Aluminium jest bardzo często stosowanym materiałem do wytłaczania i kształtowania profili, ponieważ posiada właściwości mechaniczne, które czynią je idealnym materiałem do formowania i kształtowania metalu z półfabrykatów. Wysoka ciągliwość aluminium oznacza, że metal ten można łatwo formować w różnorodne przekroje bez dużego nakładu energii w procesie obróbki lub formowania, a temperatura topnienia aluminium jest zazwyczaj o połowę niższa niż temperatura topnienia zwykłej stali. Oba te czynniki sprawiają, że proces wytłaczania profili aluminiowych jest stosunkowo energooszczędny, co obniża koszty narzędzi i produkcji. Wreszcie, aluminium charakteryzuje się również wysokim stosunkiem wytrzymałości do masy, co czyni je doskonałym wyborem do zastosowań przemysłowych.
Produktem ubocznym procesu wytłaczania mogą czasami pojawić się na powierzchni profilu drobne, niemal niewidoczne linie. Jest to wynik formowania narzędzi pomocniczych podczas wytłaczania, a w celu ich usunięcia można zastosować dodatkowe zabiegi obróbki powierzchni. Aby poprawić wykończenie powierzchni profilu, po zakończeniu głównego procesu formowania można wykonać kilka dodatkowych zabiegów obróbki powierzchni, takich jak frezowanie czołowe. Zabiegi te można wykonać w celu poprawy geometrii powierzchni, a tym samym profilu elementu poprzez zmniejszenie ogólnej chropowatości powierzchni wytłaczanego profilu. Zabiegi te są często stosowane w zastosowaniach, w których wymagane jest precyzyjne pozycjonowanie elementu lub ścisła kontrola powierzchni współpracujących.
Często widzimy oznaczenie materiału 6063-T5/T6 lub 6061-T4 itd. 6063 lub 6061 w tym oznaczeniu to marka profilu aluminiowego, a T4/T5/T6 to stan profilu aluminiowego. Jaka jest więc różnica między nimi?
Na przykład: Mówiąc prościej, profil aluminiowy 6061 ma lepszą wytrzymałość i wydajność cięcia, wysoką wytrzymałość, dobrą spawalność i odporność na korozję; profil aluminiowy 6063 ma lepszą plastyczność, co pozwala uzyskać materiał o większej precyzji, a jednocześnie ma wyższą wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności, lepszą odporność na pękanie, wysoką wytrzymałość, odporność na zużycie, korozję i wysoką odporność na temperaturę.
Stan T4:
Obróbka w roztworze + starzenie naturalne, czyli profil aluminiowy jest chłodzony po wytłoczeniu z wytłaczarki, ale nie jest starzony w piecu do starzenia. Profil aluminiowy, który nie został poddany starzeniu, charakteryzuje się stosunkowo niską twardością i dobrą odkształcalnością, co umożliwia późniejsze gięcie i inne procesy odkształcania.
Stan T5:
Obróbka w roztworze + niepełne sztuczne starzenie, czyli po schłodzeniu w powietrzu i hartowaniu po wytłaczaniu, a następnie przeniesienie do pieca do starzenia w temperaturze około 200 stopni przez 2-3 godziny. Aluminium w tym stanie charakteryzuje się stosunkowo wysoką twardością i pewną odkształcalnością. Jest to najczęściej stosowany materiał do ścian osłonowych.
Stan T6:
obróbka roztworem + całkowite sztuczne starzenie, czyli po chłodzeniu wodnym po wytłaczaniu, sztuczne starzenie po hartowaniu jest wyższe niż temperatura T5, a czas izolacji jest również dłuższy, aby osiągnąć wyższy stan twardości, który jest odpowiedni w przypadkach, gdy wymagania dotyczące twardości materiału są stosunkowo wysokie.
W poniższej tabeli przedstawiono szczegółowe właściwości mechaniczne profili aluminiowych wykonanych z różnych materiałów i w różnych stanach:
Granica plastyczności:
Jest to granica plastyczności materiałów metalowych, czyli naprężenie, które zapobiega mikroodkształceniom plastycznym. W przypadku materiałów metalowych bez wyraźnego odkształcenia plastycznego, wartość naprężenia, która powoduje odkształcenie szczątkowe 0,2%, jest określana jako granica plastyczności, nazywana warunkową granicą plastyczności lub granicą plastyczności. Siły zewnętrzne przekraczające tę granicę spowodują trwałe uszkodzenie części, którego nie da się naprawić.
Wytrzymałość na rozciąganie:
Gdy aluminium ugina się do pewnego stopnia, jego odporność na odkształcenia ponownie wzrasta z powodu przegrupowania ziaren wewnętrznych. Chociaż w tym momencie odkształcenie rozwija się szybko, może ono jedynie wzrastać wraz ze wzrostem naprężenia, aż do osiągnięcia wartości maksymalnej. Następnie odporność profilu na odkształcenia znacznie spada, a w najsłabszym punkcie występuje duże odkształcenie plastyczne. Przekrój poprzeczny próbki w tym miejscu gwałtownie się kurczy, a przewężenie następuje aż do jej pęknięcia.
Twardość Webstera:
Podstawową zasadą pomiaru twardości metodą Webstera jest użycie hartowanej igły ciśnieniowej o określonym kształcie, która naciska na powierzchnię próbki pod wpływem siły standardowej sprężyny, a następnie przyjmuje głębokość 0,01 mm jako jednostkę twardości Webstera. Twardość materiału jest odwrotnie proporcjonalna do głębokości penetracji. Im płytsza penetracja, tym wyższa twardość i odwrotnie.
Odkształcenie plastyczne:
Jest to rodzaj odkształcenia, którego nie da się samoistnie naprawić. Gdy materiały i komponenty inżynieryjne są obciążane poza zakres odkształceń sprężystych, dochodzi do odkształcenia trwałego, tzn. po usunięciu obciążenia następuje odkształcenie nieodwracalne lub odkształcenie resztkowe, czyli odkształcenie plastyczne.
Czas publikacji: 09.10.2024
