Aloi Aluminium dalam Rekabentuk Mekanikal Suai - Bahan Utama, Sifat, dan Aplikasi

Kelebihan Utama Aloi Aluminium dalam Reka Bentuk Mekanikal Tersuai

• Ringan dan kekuatan tinggi : Dengan ketumpatan kira-kira 2.7 g/cm³, aluminium hanya mempunyai satu pertiga daripada ketumpatan keluli. Namun begitu, melalui pengaloian dan rawatan haba, kekuatannya boleh ditingkatkan secara signifikan, membolehkan pembangunan peralatan ringan tanpa mengorbankan integriti struktur.
• Ketahanan Karat yang Cemerlang : Lapisan oksida yang padat terbentuk secara semula jadi pada permukaan aloi aluminium, memberikan perlindungan semula jadi terhadap pengoksidaan, asid, dan alkali. Sifat ini menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam persekitaran yang keras seperti kelembapan dan pendedahan bahan kimia.
• Kemudahan Pemprosesan yang Unggul : Aloi aluminium sangat mulur dan boleh diproses melalui pengecoran, penyusupan, penggelekkan, kimpalan, dan pemesinan. Kelenturan ini membolehkan penciptaan bentuk dan struktur yang kompleks, menyesuaikan dengan pelbagai keperluan reka bentuk jentera suai.
• Konduktiviti Terma dan Elektrik yang Efisien : Kedua terbaik selepas tembaga dalam pengaliran haba, aloi aluminium sangat sesuai untuk pengeluaran komponen peresapan haba seperti radiator dan sinki haba. Pengaliran elektrik yang baik juga menjadikannya sesuai untuk bahagian elektrik dan elektronik.
• Pilihan Rawatan Permukaan yang Pelbagai : Aloi aluminium boleh melalui proses anodisasi, elektroforesis, salutan serbuk, sembur pasir, dan anodisasi keras. Rawatan ini tidak sahaja meningkatkan rintangan haus dan kakisan, tetapi juga menambah daya tarikan estetik produk.

Gred Aloi Aluminium yang Biasa dan Kegunaannya dalam Reka Bentuk Mekanikal Suai

1. Aloi Aluminium 5052 – Juara Rintangan Kakisan

• Ciri utama : Sebagai aloi siri Al-Mg, 5052 adalah gred aluminium utama yang tahan kakisan. Ia mempunyai rintangan luar biasa terhadap kakisan air laut, kekuatan lesu yang tinggi, dan kemudahan pembentukan yang sangat baik, menjadikannya mudah untuk dibengkokkan, ditekan, dan dikimpal.
• Rawatan Permukaan Tipikal : Anodisasi (untuk meningkatkan rintangan kakisan), penyaduran nikel tanpa elektrolisis (untuk meningkatkan kekerasan permukaan dan estetika), peleding pasir (untuk kemasan catu), dan salutan elektroforetik (menggabungkan perlindungan kakisan dan hiasan).
• Rawatan haba : Ia boleh dilunakkan (keadaan O) untuk meningkatkan kemudahan pembentukan atau dikenakan rawatan penstabilan selepas pengerasan kerja (keadaan H32). Yang penting, ia tidak boleh dikuatkan melalui rawatan haba.
• Aplikasi : Sesuai untuk komponen logam lembaran yang memerlukan rintangan kakisan, seperti rumah peralatan marin, komponen kapal, panel dalaman kenderaan, dan kotak elektrik. Ia berprestasi sangat baik dalam persekitaran lembap dan bermaya.

2. Aloi Aluminium 6061 – Yang Serba Boleh

• Ciri utama : 6061 adalah aloi aluminium ekstrusi yang digunakan secara meluas dengan prestasi seimbang. Ia menawarkan kekuatan sederhana, ketelusan mesin yang sangat baik, rintangan kakisan yang baik, dan keputusan anodisasi yang cemerlang, menjadikannya pilihan serbaguna untuk pelbagai aplikasi.
• Rawatan Permukaan Tipikal : Anodisasi (tersedia dalam warna seperti perak, hijau rumput, biru diraja, dan hitam), pemolesan kimia (untuk kemasan cermin), anodisasi pasir ditembak (untuk permukaan pudar seragam), dan penyaduran elektrik (untuk meningkatkan kekerasan dan rintangan haus).
• Rawatan haba : Rawatan T6 (rawatan larutan + penuaan buatan) untuk kekuatan maksimum, rawatan T4 (penuaan semula jadi), dan lembut panas untuk menghilangkan tekanan pemprosesan.
• Aplikasi : Sesuai untuk senario yang memerlukan kekuatan dan kualiti, seperti rangka lengan robot, komponen struktur peralatan automatik, rangka basikal, dan tapak instrumen presisi.

