Hardheidsniveaus van aluminium extrusie per legering?
Geëxtrudeerd aluminium met een zachte legering met een lage hardheid buigt, slijt of vervormt soms onder belasting. Daardoor gaan onderdelen snel stuk of slijten ze snel.
Door de juiste legering en hardheid te kiezen, krijgen geëxtrudeerde aluminium profielen de hardheid die nodig is voor sterkte, slijtvastheid en betrouwbare bewerking.
Laten we eens kijken welke legeringen de hoogste hardheid bieden, hoe je die meet, hoe ontlaten de hardheid beïnvloedt en hoe het de bewerkbaarheid beïnvloedt.
Welke aluminiumlegeringen hebben de hoogste hardheid?
Wanneer je een aluminiumlegering kiest voor extrusies, is de chemische samenstelling van de legering van groot belang. Sommige legeringen harden van nature meer dan andere - dat zorgt voor een hogere sterkte, hardheid en belastbaarheid.
Legeringen uit de 7000-serie (zoals 7075) bereiken vaak de hoogste hardheid onder de gangbare aluminiumlegeringen. In de 6000-serie hebben legeringen zoals 6061-T6 en 6082-T6 een gemiddelde tot hoge hardheid; zachtere legeringen (zoals 6063) hebben een lagere hardheid maar zijn gemakkelijker te vervormen en af te werken.
Vergelijking van typische legeringen en hardheid
| Legering (gebruikelijk in extrusies of smeedwerk) | Typische temperatuur / toestand | Relatieve hardheid / sterkte* | Typisch gebruik / opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 7075 (7xxx-serie) | T6 | Hoogste onder gewone aluminium | Onderdelen voor de ruimtevaart, hoge druk |
| 6082-T6 (6xxx-serie) | T6 | Hoog, structureel | Frames, profielen voor zwaar gebruik |
| 6061-T6 | T6 | Matig tot hoog | Algemene doeleinden, machineonderdelen |
| 6005-T5 / T6 | T5 of T6 | Medium | Matige sterkte, betere extrudeerbaarheid |
| 6063-T5 / T6 | T5 of T6 | Onder | Architecturaal, decoratief gebruik |
* Gebaseerd op Brinell- of Rockwell-hardheid
Legering 7075-T6 heeft een hogere hardheid dan 6061-T6.Echt
7075-T6 gebruikt meer legeringselementen en een sterkere precipitatieharding in vergelijking met 6061-T6, wat een hogere hardheid en sterkte oplevert.
Extrusies van 6063-T6 zijn zachter en gemakkelijker te vormen dan 6061-T6.Echt
6063 heeft een lagere hardheid en vloeigrens, wat de vervormbaarheid en oppervlakteafwerking voor extrusie en vormgeven verbetert.
Hoe wordt de hardheid van geëxtrudeerde profielen gemeten?
Hardheid is geen giswerk: producenten en inspecteurs meten het met standaardweegschalen en -instrumenten.
Hardheidstesten zorgen ervoor dat geëxtrudeerde profielen voldoen aan sterkte- en slijtagevereisten voordat ze worden geleverd of bewerkt.
Gebruikelijke methoden
- Brinellhardheid (HB): Op grote schaal gebruikt voor aluminium, gebruikt een bal en meet de grootte van de inkeping.
- Rockwell B (HRB): Meet de penetratiediepte onder belasting, geschikt voor zachtere metalen zoals aluminium.
- Vickers (HV): Precies, voor kleine oppervlakken of dunne wanden.
Typische resultaten:
- 6061-T6: ~95 HB, ~60 HRB
- 6063-T6: ~73 HB
- 7075-T6: ~150 HB
Het testen van de hardheid is essentieel om de juiste hardheid te bevestigen. Als de warmtebehandeling verkeerd of inconsistent is, kan de werkelijke hardheid onder de specificaties vallen, met het risico op falen bij belastingstoepassingen.
6061-T6 aluminium extrusies testen meestal rond 95 HB of 60 HRB in hardheid.Echt
6061-T6 heeft een Brinell-hardheid van ~95 of een Rockwell B van ~60 in technische informatiebladen.
Het testen van de hardheid van geëxtrudeerd aluminium maakt gebruik van standaardmethoden zoals Brinell, Rockwell B of Vickers schalen.Echt
Dit zijn standaard hardheidsmethodes voor aluminiumlegeringen, vaak gebruikt om hardheid en sterkte te controleren.
