Bestes Aluminium zum Biegen: Welche Aluminiumlegierung ist die beste?

Ich weiß, dass sich viele Konstrukteure Sorgen über Risse beim Biegen von Aluminium machen. Sie wollen Metall, das sich reibungslos biegen lässt.

Legierungen wie 5052 und 3003 eignen sich am besten zum Biegen - sie sind weich und rissbeständig.

In diesem Artikel wird untersucht, welche Legierungen sich gut biegen lassen und warum sie wichtig sind.

Welche Aluminiumlegierung eignet sich am besten zum Biegen?

Ich habe einmal mit Hobby-Maschinenbauern gearbeitet. Wir haben versucht, 6061er und 5052er Streifen zu biegen. Das 6061er Band brach, während sich das 5052er Band sauber um die Form biegen ließ.

Die Legierungen 5052-H32 und 3003-H14 sind am besten zum Biegen geeignet. Sie haben eine niedrige Streckgrenze, eine gute Duktilität und sind resistent gegen Rissbildung bei Biegungen.

Tiefer eintauchen: Legierungseigenschaften und Biegsamkeit

Aluminiumlegierungen haben einen unterschiedlichen Magnesium- oder Kupfergehalt. Das beeinflusst ihre Flexibilität.

• 5052-H32

  • Magnesium ~2,5%
  • Streckgrenze ~193?MPa
  • Hohe Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit
  • Verwendet für Paneele, Schiffsarbeiten

• 3003-H14

  • Mangan ~1,0%
  • Streckgrenze ~145?MPa
  • Weich und leicht zu formen
  • Gut für Küchengeräte und Biegearbeiten

• 1100-H24

  • Kommerzielle Reinheit (~99%)
  • Streckgrenze ~55?MPa
  • Sehr weich, aber nicht stark
  • Biegt sich leicht, ist aber strukturell nicht stabil

Ich habe einmal 1?mm 5052 um einen 10?cm Radius gebogen, ohne dass es zu Rissen kam. Das hat mir gezeigt, warum die Legierung wichtig ist. Härtere Legierungen brechen oder federn zurück.

Zeit für ein Quiz:

Wie bereitet man Aluminium zum Biegen vor?

Ich hatte einen Fall, bei dem ein teilweise lackiertes Paneel beim Biegen an der Lackierlinie gerissen ist. Das hat mir gezeigt, dass die Vorbereitung wichtig ist.

Um Aluminium sauber zu biegen, sollten Sie Beschichtungen entfernen, bei Bedarf glühen und die Biegelinien genau markieren.

Tiefer eintauchen: Vorbereitungsschritte für das Biegen

1. Reinigung der Oberfläche

   • Öl, Fett und Farbe entfernen
   • Isopropylalkohol oder Aceton verwenden
   • Eine saubere Oberfläche sorgt für gleichmäßiges Biegen und reduziert Rissbildung

2. Glühen (fakultativ)

   • Legierung auf 300-350 °C erhitzen und langsam abkühlen
   • mildert härtere Temperamente wie H32 oder H14
   • Erleichtert das Biegen mit weniger Rissbildung

3. Markieren und messen

   • Anreißer oder Marker für Biegelinien verwenden
   • Berechnung der Biegezugabe einbeziehen
   • Hilft beim genauen Ausrichten von Matrize oder Bremse

4. Kantenbehandlung

   • Kanten leicht abrunden oder abfasen
   • Scharfe Kanten führen zu Spannungen und Rissen

5. Schmierung

   • Leichtes Öl oder Trockenfilm verwenden
   • Fördert den Aluminiumfluss in Werkzeugen

6. Sicherung und Unterstützung

   • Pads oder Stützen verwenden
   • Reduziert Quetschungen und ungleichmäßige Biegung

Das Glühen hat mir geholfen, als ich 5052-H32 etwa dreimal enger als den Nennbiegeradius gebogen habe. Nach ordnungsgemäßer Erwärmung und Abkühlung keine Risse.

Zeit für ein Quiz:

Welche Biegetechniken gewährleisten minimale Rissbildung?

Ich habe einmal ein langes Strangpressprofil für ein Geländer auf 90° gebogen. Ich benutzte ein Biegegerät mit drei Rollen und voreingestelltem Druck. Das Ergebnis war glatt und rissfrei.

Die Verwendung des richtigen Werkzeugs, die Kontrolle des Biegeradius und die Anwendung von Biegefolgetechniken minimieren die Rissbildung.

