En snabbguide till bearbetbarheten av aluminiumlegeringar

En snabbguide till bearbetbarheten av aluminiumlegeringar

Text av Freddy Leijon, specialist, Hydro

Bearbetbarheten av aluminiumlegeringar kan vara svår att förutse, även för vant branschfolk. Det finns många variabler att ta hänsyn till. En är materialets tillstånd, för att inte tala om dess fysikaliska egenskaper – legeringselement, mikrostruktur, hårdhet och mekaniska egenskaper.

Du kan se den här frågan på samma sätt som en restaurangkock gör när du lagar en måltid: Råvaran spelar roll. Med aluminium kommer rätt material att förbättra bearbetbarheten och därmed slutprodukten.

Generellt sett är bearbetning av aluminiumprofiler relativt billigt. Jag pratar om processer som kapning, svarvning, borrning, fräsning, gängning och stansning. En anledning är att verktygskostnaderna är låga på grund av lågt verktygsslitage till följd av låg specifik skärkraft. Skärkraften i aluminium är bara ungefär en tredjedel av den i stål. Dessutom är skärhastigheten som kan uppnås i aluminium mycket högre än för stål, vilket leder till billigare bearbetning.

Ändå måste du hålla ett öga på några grundläggande punkter för att uppnå kvalitets- och produktivitets-mål.

Spånbrytning är en kritisk aspekt av aluminiumbearbetbarhet

Låt mig börja med de två huvudsakliga klassificeringarna av aluminiumlegeringar: legeringar för gjutning och legeringar för valsning eller strängpressning. Cirka 85 % av aluminium används för valsning eller strängpressning, såsom plåt och folie och profiler. Här kan du hitta stora variationer, där vissa legeringar bildar väldigt små fina spån medans andra är svårare att uppnå tillfredsställande spånbrytning i.

För kategorin gjutna legeringar handlar bearbetning mer om verktygsslitage eftersom dessa legeringar har utmärkt spånbrytning.

För valsat eller strängpressat aluminium är spånbrytning den mest kritiska aspekten av skärbarheten.

Bra spånbrytning förhindrar:

• Spån som trasslar in sig i verktyget och undviker därmed driftstopp och verktygsbrott

• Spånrepor på bearbetade ytor som försämrar ytfinishen

För 6xxx-legeringar är den allmänna trenden att spånbrytning ökar med hårdhet, både med hårdare legeringar och härdning. Detta kan dock inte alltid översättas till andra legeringssystem. Det kan till exempel vara mycket svårt med vissa 7xxxlegeringar att nå bra spånbrytning, trots deras höga hållfasthet.

Du kan bedöma ett materials spånbrytningsförmåga med spånkartor eller spånräkning. Den första ger dig en bra överblick över spånbrytning vid olika skärparametrar, medan den senare ger dig en mer exakt mätning.

Tänk dessutom på:

1. Bearbetbarheten bör alltid bedömas under förhållanden som är så lika produktionen som möjligt

2. En enda maskinoperation kan inkludera skärparametrar över ett brett område

3. För att enkelt hitta rätt skärparametrar och ha en stabil skäroperation är ett material med brett intervall av acceptabelt spånbrytning att föredra

Specialaluminiumlegeringar 6061M och 6082M

En sista punkt: aluminiumproducenter har traditionellt legerat in element med låg smältpunkt bly (Pb) och vismut (Bi) i 6xxx legeringar för att uppnå god skärbarhet. Exempel är legeringarna 6042 och Hydro 6262.

Dock är bly och vismut förbjudna som legeringsämnen idag i vissa regioner. Där så är fallet kan specialversioner av legering 6061 och 6082 tillhandahålla god bearbetning istället. Dessa versioner har ett M i deras benämning (6061M och 6082M) och är optimerade både i kemiska sammansättningar och värmebehandlingar för att nå god skärbarhet.

Låt mig helt enkelt avsluta med att konstatera att utmärkt skärbarhet av aluminiumlegeringar uppnås genom noggrann kontroll av legeringens kemiska sammansättning och parametrarna i alla processteg.