Piedevu ražošanas alumīnija sakausējums

A: Alumīnija sakausējums ir metāla maisījums, kurā galvenā sastāvdaļa ir alumīnijs. Citi elementi, ko parasti pievieno alumīnijam, ir: varš, magnijs, mangāns, silīcijs, alva, niķelis, cinks.

Alumīniju tīrā veidā izmanto reti, jo tas ir mīksts un vājš. Pārējie elementi uzlabo tā mehāniskās īpašības un padara to piemērotu dažādiem lietojumiem.

A: Ražošanā alumīnijs reti ir tīrs. Tā vietā ražotāji veido sakausējumus, kas ievērojami palielina alumīnija izturību un stingrību, vienlaikus saglabājot citas vēlamās īpašības. Gan profesionāļi, gan neprofesionāļi bieži salīdzina alumīniju un tēraudu, jo abus metālus izmanto tik plašam produktu klāstam.

Bet alumīnija salīdzināšana ar tēraudu ir nedaudz līdzīga ābolu salīdzināšanai ar apelsīniem: tērauds jau ir sakausējums, bet alumīnijs ir elements. Oglekļa tērauds, pamata tērauda sakausējums, sastāv no dzelzs (Fe) un oglekļa (C). Tīrs alumīnijs, neskatoties uz tā daudzajām uzvarošajām īpašībām, ir pārāk mīksts un nav pietiekami izturīgs lielākajai daļai rūpniecisko lietojumu. Taču alumīnija sakausējumi var būt trīsdesmit reizes stiprāki par tīru alumīniju un regulāri pārsniedz tērauda stiprības un svara attiecību.

A: Alumīnijs pret nerūsējošo tēraudu: galvenās atšķirības

• Spēks

Nerūsējošais tērauds ir smagāks un stiprāks par alumīniju. Faktiski alumīnijs ir aptuveni 1/3 no tērauda svara. Lai gan nerūsējošais tērauds ir stiprāks, alumīnijam ir daudz labāka izturības un svara attiecība nekā nerūsējošajam tēraudam.

• Vadītspēja

Tērauds ir slikts elektrības vadītājs tā blīvā aizsargājošā oksīda slāņa dēļ. No otras puses, alumīnijs ir ļoti labs elektrības un siltuma vadītājs.

• Izmaksas

Alumīnijs ir dārgāks nekā nerūsējošais tērauds, ja skatāties uz cenu, pamatojoties uz svaru. Bet, ja skatāties uz cenu pēc apjoma, alumīnijs ir rentablāks, jo jūs iegūstat vairāk produktu.

• Karstumizturība

Salīdzinot nerūsējošo tēraudu ar alumīniju, nerūsējošajam tēraudam ir daudz labāka izturība pret karstumu ar kušanas temperatūru 2500 ℉, savukārt alumīnijs kļūst ļoti mīksts ap 400 ℉ ar kušanas temperatūru 1220 ℉. Tomēr alumīnijam ir priekšrocības salīdzinājumā ar tēraudu aukstā temperatūrā. Temperatūrai pazeminoties, alumīnija stiepes izturība palielinās, savukārt tērauds zemā temperatūrā kļūst trausls.

• Izturība pret koroziju

Alumīnijs nerūsē; tomēr tas sarūsē, ja tiek pakļauts sāls iedarbībai. Nerūsējošais tērauds ir ļoti izturīgs pret koroziju un viegli nerūsē. Turklāt nerūsējošais tērauds nav porains, kas nodrošina lielāku izturību pret koroziju.

• Ietekme uz vidi, otrreizēja pārstrāde

Nerūsējošais tērauds ir pazīstams ar savu labo pārstrādājamību. Saskaņā ar Napa Recycling, tērauds ir visvairāk pārstrādātais materiāls pasaulē. Tam ir atšķirīgas magnētiskās īpašības, kas padara to par materiālu viegli reģenerējamu no atkritumu plūsmas pārstrādei. Turklāt tērauda īpašības paliek nemainīgas neatkarīgi no tā, cik reižu tērauds tiek pārstrādāts.

Lai gan tērauds ir visvairāk pārstrādājamais materiāls, alumīnijs ir visvairāk pārstrādājams no visiem materiāliem. Faktiski izmests alumīnijs ir vērtīgāks par jebkuru citu materiālu jūsu pārstrādes tvertnē. Gandrīz 75% no visa ASV ražotā alumīnija joprojām tiek izmantoti arī šodien, jo alumīniju var atkal un atkal pārstrādāt patiesi slēgtā ciklā. Lai uzzinātu vairāk par alumīnija pārstrādi, apmeklējiet Alumīnija asociāciju.

