L'aluminium est un matériau très polyvalent utilisé dans un large éventail d'applications. Les différentes exigences en matière de performances entraînent la demande de différentes qualités d'aluminium. Chaque qualité a sa propre utilité. Certaines se distinguent par une rigidité spécifique élevée. D'autres sont réputées pour leur résistance à la corrosion. Au fur et à mesure que nous aborderons ce sujet, les lecteurs comprendront mieux les différentes qualités d'aluminium. Restez à l'écoute !
Classification des qualités d'aluminium
Tôle d'aluminium se présente sous différentes formes. Les qualités d'aluminium sont classées en fonction de leur composition chimique et des propriétés qui en résultent. Les éléments d'alliage courants sont le cuivre, le manganèse, le silicium, le magnésium et le zinc. Chaque qualité de tôle d'aluminium présente une composition unique d'éléments d'alliage. La présence ou l'absence d'éléments d'alliage produit des propriétés physiques et mécaniques différentes. C'est pourquoi il est nécessaire d'identifier les compositions de manière unique à l'aide d'un système de classification.
Système de numérotation en alliage d'aluminium
L'Association de l'aluminium a formulé un système de numérotation à quatre chiffres pour les qualités d'aluminium. Dans ce système à quatre chiffres, le premier chiffre identifie les principaux éléments d'alliage. Par exemple, 2xxx indique que le cuivre est le principal élément d'alliage. Le chiffre 3xxx indique que le manganèse est le principal élément d'alliage, et ainsi de suite.
| Série alliage | Principaux éléments d'alliage | Rôle des éléments permettant | Propriétés | Applications |
| 1xxx | Aluminium pur | Conductivité et résistance à la corrosion | Très grande résistance à la corrosion, excellente conductivité et faible résistance mécanique | Conducteurs électriques |
| 2xxx | Cuivre | Haute résistance | Haute résistance, bonne usinabilité, mais faible résistance à la corrosion | Aérospatiale |
| 3xxx | Manganèse | Renforcement modéré | Bonne formabilité et bonne résistance à la corrosion | Toitures, boîtes de conserve et échangeurs de chaleur |
| 4xxx | Silicium | Résistance à l'usure et point de fusion bas | Bonne résistance à l'usure et bonne soudabilité | Fils de soudure et pièces de moteur |
| 5xxx | Magnésium | Solidité et résistance à la corrosion | Grande solidité et excellente résistance à l'eau | Structures et réservoirs marins |
| 6xxx | Magnésium et silicium | Des performances équilibrées | Résistance moyenne, mais bonne résistance à la corrosion et extrusion facile | Cadres architecturaux et automobiles |
| 7xxx | Zinc avec ajouts mineurs de Mg et Cu | Très haute résistance | Très haute résistance mais soudabilité réduite | Aérospatiale et défense |
Rôle des éléments d'alliage
Dans les différentes qualités d'aluminium, les éléments d'alliage renforcent une caractéristique particulière. Si l'aluminium pur est connu pour sa conductivité exceptionnelle, il n'est pas très résistant. En revanche, la série 7xxx, avec l'ajout de zinc, augmente la résistance mécanique. De même, chaque élément d'alliage a sa propre fonction.
Alliages traitables à chaud et non traitables à chaud
Les nuances d'aluminium appartenant aux séries 2xxx, 6xxx et 7xxx peuvent être traitées thermiquement. En revanche, les nuances d'aluminium des séries 1xxx, 3xxx, 4xxx et 5xxx ne peuvent pas être traitées thermiquement. Les qualités d'aluminium pouvant être traitées thermiquement acquièrent de la résistance grâce au durcissement par précipitation. L'exemple le plus notable est celui du duralumin. Les qualités d'aluminium non traitables à chaud sont obtenues par déformation à froid. Elles sont préférées en raison de leur résistance à la corrosion, de leur aptitude au formage et de leur résistance à l'usure. soudabilité.
