El aluminio es un material muy versátil que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones. Los distintos requisitos de rendimiento provocan la demanda de diferentes grados de aluminio. Cada grado tiene su propia utilidad. Algunos destacan por su alta rigidez específica. Otros destacan por su resistencia a la corrosión. A medida que tratemos este tema, los lectores comprenderán mejor los diferentes grados de aluminio. Permanezca atento.
Clasificación de las calidades del aluminio
Chapa de aluminio está disponible en varios grados. Los grados de aluminio se clasifican por su composición química y las propiedades resultantes. Los elementos de aleación más comunes son el cobre, el manganeso, el silicio, el magnesio y el zinc. En cada grado de chapa de aluminio existe una composición única de elementos de aleación. La presencia o ausencia de elementos de aleación produce diferentes propiedades físicas y mecánicas. De ahí la necesidad de identificar unívocamente las composiciones mediante un sistema de clasificación.
Sistema de numeración de aleación de aluminio
La Asociación del Aluminio ha formulado un sistema de numeración de cuatro dígitos para los grados de aluminio. En este sistema de cuatro dígitos, el primer dígito identifica los principales elementos de aleación. Por ejemplo, 2xxx indica que el cobre es el principal elemento de aleación. Mientras que en 3xxx, el manganeso es el principal elemento de aleación, y así sucesivamente.
| Serie Alloy | Principales elementos de aleación | Papel de los elementos que permiten | Propiedades | Aplicaciones |
| 1xxx | Aluminio puro | Conductividad y resistencia a la corrosión | Muy alta resistencia a la corrosión, excelente conductividad y baja resistencia | Conductores eléctricos |
| 2xxx | Cobre | Alta resistencia | Alta resistencia, buena maquinabilidad, pero baja resistencia a la corrosión | Aeroespacial |
| 3xxx | Manganeso | Fortalecimiento moderado | Buena conformabilidad con buena resistencia a la corrosión | Cubiertas, latas e intercambiadores de calor |
| 4xxx | Silicio | Resistencia al desgaste y bajo punto de fusión | Buena resistencia al desgaste y buena soldabilidad | Alambres de soldadura y piezas de motor |
| 5xxx | Magnesio | Solidez y resistencia a la corrosión | Alta resistencia y excelente resistencia marina | Estructuras marinas y tanques |
| 6xxx | Magnesio y silicio | Rendimiento equilibrado | Resistencia media, pero buena resistencia a la corrosión y fácil extrusión | Marcos arquitectónicos y automoción |
| 7xxx | Zinc con pequeñas adiciones de Mg y Cu | Muy alta resistencia | Muy alta resistencia pero menor soldabilidad | Aeroespacial y defensa |
Papel de los elementos de aleación
En los distintos grados de aluminio, los elementos de aleación potencian una característica concreta. Aunque el aluminio puro es conocido por su excepcional conductividad, carece de gran resistencia. En cambio, la serie 7xxx, con la adición de zinc, eleva la resistencia mecánica. Del mismo modo, cada elemento de aleación tiene su propia función.
Aleaciones tratables y no tratables térmicamente
Las calidades de aluminio pertenecientes a las series 2xxx, 6xxx y 7xxx son tratables térmicamente. En cambio, los aluminios de las series 1xxx, 3xxx, 4xxx y 5xxx no son tratables térmicamente. Las calidades de aluminio tratables térmicamente adquieren resistencia mediante el endurecimiento por precipitación. El ejemplo más notable es el del duraluminio. Los grados de aluminio no tratables térmicamente se obtienen mediante el trabajo en frío. Se prefieren por su resistencia a la corrosión, su conformabilidad y su resistencia a la corrosión. soldabilidad.
Calidades comunes de aluminio utilizadas en la fabricación de chapas metálicas
La chapa de aluminio está disponible en varios grados. Cada grado tiene su propia importancia. La idoneidad de un grado concreto depende de la aplicación. Algunos se benefician de una alta rigidez específica, mientras que otros ofrecen una buena conformabilidad. El desarrollador del producto debe actuar con la diligencia debida para seleccionar la calidad adecuada.
Aluminio 3003
La chapa de aluminio 3003 es conocida por su excelente conformabilidad y facilidad de procesamiento. El principal elemento de aleación es el manganeso. Proporciona una resistencia moderada pero una ductilidad excepcional. Estas propiedades hacen que las chapas de aluminio 3003 sean útiles para las operaciones de transformación de chapas metálicas. Su buena resistencia a la corrosión hace que el aluminio 3003 sea adecuado para aplicaciones en exteriores.
Aluminio 5052
Las chapas de aluminio 5052 ofrecen una excelente resistencia a la corrosión incluso en entornos marinos. Estas chapas de aluminio pueden adaptarse a radios de curvatura estrechos. Este excelente rendimiento de curvado permite la producción de formas complejas. Además, ofrecen una impresionante resistencia mecánica sin tratamiento térmico. Como resultado, las chapas de aluminio 5052 se utilizan ampliamente en entornos marinos. Entre las aplicaciones más comunes se incluyen paneles, depósitos de combustible, recipientes a presión, chasis electrónicos y componentes de automoción.
Aluminio 6061
El aluminio 6061 es una aleación muy versátil que se utiliza en numerosas aplicaciones. Ofrece una combinación equilibrada de fuerza, resistencia a la corrosión y maquinabilidad. Pero su conformabilidad es un poco menor que la de los grados de aluminio 3003 y 5052. El aluminio 6061 es comúnmente usado como hojas gruesas de aluminio. El aluminio 6061 se utiliza en paneles estructurales, soportes, marcos y placas base.