• Dažādi alumīnija un tērauda pielietojumi

Alumīnijs un tērauds ir visur. Ja paskatās apkārt jebkurā noteiktā vietā, iespējams, jūs redzēsit kaut ko, kas satur kādu no šiem metāliem. Tālāk ir norādīti daži izplatīti nerūsējošā tērauda un alumīnija pielietojumi.

A: Alumīnija plusi un mīnusi

Plusi

• Tas ir lētāks variants
• Bez smaržas un necaurlaidīgs
• Atstarošanās spēja un elastība
• Augsta apstrādājamība un pārstrādājamība
• Izturība pret koroziju
• Augsta siltumvadītspēja un elektrovadītspēja

Mīnusi

• Sarežģīts metināšanas process
• Ātri korodē sālsūdenī
• Tas var ietekmēt iepakotās pārtikas garšu

A: Lai gan alumīnijs un titāns ir lieliska izvēle dažādiem lietojumiem, tie nav piemēroti katram projektam. Pirms izvēlēties metālu savam unikālajam lietojumam, jums jāņem vērā vairāki faktori, tostarp:

Lietojumprogrammas

Attiecīgās titāna un alumīnija īpašības padara tos ideāli piemērotus dažādiem lietojumiem. Piemēram, titāns ir lieliski piemērots lietojumiem, kuriem nepieciešami karstumizturīgi materiāli. Tie ietver medicīniskos lietojumus, satelītu sastāvdaļas, jūras komponentus un armatūru.

Tikmēr alumīnijs ir piemērots transportlīdzekļu un velosipēdu rāmjiem, siltuma izlietnēm, elektrības vadītājiem, mazām laivām un citiem lietojumiem, kam nepieciešama augsta siltumvadītspēja.

Izvēles apstrādājamības procesi

Materiāls, ko izvēlaties savam projektam, nosaka jūsu galaproduktu ģeometriju. Tas arī nosaka materiāla apstrādes metodi, kas tiek izmantota jūsu detaļu ražošanā. Alumīnijs ir vairāk saderīgs ar plašu procesu klāstu. Tas nodrošina augstas kvalitātes komponentus gadījumos, kad nepieciešams ātri izgatavot detaļas.

Turklāt ar šo materiālu ir vieglāk strādāt nekā ar titānu, un tas ir labāks risinājums sarežģītu detaļu izgatavošanai ar stingrām pielaides prasībām.

Izmaksas

Ražošanas izmaksas ir viens no pamatfaktoriem, kas jāņem vērā, izvēloties metālu savam projektam. Parasti alumīnijs ir rentabls metāls, ko izmanto precīzai apstrādei un daudziem citiem prototipu veidošanas procesiem. Detaļu izgatavošana ar alumīniju bieži ir lētāka nekā ar titānu.

Titānam ir augstas ekstrakcijas un ražošanas izmaksas salīdzinājumā ar alumīniju. Tā augstā cena ierobežo tā pielietojumu. Tomēr titāns ir ideāls materiāls jūsu apstrādes vajadzībām, ja titāna apstrādes izmaksas nav izaicinājums.

Svars un spēks

Titāna un alumīnija svars un izturība ir citas atšķirības starp šiem metāliem. Titāna blīvums ir 4500 kg/m3 pretstatā 2712 kg/m3 alumīnijam. Rezultātā titāns ir smagāks, salīdzinot ar alumīniju. Tas nozīmē, ka, lai iegūtu vieglu izstrādājumu, apstrādē ir nepieciešams mazāk titāna.

Titāns ir labāka izvēle, ja runa ir par izturību. Tā stiepes izturība svārstās no 230 MPa līdz 1400 MPa salīdzinājumā ar alumīniju, kura robeža ir no 90 MPa līdz 690 MPa. Tīram titānam ir maza jauda, ​​savukārt tīram alumīnijam ir vājāka iedarbība. Tomēr jūs varat kombinēt alumīniju ar citiem metālu sakausējumiem, lai palielinātu tā izturību atbilstoši savām vajadzībām.

