Alumiini on maankuoren runsain metalli (8,2 painoprosenttia), mutta sitä ei koskaan löydy metallisessa muodossa: se on jalostettava bauksiittimalmista. Tekninen merkitys alkaa tiheydellä: 2,70 g/cm3, noin kolmasosa teräksestä, yhdistettynä itsestään paranevaan oksidikerrokseen, joka pysäyttää suurimman osan ilmakehän korroosiosta ennen sen alkamista. Myötölujuus ulottuu 90 MPa:sta hehkutetulle puhtaalle metallille yli 570 MPa:iin lämpökäsitellyille 7xxx-seoksille. Siitä se leviäminen johtuu alumiinin ominaisuudet ja käyttötarkoitukset päättää aineellisista päätöksistä pakkauksissa, kuljetuksessa, sähkönjakelussa ja koneenrakennuksessa.
Teollisuusostajien kohdalla ilmaus osuu suulakepuristetuille profiileille: 6xxx-sarjan T-urapalkkeja, jotka kuljettavat kuormia, asentavat komponentteja ja rakentavat koneen runkoja. Tämä artikkeli kattaa ominaisuustiedot, jotka vaikuttavat valintaan, miten seoslaatu muuttaa suorituskykyä ja missä nämä ominaisuudet näkyvät todellisissa tuotteissa.
Seitsemän ominaisuutta, jotka hallitsevat useimpia teollisia alumiinisovelluksia, ovat tiheys, myötöraja, kimmokerroin, korroosionkestävyys, lämmönjohtavuus, sähkönjohtavuus ja lämpölaajenemiskerroin.
| Omaisuus | Tyypillinen arvo | Tekninen vaikutus |
| Tiheys | 2,60-2,82 g/cm3 | 65 % kevyempi kuin teräs; 70 % kevyempi kuin kupari |
| Sadonvoimakkuus | 90-500 MPa | Asettaa rungon kuormitusrajat ja lohkokoon |
| Kimmomoduuli | 68-72 GPa | Kolmasosa teräksen jäykkyydestä; käytä paksumpia osia |
| Sulamispiste | 580 - 660 °C | Rajoittaa korkean lämpötilan palvelua |
| Lämmönjohtavuus | 120-235 W/m.K | Jäähdytyslevyt, LED-kotelot, muottityökalut |
| Sähkönjohtavuus | 30-38 MS/m | 52-61 % IACS; kiskot ja kaapelit |
| CTE | 21-24 um/m.K | Liikuntasaumat tarvitaan pitkillä jänteillä |
Puhdas alumiini on pehmeää ja taipuisaa; hehkutettu 1100 arkki tuottaa noin 35 MPa. Rakenteelliset seokset muuttavat tätä kuvaa. 6061-T6-karkaistu saavuttaa 276 MPa myötölujuuden 8-10 % venymällä, minkä vuoksi sama metalliseos palvelee sekä arkkitehtonisia verhouksia että raskaiden koneiden runkoja.
Seossarja on ensimmäinen päätöspiste: 1xxx optimoi puhtauden ja johtavuuden, 5xxx optimoi meren korroosionkestävyyden ja 6xxx optimoi lujuuden, korroosionkestävyyden ja ekstrudoitavuuden tasapainon.
Muokatut alumiiniseokset ryhmitellään sarjoihin niiden pääseoselementin mukaan. Käytännön valitsin näyttää tältä:
6xxx-perheessä viisi metalliseosta kattaa lähes kaikki T-raon kehystystarpeet:
6061-T6 on oletusarvo teollisissa T-urajärjestelmissä, koska se koneistetaan siististi, hitsautuu hyvin 4043- tai 5356-täytteellä, anodisoituu tasaisesti ja tuottaa 276 MPa:n tuoton vaatimattomalla lisäyksellä 6063:een verrattuna. Kun kosmeettinen anodisointi on tärkeintä, 6063 tai 6060 antaa tasaisemman viimeistelyn; 6005A ja 6082 ovat turvallisempia, kun hitsatut liitokset hallitsevat kuormitusta.
T-ura-ekstruusiokehys muuntaa alumiinin mekaaniset ominaisuudet uudelleen konfiguroitaviksi rakenteiksi, kuten koneen jalustoiksi, turvakoteloiksi, työpisteiksi, kuljettimien tuiksi ja laboratoriopenkeiksi, jotka on koottu vakiokiinnikkeillä ja ilman hitsausta.
T-uraprofiilissa on koko pituudeltaan kulkevia kanavia, jotka hyväksyvät T-mutterit, pultit ja paneelin kiinnitystarvikkeet. Järjestelmä on modulaarinen: jokainen profiili leikataan, porataan ja liitetään kulmakiinnikkeiden, kulmien ja säädettävien jalkojen avulla. Suurin hyöty on uudelleenkonfiguroitavuus: työsolu voidaan purkaa ja rakentaa uudelleen uuteen geometriaan samoilla palkeilla.
