มีเหตุผลหลายประการที่ทำให้อลูมิเนียมเป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่นิยมใช้กันมากที่สุดมีความอ่อนตัวและอ่อนตัวได้มาก จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลายความเหนียวทำให้ทำเป็นฟอยล์อลูมิเนียมได้ และความเหนียวทำให้สามารถดึงอลูมิเนียมเป็นแท่งและสายไฟได้
อะลูมิเนียมยังมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง เนื่องจากเมื่อวัสดุสัมผัสกับอากาศ จะเกิดชั้นออกไซด์ป้องกันตามธรรมชาติการเกิดออกซิเดชันนี้สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการปลอมแปลงเพื่อให้การป้องกันที่แข็งแกร่งขึ้นชั้นป้องกันอะลูมิเนียมตามธรรมชาติทำให้ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนนอกจากนี้ อลูมิเนียมยังเป็นตัวนำความร้อนและตัวนำความร้อนได้ดี ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนและสแตนเลส
(อลูมิเนียมฟอยล์)
ขึ้นรูปได้เร็วและง่ายกว่าเหล็กกล้า และอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานหลายประเภทที่ต้องใช้วัสดุที่แข็งแรงและทนทานสุดท้าย เมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ อลูมิเนียมสามารถกู้คืนได้ดี จึงสามารถบันทึก หลอมและนำเศษวัสดุกลับมาใช้ใหม่ได้เมื่อเทียบกับพลังงานที่ใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ อลูมิเนียมรีไซเคิลสามารถประหยัดพลังงานได้ถึง 95%
แน่นอนว่าการใช้อะลูมิเนียมก็มีข้อเสียอยู่บ้าง โดยเฉพาะเมื่อเทียบกับเหล็กมันไม่แข็งเหมือนเหล็ก ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่ไม่ดีสำหรับชิ้นส่วนที่มีแรงกระแทกสูงกว่าหรือความสามารถในการรองรับแบริ่งที่สูงมากจุดหลอมเหลวของอะลูมิเนียมยังต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด (660 ℃ และจุดหลอมเหลวของเหล็กอยู่ที่ประมาณ 1400 ℃) ดังนั้นจึงไม่สามารถทนต่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูงมากนอกจากนี้ยังมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูงมากดังนั้น หากอุณหภูมิสูงเกินไประหว่างการประมวลผล จะทำให้เสียรูปและยากต่อการรักษาความคลาดเคลื่อนอย่างเคร่งครัดสุดท้ายอลูมิเนียมอาจมีราคาแพงกว่าเหล็กเนื่องจากความต้องการพลังงานที่สูงขึ้นในกระบวนการบริโภค
อลูมิเนียมอัลลอยด์
ด้วยการปรับปริมาณชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมเล็กน้อย สามารถผลิตอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้นับไม่ถ้วนอย่างไรก็ตาม การเรียบเรียงบางส่วนได้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์มากกว่าองค์ประกอบอื่นๆโลหะผสมอลูมิเนียมทั่วไปเหล่านี้ถูกจัดกลุ่มตามองค์ประกอบการผสมที่สำคัญแต่ละชุดมีคุณสมบัติทั่วไปบางอย่างตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมอัลลอยด์ 3000, 4000 และ 5000 Series ไม่สามารถอบร้อนได้ ดังนั้นจึงมีการนำงานเย็นหรือที่เรียกว่าการชุบแข็งมาใช้
ประเภทโลหะผสมอลูมิเนียมหลัก
1000 ซีรีส์