Radītie atkritumi

Apstrādes atkritumi ir vēl viens būtisks faktors, apstrādājot sarežģītus dizaina ģeometrijas projektus. Sarežģīta dizaina ģeometrija var ierobežot jūsu apstrādes metodi neatkarīgi no izvēlētā materiāla. Tā rezultātā liekā materiāla frēzēšana kļūst neizbēgama. Dažreiz lielākā daļa ražotāju izmanto alumīniju prototipu veidošanai, un titānu izmanto īpašam nolūkam paredzētu izstrādājumu mazo sēriju ražošanai. Vairumā gadījumu ir ieteicams izvēlēties lētu alumīniju, nevis titānu, jo tas palīdz samazināt kopējās izmaksas.

Estētiskās prasības

Dažām frēzētām detaļām estētiskajai apdarei bieži ir jāpiemēro īpašas krāsas. Titāns piešķir virsmai sudrabainu izskatu, kas gaismā izskatās tumšāks. Tikmēr alumīnijam ir sudrabaini balts izskats. Jūsu izvēlētais materiāls noteiks, vai jūsu izstrādājumam ir sudraba vai blāvi pelēka krāsa. Tomēr abiem materiāliem var veikt dažādas citas metāla virsmu apdares procedūras, piemēram, lodīšu strūklu, pulēšanu, hromēšanu utt.

Secinājums

Titāns un alumīnijs ir metāli ar ievērojamām īpašībām, atbilstošām priekšrocībām un pielietojumu. Neskatoties uz gandrīz līdzīgām īpašībām, tiem ir individuāli pielietojumi, kuros viens ir piemērotāks par otru. Lai gan titāns ir ideāli piemērots karstumizturīgiem lietojumiem, alumīnijam ir vislabākā siltumvadītspēja, kāda nepieciešama jūsu projektam.

A: Abiem metāliem ir izcilas izturības īpašības, un tos var izmantot ilgu laiku. Tomēr titāns ir pirmajā vietā izturības un stingrības ziņā. Tās sastāvdaļas kalpo gadiem ilgi bez nodiluma vai plīsuma pazīmēm. Titānam ir lieliska izturība pret koroziju un tas kalpo ilgāk, jo tas var izturēt stresu.

A: Ir diezgan viegli atšķirt titānu no alumīnija, izmantojot to īpašās krāsas. Titānam ir tumši sudraba krāsa, savukārt alumīnijs uz vairākām virsmām parasti atšķiras no sudrabaini baltas līdz blāvi pelēkam. Turklāt titāns jūtas daudz cietāks nekā alumīnijs. Alumīnijs parasti noberž mīksta materiāla gabalu, kad tiek vīlēts, bet titāns to nedara.

A: AlSi7Mg materiālam ir vājāks cietā šķīduma cietināšanas efekts mazākas Si tilpuma daļas dēļ, kā rezultātā ir zemāka stiepes izturība, zemāka cietība un lielāks pagarinājums nekā AlSi10Mg materiālam. Pēc termiskās apstrādes abu materiālu stiepes un tecēšanas izturība samazinājās, kā arī palielinājās pagarinājums.

A: AlSi10Mg ir alumīnija sakausējums ar lieliskām mehāniskām īpašībām apvienojumā ar zemu blīvumu, izturību pret koroziju un lielisku liejamību, vienlaikus piedāvājot vieglas un elastīgas pēcapstrādes iespējas.

Tā kā tam ir augsta izturība, salīdzinoši augsta cietība un augsta siltumvadītspēja, to izmanto detaļām, kuras ir pakļautas lielai slodzei.

Pielietojums ietver korpusus un cauruļvadus, dzinēju daļas, ražošanas instrumentus un veidnes gan prototipu veidošanai, gan ražošanas nolūkiem.

A: Visbiežāk izmantotās MIG alumīnija metināšanas stieples ir ER4043 un ER5356. ER4043 ir universāla MIG metināšanas stieple, ko izmanto 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062 un 6063 alumīnija sakausējumu metināšanai. Metinātās šuves nodrošina augstu elastību un lielisku izturību pret plaisāšanu.

A: Vispārīgi runājot, metāla 3D printeros izmantotie metāla pulveri ietver instrumentu tēraudu, nerūsējošo tēraudu, martensīta tēraudu, tīru titānu un titāna sakausējumus, alumīnija sakausējumus, niķeļa sakausējumus, vara sakausējumus, kobalta-hroma sakausējumus utt.

A: Sakausējums 3003: visplašāk izmantotais no visiem alumīnija sakausējumiem. Komerciāli tīrs alumīnijs ar pievienotu mangānu, lai palielinātu tā izturību (par 20% stiprāks nekā 1100. klase). Tam ir lieliska izturība pret koroziju un apstrādājamība. Šī šķira var būt dziļi stiepta vai vērpta, metināta vai lodēta.