum för applikationer såsom plastformar, gör dess ökade korrosionsbeständighet den särskilt effektiv för användning med expanderad polypropen och expanderad polystyren. Dessa har ofta applikationer för fordons- och förpackningsindustrin. Ett mycket populärt användningsområde för 5083 är gjutna verktygsplattor. Tjocklekar upp till 100 mm är precisionsbearbetade till snäva toleranser för tillverkning av kontrollriggar, robot- och automatiseringskomponenter, gjuterimönster, vakuum- och fräsbord, förpacknings- och tryckmaskiner, inspektionsutrustningar och bearbetningsjiggar. Dimensionsstabiliteten och de snäva planhetstoleranserna som är inneboende i 5083 gjutna verktygsplattor är kritiska för applikationer där noggrannhet är av största vikt.

Teknisk service Att välja mellan två olika legeringar kan vara svårt. Det är därför som partnerskap med en pålitlig materialleverantör är så meningsfullt. På Clinton Aluminium har vårt team sett allt, och vi är engagerade i att hjälpa var och en av våra kunder genom varje steg i upphandlingsprocessen. Vi står redo att svara på frågor om krävande applikationer. Med i genomsnitt nästan tretton år i branschen kommer vår erfarenhet och förtrogenhet att bli omedelbar uppenbar.

Som Midwests ledande leverantör av produkter i aluminium och rostfritt stål har Clinton Aluminium en dokumenterad historia av framgång med att hjälpa kunder. Kontakta oss i dag för att lära dig mer om hur Clinton Aluminium kan göra ditt företag mer konkurrenskraftigt!

Aluminiumlegeringar har hög duktilitet och god korrosionsbeständighet. De har hög elektrisk och termisk ledningsförmåga och bra egenskaper vid låga temperaturer, eftersom de blir starkare när temperaturer sjunker under noll. Dock minskar hållfastheten vid 200–250°C. Aluminium 2618 är en härdbar legering som innehåller magnesium och koppar. Aluminium 5083 är en icke härdbar legering som innehåller magnesium och mangan.

Kemisk sammansättning (%) Legering 2618

Aluminium, Al 93,7 Koppar, Cu 2,30 Magnesium, Mg 1,60 Järn, Fe 1,1 Nickel, Ni 1,0 Kisel, Si 0,18 Krom, Cr Mangan, Mn

5083

94,7

4,4

0,15 0,7

Fysikaliska egenskaper

Densitet g/cm3 2,6-2,8 Smältpunkt °C 510 2,66 577

Mekaniska egenskaper

Brottgräns MPa 440 Sträckgräns MPa 370 Utmattningshållfasthet MPa 125 Elasticitetsmodul GPa 70-80 Poissons tal 0,33 Brottförlängning % 10 305-380 215

70-80 0,33 10

Termiska egenskaper

Termisk expansion 10–6/ºC Termisk ledningsförmåga 146 (T61) W/mK vid 25°C 23,4 120