อะลูมิเนียมอัลลอย 1xxx ประกอบด้วยอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ที่สุด โดยมีปริมาณอะลูมิเนียมอย่างน้อย 99% โดยน้ำหนักไม่มีองค์ประกอบการผสมที่เฉพาะเจาะจงซึ่งส่วนใหญ่เป็นอลูมิเนียมบริสุทธิ์เกือบทั้งหมดตัวอย่างเช่น อลูมิเนียม 1199 มีอลูมิเนียม 99.99% โดยน้ำหนัก และใช้ในการผลิตฟอยล์อลูมิเนียมเกรดเหล่านี้เป็นเกรดที่อ่อนที่สุด แต่สามารถชุบแข็งได้ ซึ่งหมายความว่าจะแข็งแรงขึ้นเมื่อเปลี่ยนรูปซ้ำแล้วซ้ำอีก
2000 ซีรีส์
องค์ประกอบการผสมหลักของอลูมิเนียมซีรีส์ 2000 คือทองแดงอะลูมิเนียมเกรดเหล่านี้สามารถชุบแข็งด้วยการตกตะกอน ซึ่งทำให้มีความแข็งแรงเกือบเท่ากับเหล็กกล้าการชุบแข็งด้วยการตกตะกอนเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดเพื่อตกตะกอนโลหะอื่นๆ จากสารละลายโลหะ (ในขณะที่โลหะยังคงเป็นของแข็ง) และช่วยปรับปรุงความแข็งแรงของผลผลิตอย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเพิ่มทองแดง ความต้านทานการกัดกร่อนของเกรดอะลูมิเนียม 2XXX จึงต่ำอะลูมิเนียม 2024 ยังมีแมงกานีสและแมกนีเซียมสำหรับชิ้นส่วนอากาศยาน
3000 ซีรีส์
แมงกานีสเป็นสารเติมแต่งที่สำคัญที่สุดในกลุ่มอะลูมิเนียม 3000อลูมิเนียมอัลลอยด์เหล่านี้ยังสามารถชุบแข็งได้ (ซึ่งจำเป็นเพื่อให้ได้ระดับความแข็งที่เพียงพอ เนื่องจากอลูมิเนียมเกรดเหล่านี้ไม่สามารถผ่านการอบชุบด้วยความร้อนได้)อะลูมิเนียม 3004 ยังประกอบด้วยแมกนีเซียม ซึ่งเป็นโลหะผสมที่ใช้ในกระป๋องเครื่องดื่มอะลูมิเนียมและเป็นแบบชุบแข็ง
4000 ซีรีส์
อลูมิเนียมซีรีส์ 4000 มีซิลิกอนเป็นองค์ประกอบการผสมหลักซิลิคอนช่วยลดจุดหลอมเหลวของอะลูมิเนียมเกรด 4xxxอลูมิเนียม 4043 ใช้เป็นวัสดุแท่งเติมสำหรับการเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6000 ซีรีส์และอลูมิเนียม 4047 ใช้เป็นแผ่นบางและสารเคลือบ
5000 ซีรีส์
แมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบการผสมหลักของซีรีส์ 5000เกรดเหล่านี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีที่สุด ดังนั้นจึงมักใช้ในงานทางทะเลหรือในสถานการณ์อื่นๆ ที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอลูมิเนียม 5083 เป็นโลหะผสมที่ใช้กันทั่วไปสำหรับชิ้นส่วนทางทะเล
6000 ซีรีส์
แมกนีเซียมและซิลิกอนใช้ทำโลหะผสมอลูมิเนียมทั่วไปบางชนิดการรวมกันขององค์ประกอบเหล่านี้ใช้เพื่อสร้างซีรีส์ 6000 ซึ่งโดยทั่วไปง่ายต่อการประมวลผลและสามารถตกตะกอนได้6061 เป็นอลูมิเนียมอัลลอยด์ชนิดหนึ่งที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงมักใช้ในงานโครงสร้างและอวกาศ
7000 ซีรีส์
อลูมิเนียมอัลลอยด์เหล่านี้ทำมาจากสังกะสีและบางครั้งก็ประกอบด้วยทองแดง โครเมียม และแมกนีเซียมพวกเขาสามารถเป็นโลหะผสมอลูมิเนียมที่แข็งแรงที่สุดโดยการตกตะกอนแข็ง7000 มักใช้ในงานด้านการบินและอวกาศเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง7075 เป็นแบรนด์ทั่วไปแม้ว่าความต้านทานการกัดกร่อนจะสูงกว่าวัสดุซีรีส์ 2000 แต่ความต้านทานการกัดกร่อนก็ต่ำกว่าโลหะผสมอื่นๆโลหะผสมนี้ใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านอวกาศ
โลหะผสมอลูมิเนียมเหล่านี้ทำจากสังกะสีและบางครั้งก็เป็นทองแดง โครเมียม และแมกนีเซียม และสามารถเป็นโลหะผสมอลูมิเนียมที่แข็งแรงที่สุดได้ด้วยการชุบแข็งด้วยการตกตะกอนคลาส 7000 มักใช้ในการใช้งานด้านอวกาศเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง7075 เป็นเกรดทั่วไปที่มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่าโลหะผสมอื่นๆ
