Aluminium ist ein äußerst vielseitiger Werkstoff, der in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird. Unterschiedliche Leistungsanforderungen lösen die Nachfrage nach verschiedenen Aluminiumsorten aus. Jede Sorte hat ihre eigenen Vorzüge. Einige zeichnen sich durch eine hohe spezifische Steifigkeit aus. Andere wiederum sind für ihre Korrosionsbeständigkeit bekannt. Bei der Erörterung dieses Themas werden die Leser ein klares Verständnis für die verschiedenen Aluminiumsorten gewinnen. Bleiben Sie dran!
Klassifizierung von Aluminiumsorten
Aluminium-Blech gibt es in einer Vielzahl von Qualitäten. Aluminiumsorten werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung und den daraus resultierenden Eigenschaften klassifiziert. Zu den üblichen Legierungselementen gehören Kupfer, Mangan, Silizium, Magnesium und Zink. Jede Aluminiumsorte weist eine einzigartige Zusammensetzung von Legierungselementen auf. Das Vorhandensein oder Fehlen von Legierungselementen führt zu unterschiedlichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Zusammensetzungen mit Hilfe eines Klassifizierungssystems eindeutig zu identifizieren.
Nummerierungssystem für Aluminiumlegierungen
Die Aluminum Association hat ein vierstelliges Nummerierungssystem für Aluminiumsorten formuliert. In diesem vierstelligen System kennzeichnet die erste Ziffer die wichtigsten Legierungselemente. Die Ziffer 2xxx gibt zum Beispiel an, dass Kupfer das wichtigste Legierungselement ist. Bei 3xxx ist Mangan das Hauptlegierungselement, und so weiter.
| Legierung Serie | Hauptlegierungselemente | Die Rolle der zulässigen Elemente | Eigenschaften | Anwendungen |
| 1xxx | Reines Aluminium | Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit | Sehr hohe Korrosionsbeständigkeit, ausgezeichnete Leitfähigkeit und geringe Festigkeit | Elektrische Leiter |
| 2xxx | Kupfer | Hohe Festigkeit | Hohe Festigkeit, gute Bearbeitbarkeit, aber geringe Korrosionsbeständigkeit | Luft- und Raumfahrt |
| 3xxx | Mangan | Mäßige Stärkung | Gute Umformbarkeit mit guter Korrosionsbeständigkeit | Bedachungen, Dosen und Wärmetauscher |
| 4xxx | Silizium | Abriebfestigkeit und niedriger Schmelzpunkt | Gute Verschleißfestigkeit und gute Schweißbarkeit | Schweissdrähte und Motorenteile |
| 5xxx | Magnesium | Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit | Hohe Festigkeit und ausgezeichnete Wasserbeständigkeit | Marine Strukturen und Tanks |
| 6xxx | Magnesium und Silizium | Ausgewogene Leistung | Mittlere Festigkeit, aber gute Korrosionsbeständigkeit und einfaches Strangpressen | Architektonische Rahmen und Automobile |
| 7xxx | Zink mit geringen Zusätzen von Mg und Cu | Sehr hohe Festigkeit | Sehr hohe Festigkeit, aber geringere Schweißbarkeit | Luft- und Raumfahrt und Verteidigung |
Die Rolle der Legierungselemente
In verschiedenen Aluminiumsorten verbessern Legierungselemente eine bestimmte Eigenschaft. Während reines Aluminium für seine außergewöhnliche Leitfähigkeit bekannt ist, mangelt es ihm an hoher Festigkeit. Andererseits erhöht die 7xxx-Serie durch den Zusatz von Zink die mechanische Festigkeit. In ähnlicher Weise hat jedes Legierungselement seine eigene Funktion.
Wärmebehandelbare und nicht wärmebehandelbare Legierungen
Die Aluminiumsorten der Serien 2xxx, 6xxx und 7xxx sind wärmebehandelbar. Die Aluminiumsorten der Serien 1xxx, 3xxx, 4xxx und 5xxx sind dagegen nicht wärmebehandelbar. Die wärmebehandelbaren Aluminiumsorten gewinnen durch Ausscheidungshärtung an Festigkeit. Das bemerkenswerteste Beispiel ist Duralumin. Nicht wärmebehandelbare Aluminiumsorten werden durch Kaltverformung hergestellt. Sie werden wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit, Verformbarkeit und Schweißbarkeit.
Gängige Aluminiumsorten für die Blechbearbeitung
Aluminiumbleche gibt es in verschiedenen Güteklassen. Jede Sorte hat ihre eigene Bedeutung. Die Eignung einer bestimmten Sorte hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Einige Sorten zeichnen sich durch eine hohe spezifische Steifigkeit aus, während andere eine gute Formbarkeit bieten. Es ist Aufgabe des Produktentwicklers, eine angemessene Sorgfalt walten zu lassen, um eine geeignete Sorte auszuwählen.