Aluminio 7075
El aluminio 7075 ofrece la máxima resistencia mecánica. Su resistencia iguala la del acero. Sin embargo, su densidad es un tercio de la del acero. Esta elevada relación resistencia-peso lo hace ideal para aplicaciones de gran rigidez. Se utiliza habitualmente en paneles estructurales aeroespaciales, accesorios de aeronaves y componentes de defensa.
Comparación de calidades de aluminio para la fabricación de chapas metálicas
En general, las comparaciones de los grados de aluminio se basan en factores como la resistencia a la corrosión, la resistencia mecánica, la soldabilidad, la plegabilidad y la mecanizabilidad. La tabla muestra una comparación entre los distintos grados de aluminio:
| Grado | Tipo de aleación | Resistencia mecánica | Formabilidad | Resistencia a la corrosión | Soldabilidad | Maquinabilidad |
| 3003 | Al-Mn | Bajo -Moderado | Excelente | Bien | Excelente | Bien |
| 5052 | Al-Mg | Moderado | Muy buena | Excelente | Excelente | Bien |
| 6061 | Al-Mg-Si | Alta | Moderado | Bien | feria | Excelente |
| 7075 | Al-Zn (Tratable térmicamente) | Muy alta | Limitado | Moderado | Pobre | Excelente |
¿Por qué es importante el revenido del aluminio?
El temperamento importa mucho en fabricación de metales procesos para chapas de aluminio. El temple define el estado mecánico de las chapas de aluminio. Dos chapas del mismo grado pueden diferir en resistencia, dureza y ductilidad. A continuación se indican los sufijos más utilizados para el temple:
| Sufijo | Estado de ánimo |
| O | Recocido |
| T4 | Envejecido naturalmente |
| T6 | Envejecido artificialmente |
| H | No tratable en caliente pero trabajada en frío |
Por ejemplo, el grado 6061-O sería más dúctil que los grados 6061-T4 o 6061-T6. Otro ejemplo es el 5052-H. El sufijo "H" indica que no es tratable térmicamente, sino trabajado en frío.
Espesor de chapa de aluminio y tolerancias de chapa metálica
El espesor de la chapa de aluminio se mide en unidades SI o en unidades imperiales. Otro método más antiguo y menos fiable es medirlo en BWG. Actualmente, la mayoría de los proveedores ofrecen chapas de aluminio en espesores milimétricos. En EE.UU., se suelen utilizar pulgadas y mils. En cualquier caso, estos valores son fácilmente convertibles. La tabla puede utilizarse para convertir los valores BWG, pulgadas y milímetros entre sí. Otra variación consiste en el uso de términos para referirse a la gama de espesores. Para espesores superiores a 6 mm, se utiliza el término "chapa". Para espesores inferiores a 0,15 mm, se utiliza el término "lámina". Lo que se encuentra entre ambos se denomina "chapa".
| BWG | Pulgadas (in) | Milímetros (mm) | Tolerancias |
| 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 |
Cómo elegir el grado de aluminio adecuado para su pieza de chapa metálica
Se debe considerar cuidadosamente la selección del aluminio más apropiado. En esta sección se analizan algunos criterios de selección.
Selección basada en el método de fabricación
Factores como la ductilidad, la plegabilidad, la soldabilidad y el comportamiento en embutición desempeñan un papel clave en la fabricación. Por ejemplo, la aleación 3003 es adecuada para la embutición profunda, mientras que la 6061 puede no serlo. Por otra parte, la aleación 6061 puede preferirse más para el mecanizado que la 3003.
Requisitos medioambientales y de carga
Aleaciones como la 5052 pueden soportar de forma impresionante entornos químicamente agresivos. Por otro lado, la aleación 7075 tiene una capacidad de carga muy elevada. Por tanto, ninguna de estas aleaciones puede utilizarse indistintamente.
Equilibrio entre coste, rendimiento y disponibilidad
A veces, hay que equilibrar factores como el coste, el rendimiento y la disponibilidad. La 3003 es una aleación de uso general con un coste moderado. Será suficiente para su uso en aplicaciones generales. Por otro lado, el grado 5052 es más resistente a la corrosión. Pero es costoso. Por lo tanto, sólo debe utilizarse cuando sea necesario. Del mismo modo, en aplicaciones de carga moderada, se pueden utilizar muchas aleaciones comunes. Pero para cargas ultra altas, sólo la más cara 7075 servirá para este propósito.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre las chapas de aluminio de calidad 3003 y 5052?
El grado 3003 tiene manganeso como principal elemento de aleación, mientras que el 5052 tiene magnesio. El 3003 se utiliza en aplicaciones generales. El grado 5052 se utiliza en entornos marinos.
¿Cómo elijo el grado de aluminio adecuado para mi pieza de chapa?
Un estudio cuidadoso de los requisitos de la aplicación sirve de guía para seleccionar el grado correcto.
¿Qué organización ofrece directrices para comparar las calificaciones de las aleaciones?
La Asociación del Aluminio clasifica las aleaciones de aluminio en series.
¿Qué proceso metalúrgico se utiliza para fabricar latas de bebidas?
La embutición profunda se utiliza para fabricar latas de aluminio
Conclusión
La chapa de aluminio se utiliza en muchos sectores industriales. Cada industria utiliza unos grados de aleación específicos en función de los requisitos de su aplicación. La Asociación del Aluminio ha designado una serie de aleaciones. Clasifica las aleaciones en función de las adiciones de aleación. El conocimiento de estos grados ayuda a elegir el mejor para una aplicación específica.