8000 ซีรีส์
8000 Series เป็นคำทั่วไปที่ใช้กับอลูมิเนียมอัลลอยด์ประเภทอื่นไม่ได้โลหะผสมเหล่านี้อาจรวมถึงองค์ประกอบอื่นๆ มากมาย รวมทั้งเหล็กและลิเธียมตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียม 8176 ประกอบด้วยเหล็ก 0.6% และซิลิกอน 0.1% โดยน้ำหนัก และใช้ทำสายไฟ
การรักษาการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาอลูมิเนียมและการรักษาพื้นผิว
การอบชุบด้วยความร้อนเป็นกระบวนการปรับสภาพทั่วไป ซึ่งหมายความว่าจะเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุของโลหะหลายชนิดในระดับเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอลูมิเนียมจำเป็นต้องเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงอลูมิเนียมที่ไม่ผ่านการบำบัดเป็นโลหะอ่อน ดังนั้นเพื่อให้ทนต่อการใช้งานบางอย่าง จำเป็นต้องผ่านกระบวนการปรับแต่งบางอย่างสำหรับอะลูมิเนียม กระบวนการจะแสดงด้วยตัวอักษรที่ท้ายหมายเลขเกรด
การรักษาความร้อน
อลูมิเนียมซีรีส์ 2XXX, 6xxx และ 7xxx สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้ซึ่งช่วยปรับปรุงความแข็งแรงและความแข็งของโลหะ และเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานบางอย่างโลหะผสมอื่นๆ 3xxx, 4xxx และ 5xxx สามารถทำงานเย็นเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งเท่านั้นโลหะผสมสามารถกำหนดชื่อตัวอักษรที่แตกต่างกันได้ (เรียกว่าชื่อการแบ่งเบาบรรเทา) เพื่อพิจารณาว่าจะใช้การรักษาแบบใดชื่อเหล่านี้คือ:
F แสดงว่าอยู่ในสถานะการผลิตหรือวัสดุไม่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน
H หมายความว่าวัสดุผ่านการชุบแข็งแล้วไม่ว่าจะดำเนินการพร้อมกันกับการอบชุบด้วยความร้อนหรือไม่ก็ตามตัวเลขหลัง "H" ระบุประเภทของการอบชุบด้วยความร้อนและความแข็ง
O แสดงว่าอะลูมิเนียมผ่านการอบอ่อน ซึ่งลดความแข็งแรงและความแข็งดูเหมือนจะเป็นทางเลือกที่แปลก - ใครต้องการวัสดุที่อ่อนนุ่มกว่านี้?อย่างไรก็ตาม การอบอ่อนทำให้เกิดวัสดุที่ง่ายต่อการประมวลผล อาจแข็งแกร่งกว่าและเหนียวกว่า ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับวิธีการผลิตบางอย่าง
T แสดงว่าอะลูมิเนียมผ่านการอบชุบแล้ว และตัวเลขหลัง "t" แสดงถึงรายละเอียดของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนตัวอย่างเช่น Al 6061-T6 เป็นสารละลายที่ผ่านการบำบัดด้วยความร้อน (รักษาไว้ที่ 980 ° F จากนั้นนำไปแช่ในน้ำเพื่อให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว) และมีอายุระหว่าง 325 ถึง 400 ° F
การรักษาพื้นผิว
มีการรักษาพื้นผิวมากมายที่สามารถนำไปใช้กับอลูมิเนียมได้ และการรักษาพื้นผิวแต่ละครั้งมีลักษณะและลักษณะการป้องกันที่เหมาะสมกับการใช้งานที่แตกต่างกัน
ไม่มีผลกระทบต่อวัสดุหลังการขัดเงาการรักษาพื้นผิวนี้ใช้เวลาและความพยายามน้อยลง แต่มักจะไม่เพียงพอสำหรับชิ้นส่วนตกแต่ง และเหมาะที่สุดสำหรับต้นแบบที่ทดสอบการทำงานและความเหมาะสมเท่านั้น