Nuances d'aluminium couramment utilisées dans la fabrication de tôles
La tôle d'aluminium se présente sous différentes formes. Chaque qualité a sa propre signification. L'adéquation d'une nuance particulière dépend de l'application. Certaines nuances tirent parti d'une rigidité spécifique élevée, tandis que d'autres offrent une bonne aptitude à la déformation. Il appartient au concepteur du produit de faire preuve de diligence pour sélectionner la nuance appropriée.
Aluminium 3003
La tôle d'aluminium 3003 est connue pour son excellente formabilité et sa facilité de traitement. Le principal élément d'alliage est le manganèse. Il confère une résistance modérée mais une ductilité exceptionnelle. Ces propriétés rendent les tôles d'aluminium 3003 utiles pour les opérations de tôlerie. Grâce à sa bonne résistance à la corrosion, la nuance d'aluminium 3003 convient aux applications extérieures.
Aluminium 5052
Les tôles d'aluminium 5052 offrent une excellente résistance à la corrosion, même en milieu marin. Ces tôles d'aluminium peuvent s'adapter à des rayons de courbure étroits. Cette excellente capacité de pliage permet de produire des formes complexes. En outre, elles offrent une résistance mécanique impressionnante en l'absence de traitement thermique. C'est pourquoi les tôles d'aluminium 5052 sont largement utilisées dans les environnements marins. Les applications courantes comprennent les panneaux, les réservoirs de carburant, les cuves sous pression, les châssis électroniques et les composants automobiles.
Aluminium 6061
L'aluminium 6061 est un alliage très polyvalent utilisé dans un grand nombre d'applications. Il offre une combinaison équilibrée de solidité, de résistance à la corrosion et d'usinabilité. Mais sa formabilité est un peu moins bonne que celle des qualités d'aluminium 3003 et 5052. L'aluminium 6061 est couramment utilisé sous forme de feuilles d'aluminium épaisses. L'aluminium 6061 est utilisé dans les panneaux structurels, les supports, les cadres et les plaques de base.
Aluminium 7075
La nuance d'aluminium 7075 offre une résistance mécanique maximale. Sa résistance est comparable à celle de l'acier. Pourtant, sa densité est un tiers de celle de l'acier. Ce rapport résistance/poids élevé en fait un matériau idéal pour les applications à forte rigidité. Elle est couramment utilisée dans les panneaux structuraux de l'aérospatiale, les raccords d'avions et les composants de défense.
Comparaison des nuances d'aluminium pour la fabrication de tôles
En général, les comparaisons entre les différentes qualités d'aluminium sont basées sur des facteurs tels que la résistance à la corrosion, la résistance mécanique, la soudabilité, la pliabilité et l'usinabilité. Le tableau ci-dessous établit une comparaison entre les différentes qualités d'aluminium :
| Grade | Type d'alliage | Résistance mécanique | Formabilité | Résistance à la corrosion | Soudabilité | Usinabilité |
| 3003 | Al-Mn | Faible - Modéré | Excellent | Bon | Excellent | Bon |
| 5052 | Al-Mg | Modéré | Très bon | Excellent | Excellent | Bon |
| 6061 | Al-Mg-Si | Haut | Modéré | Bon | équitable | Excellent |
| 7075 | Al-Zn (traité thermiquement) | Très élevé | Limitée | Modéré | Pauvre | Excellent |
Pourquoi l'état de l'aluminium est-il important ?
Le tempérament compte beaucoup dans fabrication métallique pour les tôles d'aluminium. La température définit l'état mécanique des tôles d'aluminium. Deux tôles de même qualité peuvent présenter des différences de résistance, de dureté et de ductilité. Les suffixes couramment utilisés pour le tempérament sont indiqués ci-dessous :
| Suffixe | État de santé |
| O | Recuit |
| T4 | Vieillissement naturel |
| T6 | Vieillissement artificiel |
| H | Non traité thermiquement mais travaillé à froid |
Par exemple, la nuance 6061-O est plus ductile que les nuances 6061-T4 ou 6061-T6. Un autre exemple est le 5052-H. Le suffixe "H" indique qu'il s'agit d'un matériau non traitable à chaud mais travaillé à froid.