3003 Aluminium
3003-Aluminiumblech ist bekannt für seine hervorragende Formbarkeit und leichte Verarbeitbarkeit. Das wichtigste Legierungselement ist Mangan. Es verleiht eine mäßige Festigkeit, aber eine hervorragende Duktilität. Diese Eigenschaften machen 3003-Aluminiumbleche für die Blechbearbeitung nützlich. Die gute Korrosionsbeständigkeit macht die Aluminiumsorte 3003 für Außenanwendungen geeignet.
5052 Aluminium
5052-Aluminiumbleche bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, selbst in Meeresumgebungen. Diese Aluminiumbleche können enge Biegeradien einhalten. Diese hervorragende Biegeleistung ermöglicht die Herstellung komplexer Formen. Darüber hinaus bietet es eine beeindruckende mechanische Festigkeit in einem nicht wärmebehandelten Zustand. Aus diesem Grund werden 5052-Aluminiumbleche häufig in der Schifffahrt eingesetzt. Zu den üblichen Anwendungen gehören Verkleidungen, Kraftstofftanks, Druckbehälter, elektronische Chassis und Automobilkomponenten.
6061 Aluminium
6061-Aluminium ist eine sehr vielseitige Legierung, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird. Sie bietet eine ausgewogene Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit. Seine Verformbarkeit ist jedoch etwas geringer als die der Aluminiumsorten 3003 und 5052. 6061er Aluminium wird üblicherweise in Form von dicken Aluminiumblechen verwendet. 6061er Aluminium wird für Strukturplatten, Halterungen, Rahmen und Grundplatten verwendet.
7075 Aluminium
Die Aluminiumsorte 7075 bietet die höchste mechanische Festigkeit. Seine Festigkeit entspricht der von Stahl. Dennoch beträgt seine Dichte ein Drittel der Dichte von Stahl. Dieses hohe Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht macht es ideal für Anwendungen mit hoher Steifigkeit. Es wird häufig für Strukturplatten in der Luft- und Raumfahrt, Flugzeugbeschläge und Verteidigungskomponenten verwendet.
Vergleich der Aluminiumsorten für die Blechbearbeitung
Der Vergleich von Aluminiumsorten basiert im Allgemeinen auf Faktoren wie Korrosionsbeständigkeit, mechanische Festigkeit, Schweißbarkeit, Biegbarkeit und Bearbeitbarkeit. Die Tabelle zeigt einen Vergleich zwischen den verschiedenen Aluminiumsorten:
| Klasse | Legierung Typ | Mechanische Festigkeit | Verformbarkeit | Korrosionsbeständigkeit | Schweißeignung | Bearbeitbarkeit |
| 3003 | Al-Mn | Gering - Mäßig | Ausgezeichnet | Gut | Ausgezeichnet | Gut |
| 5052 | Al-Mg | Mäßig | Sehr gut | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Gut |
| 6061 | Al-Mg-Si | Hoch | Mäßig | Gut | Messe | Ausgezeichnet |
| 7075 | Al-Zn (wärmebehandelbar) | Sehr hoch | Begrenzt | Mäßig | Schlecht | Ausgezeichnet |
Warum ist Aluminiumtemperierung wichtig?
Temperament spielt eine große Rolle bei Metallherstellung Verfahren für Aluminiumbleche. Der Härtegrad definiert den mechanischen Zustand der Aluminiumbleche. Zwei Bleche der gleichen Güteklasse können sich in Festigkeit, Härte und Duktilität unterscheiden. Nachfolgend sind die gebräuchlichen Suffixe für den Härtegrad aufgeführt:
| Nachsilbe | Zustand der Stimmung |
| O | Geglüht |
| T4 | Natürlich gealtert |
| T6 | Künstlich gealtert |
| H | Nicht wärmebehandelbar, aber kalt bearbeitet |
So ist beispielsweise die Sorte 6061-O duktiler als die Sorten 6061-T4 oder 6061-T6. Ein weiteres Beispiel ist 5052-H. Das Suffix "H" zeigt an, dass es nicht wärmebehandelbar, sondern kaltverformt ist.
Aluminiumblechdicke und Blechtoleranzen
Die Dicke von Aluminiumblechen wird entweder in SI-Einheiten oder imperialen Einheiten gemessen. Eine andere, ältere und weniger zuverlässige Methode besteht darin, die Dicke in BWG zu messen. Derzeit bieten die meisten Anbieter Aluminiumbleche in Millimeterdicken an. In den USA verwendet man häufig Zoll und mils. Wie auch immer, diese Werte sind leicht umrechenbar. Die Tabelle kann verwendet werden, um BWG-, Zoll- und mm-Werte ineinander umzurechnen. Eine weitere Variante ist die Verwendung von Begriffen, die sich auf den Dickenbereich beziehen. Für Dicken über 6 mm wird der Begriff "Platte" verwendet. Für Dicken unter 0,15 mm wird der Begriff "Folie" verwendet. Was dazwischen liegt, wird als "Blech" bezeichnet.