Tiefer eintauchen: Biegemethoden und Tipps

1. Abkantpresse, Rollenbieger oder Handbremse verwenden

• Langsam laufende Abkantpresse mit V-Matrize
• Drei-Rollen-Biegegerät gut für Rohre oder Profile
• Handbremse fein für Bleche bis zu 2?mm Dicke

2. Kontrolle des Biegeradius

• Der Mindestradius sollte ≥ 1× der Dicke für 5052 und 2× für härtere Legierungen sein.
• Enge Biegungen mit kleinem Radius reißen oft
• Prüfen Sie immer die Legierungsspezifikationen für den empfohlenen Grenzwert

3. Entlastungsschnitte für enge Biegungen verwenden

• Bei Strangpressprofilen verhindern kleine Entlastungslöcher oder Kerben eine Verformung.
• Material zwischen den Schnitten biegt sich sauber

4. Biegefolge

• Lange Profile allmählich biegen
• Mehrere kleine Biegungen einfacher als eine große
• Material zwischen den Biegungen entspannen lassen

5. Werkzeugoberfläche und Ausrichtung

• Stumpfe oder verschmutzte Matrizen verursachen Kratzer oder Risse
• Umschlingungsradius muss dem Material entsprechen
• Zentrieren und Ausrichten des Teils zur Vermeidung von Verdrehungen

6. Kühlung und Alterung

• Erhitzte Biegungen natürlich abkühlen lassen
• Bei gehärteten Legierungen kann die Abkühlung zu Spannungen führen

Ich habe 2 mm dickes 5052-Rohr mit einem Radius von 5 cm mit einem Dreifach-Rollenbieger gebogen. Die Rollen passten sich der Kontur des Rohrs an und unterstützten die ovale Form. Auch nach Hunderten von Biegungen keine Risse.

Zeit für ein Quiz:

Wie kann man die Kraft nach dem Biegen erhalten?

Ich habe einmal eine gereizte Platte verbogen. Sie hatte Mikrorisse, die schon bei geringer Belastung versagten. Im Nachhinein habe ich gelernt, dass es auf den Spannungsabbau ankommt.

Um die Festigkeit zu erhalten, müssen Sie die Kaltverfestigung kontrollieren, das Glühen nach dem Biegen anwenden und auf Risse prüfen.

Tiefer eintauchen: Post?bend-Schritte für den Erhalt der Stärke

1. Berücksichtigung der Kaltverfestigung

• Biegearbeit härtet die äußere Faser
• Das erhöht die Streckgrenze, senkt aber die Duktilität.
• Gut gegen Ermüdung, kann aber bei Überanstrengung zu Sprödigkeit führen

2. Spannungsarmglühen

• Leichte Erwärmung ~150-200?°C für 1 Stunde reduziert die Restspannung
• Langsames Abkühlen vermeidet Verformung
• Es erweicht nur leicht, verbessert aber die Lebensdauer

3. Richten oder Vorstrecken

• Leichte Entlastung zur Wiederherstellung der elastischen Form
• Vermeiden Sie eine Überdehnung, die zu Rissen im Teil führt.

4. Auf Risse untersuchen

• Farbeindringmittel oder Lupe an Biegezonen verwenden
• Mikrorisse müssen frühzeitig repariert oder ersetzt werden

5. Schützende Oberfläche

• Eloxieren oder Pulverbeschichten nach dem Biegen
• Macht die Oberfläche härter und korrosionsbeständig
• Eloxieren versiegelt auch die Biegefläche

6. Konstruktion für Ermüdung

• Verwenden Sie Kurven mit größerem Radius und vermeiden Sie scharfe Winkel.
• Verstärken Sie gebogene Bereiche, wenn das Teil zyklischen Belastungen ausgesetzt ist.

Ich habe eine A-förmige Klammer nach dem Biegen geglüht. Die Streckgrenze verstärkte die Kante, aber der Spannungsabbau verhinderte Haarrisse. Die Halterung überstand den 10.000-Zyklen-Test ohne Ausfall.

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Schlussfolgerung

Die Wahl von 5052 oder 3003, die Vorbereitung durch Reinigen und optionales Glühen, die Anwendung geeigneter Biegetechniken und die anschließende Spannungsreduzierung sorgen für starke, dauerhafte Biegungen. Mit Sorgfalt bleiben gebogene Aluminiumteile rissfrei und behalten ihre Festigkeit.