Selecció d'aliatges i tremps per a perfils industrials
Els perfils d'alumini industrials són seccions extruïdes utilitzades per a bastidors de màquines, resguards, estacions de treball, estructures de transport i tancaments elèctrics. La selecció comença amb l'aliatge i el tremp, perquè aquestes dues variables fixen la resistència que es pot garantir, la conformabilitat de la secció i l'acabat superficial que es pot aplicar posteriorment.
L'aliatge 6063 en el tremp T6 és l'opció estàndard per a seccions arquitectòniques i estructurals lleugeres. ASTM B221 estableix les propietats de tracció mínimes per a les extrusions 6063-T6 a 207 MPa (30 ksi) de resistència a la tracció i 172 MPa (25 ksi) de resistència a la fluència. L'aliatge 6061-T6 s'especifica quan es requereix una capacitat de càrrega més gran; la mateixa norma requereix un mínim de 290 MPa (42 ksi) de tracció i 241 MPa (35 ksi) de rendiment. Tots dos aliatges tenen una densitat nominal de 2,70 g/cm3.
| Aliatge / temperat | Min. tracció (MPa) | Min. rendiment (MPa) | Ús típic de la secció |
|---|---|---|---|
| 6063-T6 (ASTM B221) | 207 | 172 | Proteccions, passamans, marcs lleugers |
| 6061-T6 (ASTM B221) | 290 | 241 | Bases de la màquina, bastidors de càrrega- |
| 6005A-T6 (EN 755-2) | 270 | 225 | Transport i enquadrament estructural |
Quan una secció s'ha de doblegar després de l'extrusió, sovint s'especifica la condició T4 més suau per a la formació i després s'envelleix a T6. Això afegeix un pas-de tractament tèrmic, però evita l'esquerda que pot produir la formació en fred en una secció completament envellida.
Disseny de-secció transversal i toleràncies dimensionals
Els perfils estàndard de ranura en T-es construeixen al voltant d'amplada de ranura de 6, 8, 10 i 12 mm, amb la mida de la ranura que coincideix amb la sèrie de fixació utilitzada al marc. El gruix de la paret d'aquestes seccions sol estar entre 1,5 mm i 4 mm, i el dissenyador ha de mantenir el gruix de la paret tan uniforme com ho permeti la matriu d'extrusió per tal de limitar la distorsió durant el refredament i l'anodització.
Les toleràncies de forma i dimensions dels perfils extruïts es defineixen per l'EN 755-9, mentre que l'EN 12020-2 cobreix els perfils de precisió de tolerància més propera utilitzats en equips de manipulació automatitzats. Els punts pràctics a fixar en un dibuix inclouen la dimensió de referència de la ranura, la torsió admissible en tota la longitud, la rectitud i la ubicació de qualsevol mecanitzat secundari.
Acabat superficial i protecció contra la corrosió
L'anodització és l'acabat més habitual. EN ISO 7599 defineix les classes d'òxids anòdics pel gruix nominal, incloent AA10, AA15, AA20 i AA25, corresponents a 10, 15, 20 i 25 micres de recobriment. Un recobriment de 15 micres (AA15) és l'especificació habitual per a marcs d'automatització d'interiors, mentre que s'especifiquen de 20 a 25 micres per a entorns exteriors o de rentat-.
Quan un marc està exposat a agents de neteja alcalins o àcids, sovint s'escull un recobriment en pols sobre un pretractament lliure de cromat{0}en lloc de l'anodització. Les cares mecanitzades i els extrems tallats s'han d'emmascarar o segellar perquè l'aliatge nu quedi exposat a les zones humides.
Pràctica de fabricació i muntatge
Els sistemes de ranura en T-permeten muntar marcs amb connectors interns, de manera que no cal soldadura i el perfil manté el seu temperament. Quan les seccions s'han de mecanitzar, les dades de tall adequades als aliatges 6xxx mantenen la cara tallada neta i dimensionalment estable.
Els suports de cantonada, els elements de fixació finals i les femelles de ranura tenen la mida de la sèrie de ranures, i una comprovació de la precàrrega de cada unió cargolada forma part de la rutina de muntatge normal. Per als bastidors que porten càrregues en moviment, la deflexió s'ha de verificar en lloc de jutjar-se només per la força de fluència, ja que la rigidesa controla la precisió de posicionament.
Preguntes freqüents
Q:Quin aliatge s'ha d'utilitzar per a un bastidor de màquines de càrrega-?
R: Utilitzeu 6061-T6 quan el bastidor suporta la massa de la màquina o càrregues dinàmiques, perquè ASTM B221 requereix un límit elàstic mínim de 241 MPa (35 ksi). Utilitzeu 6063-T6 quan el marc és principalment una protecció o suport i la rigidesa, no la força, és el factor limitant.
Q:Què significa el número d'un nom de perfil de ranura T-?
R: És l'amplada nominal de la ranura en mil·límetres. Un perfil de 30x30 amb una ranura de 8 mm accepta femelles, suports i frontisses de 8 sèries, de manera que s'ha de confirmar la sèrie de ranures abans de demanar accessoris.
Q:Quina classe d'anodització és adequada per a ús a l'aire lliure?
R: La norma EN ISO 7599 classe AA20 o AA25, que dóna 20 o 25 micres d'òxid, s'especifica normalment a l'exterior perquè el recobriment més gruixut proporciona més marge d'abrasió i corrosió que AA10 o AA15.
Q:Els perfils extrusats es poden soldar?
R: Sí, 6061 i 6063 són fàcilment soldables, però la soldadura per sobre-envelleix la zona afectada per la calor- i redueix la força localment. Es prefereixen les connexions de ranura en T- cargolats quan el marc ha de conservar totes les seves propietats de disseny.
Q:Com es verifica la tolerància del gruix al lliurament?
R: El gruix de la paret es comprova amb el dibuix en punts de mesura fixos, i la rectitud i la torsió es mesuren en tota la longitud d'acord amb EN 755-9. Cada lot ha d'acompanyar un certificat de material que indiqui els valors d'aliatge, tremp i mecànics.
Q:Quina és la temperatura de servei continu més alta per a aquests perfils?
R: Els aliatges 6xxx mantenen una resistència útil a uns 150 graus centígrads; per sobre d'això, l'exposició prolongada fa que els precipitats d'enfortiment siguin grollers i les propietats T6 garantides ja no es poden assumir.