Sarjakoot vaihtelevat 15-sarjan mikroprofiileista 120-sarjan raskaisiin palkkiin. Kolme profiilia kattaa suurimman osan koneenrakennuksen kysynnästä:
2020 alumiininen T-uraprofiili, 20x20mm, 6mm ura kevyille kehyksille Tässä kompaktissa 20-sarjan profiilissa yhdistyvät 20 mm:n neliömäinen poikkileikkaus, 6 mm:n ura ja anodisoitu 6063-T5-runko. Sen kevyt rakenne tekee siitä käytännöllisen valinnan koteloihin, kojepaneeleihin ja pieniin rakennekokoonpanoihin. Näytä tuote →
HS-8-3030A erittäin luja 3030 T-uraprofiili 2,0 mm paksunnetulla seinällä Tämän 6063-T5 alumiiniprofiilin poikkileikkaus on 30 mm ja seinämä 2,0 mm, ja se tarjoaa paremman kantavuuden ja vakauden. Sen vakiona oleva T-ura tukee modulaarista kokoonpanoa, joten se sopii raskaan kaluston kehyksiin, turvasuojiin ja automaatiotukiin. Näytä tuote →
HS-8-4040B Paksutettu 4040 T-uraprofiili 2,5 mm:n seinämällä keskiraskaita kuormia varten 40 mm:n neliömäisellä osalla ja 2,5 mm:n seinämänpaksuudella tämä profiili tarjoaa vahvan puristuskestävyyden ja kestävän anodisoidun viimeistelyn. Se soveltuu hyvin keskiraskaan ja raskaaseen automaatiorunkoon, suoja-aitaukseen ja kantaviin kuljetintukiin. Näytä tuote → Profiilien valmistajat, kuten Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd., jolla on kolme tuotantopistettä Shanghaissa, Anhuissa ja Jiangsussa, ovat soveltaneet kaikkia alumiinin ominaisuudet ja käyttötarkoitukset profiilisuunnitteluun: paksunnetut seinät raskaille kuormille, leveät raot suuremmille laitteistoille, kaksivärinen anodisointi kosmeettisiin rakenteisiin ja erittäin raskaat geometriat suuren kuormituksen automaatiokehyksiin.
Pintakäsittelyt laajentavat alumiinin paljasmetallista kehysmateriaalista komponentiksi, joka kestää kulutusta, eristää sähköä, säätelee väriä ja täyttää elintarvikekosketus- tai puhdastilavaatimukset.
As-ekstrudoidussa alumiinissa on noin 2-4 nm paksu luonnollinen oksidikalvo. Tämä kalvo riittää sisäkäyttöön, mutta teollisuusympäristöt vaativat suunniteltua kerrosta:
| Hoito | Kerroksen paksuus | Key Effect |
| Anodisointi, tyyppi II | 5-25 um | kova oksidi; väriaine värit; sähköeristys |
| Kova-anodisoitu, tyyppi III | 25-150 um | 350-500 HV pinnan kovuus; kulutuslevyt, ohjaimet |
| Jauhemaalaus | 60-120 um | Täysi värivalikoima; iskunkestävyys; piilottaa hitsauslinjat |
| Elektroforeesi (ED) | 15-25 um | Univormu musta tai hopea; vahva tarttuvuus; autojen viimeistely |
Hiekkapuhallus ennen anodisointia tai päällystystä poistaa ekstruusiomuottilinjat ja tuottaa tasaisen mattapinnan, joka parantaa pinnoitteen tarttuvuutta ja piilottaa pinnan vaihtelut. Ulkokehyksille jauhemaalaus kromaatti- tai zirkoniumesikäsittelyllä on vakioreitti, ja rakennusten julkisivuissa on dokumentoitu 20 vuoden käyttöikä.
6063 tarjoaa tasaisemman anodisoidun pinnan ja hieman paremman suulakepuristettavuuden, mutta alhaisemman myötörajan (214 MPa vs. 276 MPa T6:ssa). 6061 on parempi valinta lujuuden, työstettävyyden ja hitsattavuuden kannalta, mikä kattaa koneen alustat, rakennerungot ja kantavat kotelot. Puhtaasti arkkitehtonisissa verhoilu- ja koristeosissa 6063 voittaa pinnan laadun.
Suulakepuristeet kootaan mekaanisilla kiinnikkeillä, joten hitsauksessa ei ole vääntymiä, lämpövaikutteista vyöhykettä eikä hitsauksen jälkeistä oikaisua. Tyypillinen 40-sarjan T-urakehys voidaan kuoria yksittäisiksi palkeiksi noin 15 minuutissa ja koota uudelleen eri asettelulla. Hitsattu teräsrunko vaatii leikkausta ja uudelleenhitsausta mahdollisia muutoksia varten.
Yksittäinen 4040-profiili, jonka seinämäpaksuus on 2,5 mm ja joka ulottuu yhden metrin ja keskijännepistekuormalla, on 1,5-3 kN tyypillisillä turvallisuustekijöillä riippuen tarkasta leikkausmoduulista ja pääteolosuhteista. Suuremmille kuormituksille 45- ja 60-sarjan profiilit paksunnetuilla seinillä ovat vakio eskalaatiopolku.
Kyllä, oikealla viimeistelyllä. Anodisoidut 6063- tai 6061-profiilit kestävät vuosikymmeniä kestäneen ulkoaltistuksen arkkitehtonisissa sovelluksissa. Rannikolla tai kemiallisesti aggressiivisissa ympäristöissä jauhemaalaus tai kova-anodisoidut kerrokset yli 6061-T6 tarjoavat suositellun suojan; 6005A on parempi, kun hitsausliitokset ovat esillä.