Épaisseur de la tôle d'aluminium et tolérances de la tôle
L'épaisseur de la tôle d'aluminium est mesurée en unités SI ou en unités impériales. Une autre méthode, plus ancienne et moins fiable, consiste à la mesurer en BWG. Actuellement, la plupart des fournisseurs proposent des tôles d'aluminium en millimètres d'épaisseur. Aux États-Unis, on utilise souvent les pouces et les millièmes de pouce. Quoi qu'il en soit, ces valeurs sont facilement convertibles. Le tableau peut être utilisé pour convertir les valeurs en BWG, en pouces et en millimètres. Une autre variante consiste à utiliser des termes pour désigner la gamme d'épaisseurs. Pour les épaisseurs supérieures à 6 mm, on utilise le terme "plaque". Pour les épaisseurs inférieures à 0,15 mm, on utilise le terme "feuille". Ce qui se situe entre les deux est appelé "feuille".
| BWG | Pouces (in) | Millimètres (mm) | Tolérances |
| 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 |
Comment choisir la bonne qualité d'aluminium pour votre pièce de tôlerie ?
Le choix de l'aluminium le plus approprié doit faire l'objet d'une attention particulière. Cette section aborde certains critères de sélection.
Sélection basée sur la méthode de fabrication
Des facteurs tels que la ductilité, la pliabilité, la soudabilité et le comportement à l'emboutissage jouent un rôle clé dans la fabrication. Par exemple, la nuance 3003 convient à l'emboutissage, ce qui n'est pas le cas de la nuance 6061. D'autre part, l'alliage 6061 peut être préféré à l'alliage 3003 pour l'usinage.
Exigences en matière d'environnement et de charge
Les alliages tels que le 5052 peuvent résister de manière impressionnante à des environnements chimiquement agressifs. En revanche, l'alliage 7075 a une capacité de charge très élevée. Aucun de ces alliages ne peut donc être utilisé de manière interchangeable.
Équilibrer les coûts, les performances et la disponibilité
Parfois, des facteurs tels que le coût, la performance et la disponibilité doivent être mis en balance. Le 3003 est un alliage polyvalent dont le coût est modéré. Il sera suffisant pour être utilisé dans des applications générales. En revanche, la nuance 5052 est plus résistante à la corrosion. Mais elle est coûteuse. Elle ne doit donc être utilisée qu'en cas de besoin. De même, pour les applications à charge modérée, de nombreux alliages courants peuvent être utilisés. Mais pour les charges très élevées, seule la nuance 7075, plus coûteuse, peut être utilisée.
FAQ
Quelle est la différence entre les tôles d'aluminium de qualité 3003 et 5052 ?
Le manganèse est le principal élément d'alliage de la nuance 3003, tandis que le magnésium est le principal élément d'alliage de la nuance 5052. La nuance 3003 est utilisée dans des applications générales. La nuance 5052 est utilisée dans les environnements marins
Comment choisir la bonne qualité d'aluminium pour ma pièce de tôle ?
Une étude minutieuse des exigences de l'application permet de sélectionner le grade adéquat.
Quelle est l'organisation qui fournit des lignes directrices pour la comparaison des notes d'alliage ?
L'Association de l'aluminium classe les alliages d'aluminium en séries.
Quel est le procédé d'usinage des métaux utilisé pour fabriquer les boîtes de boisson ?
L'emboutissage est utilisé pour fabriquer des canettes en aluminium
Conclusion
La tôle d'aluminium est utilisée dans de nombreuses industries. Chaque industrie utilise des alliages spécifiques en fonction des exigences de leurs applications. L'Association de l'aluminium a désigné une série d'alliages. Elle classe les alliages en fonction des ajouts d'éléments d'alliage. La connaissance de ces nuances permet de choisir celle qui convient le mieux à une application spécifique.