3. Aloi Aluminium 6063 – Pakar Profil

• Ciri utama : 6063 adalah aloi yang paling kerap digunakan untuk profil aluminium. Ia mempunyai prestasi ekstrusi yang sangat baik, membolehkan penghasilan profil dengan keratan rentas yang kompleks. Ia juga menawarkan keputusan rawatan permukaan yang baik serta rintangan terhadap kakisan.
• Rawatan Permukaan Tipikal : Anodisasi (rawatan piawai untuk profil), salutan elektroforesis (kerap digunakan untuk profil), salutan serbuk (pelbagai warna dan rintangan cuaca yang baik), dan pemindahan butir kayu (rawatan hiasan).
• Rawatan haba : Rawatan T5 (penuaan buatan selepas ekstrusi) untuk keperluan kekuatan biasa, dan rawatan T6 untuk keperluan kekuatan yang lebih tinggi.
• Aplikasi : Sangat sesuai untuk rangka profil aluminium industri, penutup pelindung peralatan, pintu dan tingkap binaan, serta rak pameran yang memerlukan keratan rentas kompleks dan rupa luaran yang menarik.

4. Aloi Aluminium 7075 – Wakil Kekuatan Ultra Tinggi

• Ciri utama : 7075 adalah salah satu aloi aluminium komersial yang paling kuat, dengan kekuatan yang mendekati keluli. Ia menunjukkan rintangan fatik yang sangat baik tetapi rintangan kakisan yang lemah, memerlukan perlindungan permukaan dalam kebanyakan aplikasi.
• Rawatan Permukaan Tipikal : Anodisasi keras (untuk meningkatkan ketahanan permukaan secara signifikan), pengoksidaan mikro-arc (membentuk lapisan seramik untuk rintangan haus dan kakisan), penyaduran zink/krom (untuk perlindungan kakisan berat), dan salutan epoksi (menggabungkan perlindungan dan hiasan).
• Rawatan haba : Rawatan T6 untuk kekuatan maksimum, rawatan T73 untuk meningkatkan rintangan kakisan akibat tegasan, dan rawatan T76 untuk rintangan terhadap kakisan eksfoliasi.
• Aplikasi : Direka untuk keperluan kekuatan tinggi, seperti komponen aerospace, peralatan sukan premium, bahagian robot utama, dan acuan.

5. Aloi Aluminium 2A12 – Pilihan Aloi Kekuatan Tinggi Tradisional

• Ciri utama : 2A12 adalah aloi duralumin kekuatan tinggi awal. Ia menawarkan kekuatan tinggi dan rintangan haba yang baik tetapi mempunyai rintangan kakisan yang lemah dan prestasi kimpalan yang sederhana.
• Rawatan Permukaan Tipikal : Anodisasi (wajib untuk perlindungan kakisan), pengoksidaan konduktif kimia (sesuai untuk komponen elektrik), dan pengecatan semburan (kaedah perlindungan yang ekonomik dan praktikal).
• Rawatan haba : Rawatan larutan + penuaan semula jadi (keadaan T4) dan rawatan larutan + penuaan buatan (keadaan T6).
• Aplikasi : Digunakan dalam senario kekuatan tinggi tradisional, seperti struktur pesawat, rangka kekuatan tinggi, dan komponen penyokong beban.

Prinsip Utama untuk Memilih Aloi Aluminium dalam Reka Bentuk Mekanikal Suai

• Persekitaran Operasi : Untuk persekitaran mudah kakisan, utamakan 5052 atau 6061; untuk persekitaran kering, 2A12 atau 7075 adalah pilihan yang sesuai; untuk penggunaan luar jangka panjang, pilih 6061 atau 6063 kerana rintangan cuacanya.
• Keperluan Kekuatan : Struktur umum boleh menggunakan 6061 atau 6063; struktur kekuatan tinggi memerlukan 2A12; aplikasi kekuatan sangat tinggi memerlukan 7075; struktur tahan hentaman mendapat manfaat daripada 6061.
• Kaedah pemprosesan : Profil ekstrusi paling sesuai dibuat dengan 6063 atau 6061; komponen logam lembaran sesuai dengan 5052 atau 6061; tempaan berfungsi baik dengan 7075 atau 2A12; komponen mesinan sangat ideal untuk 6061 atau 7075.
• Pertimbangan Kos : Untuk projek yang sensitif terhadap kos, 6063 atau 5052 adalah pilihan utama; 6061 menawarkan nisbah kos prestasi terbaik; 7075 sesuai untuk aplikasi yang mengutamakan prestasi; 2A12 adalah pilihan yang boleh dipercayai untuk aplikasi tradisional.

Kesimpulan