| BWG | Zoll (in) | Millimeter (mm) | Toleranzen |
| 42 | 0.004 | 0.102 | ± 10% |
| 41 | 0.0048 | 0.122 | ±10% |
| 40 | 0.005 | 0.127 | ±10% |
| 39 | 0.0056 | 0.142 | ± 10% |
| 38 | 0.006 | 0.152 | ±10% |
| 37 | 0.0064 | 0.163 | ±10% |
| 36 | 0.007 | 0.178 | ±10% |
| 35 | 0.0076 | 0.193 | ±10% |
| 34 | 0.008 | 0.203 | ±10% |
| 33 | 0.0096 | 0.244 | ±10% |
| 32 | 0.01 | 0.254 | ±10% |
| 31 | 0.0116 | 0.295 | ±10% |
| 30 | 0.012 | 0.305 | ±10% |
| 29 | 0.0136 | 0.345 | ± 10% |
| 28 | 0.014 | 0.356 | ±10% |
| 27 | 0.016 | 0.406 | ±10 % |
| 26 | 0.018 | 0.457 | ±10% |
| 25 | 0.02 | 0.508 | ± 0,05 mm |
| 24 | 0.022 | 0.559 | ±0,05 mm |
| 23 | 0.024 | 0.61 | ±0,05 mm |
| 22 | 0.028 | 0.711 | ±0,05 mm |
| 21 | 0.032 | 0.813 | ±0,05 mm |
| 20 | 0.036 | 0.914 | ± 0,05 mm |
| 19 | 0.04 | 1.016 | ±0,05 mm |
| 18 | 0.048 | 1.219 | ±0,08 mm |
| 17 | 0.056 | 1.422 | ± 0,08 mm |
| 16 | 0.064 | 1.626 | ±0,08 mm |
| 15 | 0.072 | 1.829 | ± 0,12 mm |
| 14 | 0.08 | 2.032 | ±0,12 mm |
Wie Sie die richtige Aluminiumsorte für Ihr Blechteil auswählen
Die Auswahl des am besten geeigneten Aluminiums sollte sorgfältig überlegt werden. In diesem Abschnitt werden einige Auswahlkriterien erörtert.
Auswahl nach der Herstellungsmethode
Faktoren wie Duktilität, Biegbarkeit, Schweißbarkeit und Ziehverhalten spielen bei der Verarbeitung eine wichtige Rolle. So ist beispielsweise die Sorte 3003 für das Tiefziehen geeignet, während 6061 dies möglicherweise nicht ist. Andererseits kann 6061 für die Bearbeitung besser geeignet sein als die Legierung 3003.
Umwelt- und Belastungsanforderungen
Legierungen wie 5052 können chemisch aggressiven Umgebungen eindrucksvoll widerstehen. Andererseits ist die Legierung 7075 sehr hoch belastbar. Keine der beiden Legierungen kann daher austauschbar verwendet werden.
Ausgewogenheit von Kosten, Leistung und Verfügbarkeit
Manchmal müssen Faktoren wie Kosten, Leistung und Verfügbarkeit gegeneinander abgewogen werden. 3003 ist eine Allzwecklegierung mit moderaten Kosten. Sie wird für allgemeine Anwendungen ausreichen. Andererseits ist die Sorte 5052 korrosionsbeständiger. Sie ist jedoch kostspielig. Daher sollte sie nur bei Bedarf verwendet werden. In ähnlicher Weise können für Anwendungen mit mittlerer Belastung viele gängige Legierungen verwendet werden. Für extrem hohe Belastungen eignet sich jedoch nur das teurere 7075.
FAQs
Was ist der Unterschied zwischen Aluminiumblechen der Güte 3003 und 5052?
Die Sorte 3003 enthält Mangan als Hauptlegierungselement, während 5052 Magnesium enthält. 3003 wird für allgemeine Anwendungen eingesetzt. Die Sorte 5052 wird in Meeresumgebungen verwendet.
Wie wähle ich die richtige Aluminiumsorte für mein Blechteil aus?
Ein sorgfältiges Studium der Anwendungsanforderungen hilft bei der Auswahl der richtigen Sorte.
Welche Organisation gibt Richtlinien für den Vergleich von Legierungsklassen vor?
Die Aluminum Association teilt Aluminiumlegierungen in Serien ein.
Welches Metallbearbeitungsverfahren wird zur Herstellung von Getränkedosen verwendet?
Tiefziehen wird zur Herstellung von Aluminiumdosen verwendet
Schlussfolgerung
Aluminiumbleche werden in einer Vielzahl von Branchen verwendet. Jeder Industriezweig verwendet bestimmte Legierungssorten, je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Die Aluminum Association hat eine Legierungsreihe festgelegt. Sie klassifiziert die Legierungen nach den Legierungszusätzen. Die Kenntnis dieser Sorten hilft bei der Auswahl der besten für eine bestimmte Anwendung.