การเจียรเป็นขั้นตอนต่อไปจากพื้นผิวที่กลึงให้ความสำคัญกับการใช้เครื่องมือที่แหลมคมและการเก็บผิวละเอียดเพื่อให้ได้พื้นผิวที่เรียบเนียนยิ่งขึ้นนี่เป็นวิธีการตัดเฉือนที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งมักใช้ในการทดสอบชิ้นส่วนอย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ยังคงทิ้งร่องรอยของเครื่องจักรไว้และมักไม่ใช้ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
การพ่นทรายจะสร้างพื้นผิวด้านโดยการพ่นลูกปัดแก้วเล็กๆ ลงบนชิ้นส่วนอลูมิเนียมการดำเนินการนี้จะลบเครื่องหมายการตัดเฉือนส่วนใหญ่ (แต่ไม่ทั้งหมด) และทำให้มีลักษณะที่เรียบแต่ละเอียดรูปลักษณ์และสัมผัสอันเป็นเอกลักษณ์ของแล็ปท็อปยอดนิยมบางรุ่นมาจากการพ่นทรายก่อนการชุบอโนไดซ์
Anodic oxidation เป็นวิธีการรักษาพื้นผิวทั่วไปเป็นชั้นออกไซด์ป้องกันที่จะก่อตัวตามธรรมชาติบนพื้นผิวอลูมิเนียมเมื่อสัมผัสกับอากาศในกระบวนการตัดเฉือนแบบแมนนวล ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมจะถูกแขวนไว้บนตัวรองรับการนำไฟฟ้า จุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ และนำกระแสตรงเข้าสู่สารละลายอิเล็กโทรไลต์เมื่อสารละลายที่เป็นกรดละลายชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ กระแสจะปล่อยออกซิเจนออกสู่ผิว ทำให้เกิดชั้นป้องกันใหม่ของอลูมินา
โดยการปรับสมดุลของอัตราการละลายและอัตราการสะสม ชั้นออกไซด์จะก่อตัวเป็นรูพรุนระดับนาโน ทำให้สารเคลือบสามารถเติบโตต่อไปได้เกินขอบเขตของความเป็นไปได้ตามธรรมชาติหลังจากนั้น เพื่อความสวยงาม บางครั้ง nanopores จะถูกเติมด้วยสารยับยั้งการกัดกร่อนหรือสีย้อมอื่นๆ จากนั้นจึงผนึกเพื่อเคลือบป้องกันจนเสร็จสมบูรณ์
ทักษะการแปรรูปอลูมิเนียม
1. หากชิ้นงานมีความร้อนสูงเกินไประหว่างการประมวลผล ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูงของอะลูมิเนียมจะส่งผลต่อความทนทาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่บางเพื่อป้องกันผลกระทบด้านลบใดๆ คุณสามารถหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความร้อนได้โดยการสร้างเส้นทางเครื่องมือที่ไม่มุ่งความสนใจไปที่บริเวณใดบริเวณหนึ่งนานเกินไปวิธีนี้สามารถระบายความร้อนได้ และสามารถดูและแก้ไขเส้นทางเครื่องมือได้ในซอฟต์แวร์ลูกเบี้ยวที่สร้างโปรแกรมการตัดเฉือน CNC
2. ถ้าแรงมากเกินไป ความนุ่มนวลของโลหะผสมอลูมิเนียมบางชนิดจะส่งเสริมการเสียรูประหว่างการประมวลผลดังนั้นอลูมิเนียมเกรดเฉพาะจึงถูกประมวลผลตามอัตราการป้อนและความเร็วที่แนะนำเพื่อสร้างแรงที่เหมาะสมระหว่างการประมวลผลกฎทั่วไปอีกประการหนึ่งในการป้องกันการเสียรูปคือการรักษาความหนาของชิ้นงานให้มากกว่า 0.020 นิ้วในทุกพื้นที่
3. ผลกระทบอีกประการหนึ่งของความเหนียวของอะลูมิเนียมคือสามารถสร้างขอบคอมโพสิตของวัสดุบนเครื่องมือได้วิธีนี้จะปกปิดพื้นผิวการตัดที่แหลมคมของเครื่องมือ ทำให้เครื่องมือทื่อ และลดประสิทธิภาพการตัดลงขอบที่สะสมนี้อาจทำให้พื้นผิวของชิ้นงานไม่ดีเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมขอบ วัสดุเครื่องมือจะใช้สำหรับการทดสอบพยายามเปลี่ยน HSS (เหล็กกล้าความเร็วสูง) ด้วยเม็ดมีดซีเมนต์คาร์ไบด์ และในทางกลับกัน และปรับความเร็วตัดคุณสามารถลองปรับปริมาณและประเภทของน้ำมันตัดกลึงได้