Kunnen ontlaatprocessen de oppervlaktehardheid verhogen?
Ja. Voor warmtebehandelbare aluminiumlegeringen geldt dat goed temperen (warmtebehandeling + veroudering) de hardheid en sterkte aanzienlijk verhoogt.
Temperen (of veroudering) maakt precipitatieharding mogelijk in legeringen met de juiste chemie. Met de juiste extrusie en warmtebehandeling nemen hardheid en sterkte aanzienlijk toe.
Temperen:
- Oplossing warmtebehandeling: Warmte legering om elementen op te lossen
- Doven: Snel afkoelen om structuur te vergrendelen
- Veroudering (T5, T6): Precipitaten vormen, verhardend materiaal
Alleen bepaalde legeringen (zoals 6061, 6082, 7075) reageren op ontlaten. Niet-warmtebehandelbare legeringen (zoals 1100 of 3003) zijn afhankelijk van koudvervormen om hardheid te verkrijgen.
Zonder de juiste hardheid blijft zelfs een hoogwaardige legering zacht. Daarom is het specificeren van de hardheid (bijv. T5 of T6) net zo belangrijk als het legeringsnummer.
Precipitatieharden door ontlaten verhoogt de hardheid van aluminiumlegeringen na extrusie aanzienlijk.Echt
De juiste warmtebehandeling en veroudering veroorzaken precipitaten die de legering sterker maken en de hardheid verhogen ten opzichte van de gegloeide of geëxtrudeerde toestand.
Temperen verandert de hardheid van niet-warmtebehandelbare aluminiumlegeringen niet.Echt
Alleen warmtebehandelbare legeringen reageren op precipitatieharding; niet-warmtebehandelbare legeringen vertrouwen op werkharding en worden niet hard via ontlaten.
Hebben hardere legeringen invloed op de bewerkbaarheid?
Een hardere legering is sterker en slijtvaster. Maar dat betekent meestal dat het moeilijker te bewerken is.
Ja - over het algemeen maken hardere aluminiumlegeringen of hoge-sterktetemperaturen het bewerken uitdagender in vergelijking met zachtere legeringen. Zachtere legeringen zorgen voor eenvoudiger snijden, een betere oppervlakteafwerking en minder slijtage van het gereedschap.
Bewerkingseffecten
- Zachte legeringen: Gemakkelijker te snijden, minder gereedschapsslijtage, gladdere afwerking (bijv. 6063, 3003)
- Harde legeringen: Scherper gereedschap, lagere snelheden, meer koelmiddel nodig; gereedschap slijt sneller (bijv. 7075, 6082)
In veel gevallen moeten ontwerpers een balans vinden tussen sterkte en bewerkbaarheid. Als het onderdeel nauwe toleranties of lange bewerkingscycli nodig heeft, kan een iets zachtere maar nog steeds sterke legering (zoals 6061) helpen.
Zachtere aluminiumlegeringen zoals 6063 zijn gemakkelijker te bewerken dan hardere zoals 6061 of 6082.Echt
Een lagere hardheid vermindert gereedschapsslijtage en maakt soepeler bewerken en afwerken mogelijk.
Hardere aluminiumlegeringen hebben nooit invloed op de bewerkingsmoeilijkheden in vergelijking met zachtere legeringen.Vals
Een hogere hardheid verhoogt de slijtage van het gereedschap en vereist sterkere snijgereedschappen of lagere snelheden, waardoor het bewerken moeilijker wordt dan met zachte legeringen.
Conclusie
De hardheid van aluminium extrusie is afhankelijk van de legering en de hardheid. Legeringen zoals 7075, 6082, 6061 geven een hogere hardheid en sterkte na een juiste harding, terwijl 6063 gemakkelijker te vervormen en te bewerken is. Door de hardheid te meten met Brinell, Rockwell of Vickers krijg je de juiste sterkte. Temperen (voor warmtebehandelbare legeringen) verhoogt effectief de hardheid. Maar hardere legeringen verminderen de bewerkbaarheid en bemoeilijken de verwerking. De keuze moet een balans zijn tussen sterktebehoeften, machinale bewerking, vervormbaarheid en afwerking.
