Bij de vergelijking van staal-en aluminiumlegeringen is de gewichtsvermindering bij gebruik van aluminium het grootst bij een belasting op sterkte. Door de lagere E-modulus van aluminium is het gewichtsvoordeel bij belasting op stijfheid geringer.Bij toepassingen waarbij gewichtsbesparingen en de sterkte van de constructie centraal staan moet aluminium behalve met hoge sterkte staal ook concurreren met magnesium, titanium en vezelversterkte kunststoffen.
Als gezien hun gebruiks- en verwerkingseigenschappen meerdere materialen in aanmerking komen voor een gegeven product dan gaan materiaal- en verwerkingskosten een belangrijke rol spelen.
Verwerking
Bewerkingstechnieken
Verschillende bewerkingstechnieken worden in het navolgende kort behandeld onder de hoofdstukjes scheidingstechniek, vervormingstechniek en verbindingstechniek. De bedoeling hiervan is om een eerste indruk te geven van aspecten die specifiek zijn voor de bewerking van aluminium. Voor nadere informatie die van belang is voor praktijktoepassingen zijn voor de verschillende bewerkingtechnieken per hoofdstuk verwijzingen gegeven.
Scheidingstechniek
Algemeen
Voor aluminium zijn alle gangbare mechanische scheidingstechnieken toepasbaar. Ditzelfde geldt voor de thermische scheidingstechnieken met uitzondering van autogeen snijden. Voor nadere gegevens omtrent de scheidingstechnieken die in dit hoofdstuk behandeld worden zie [ref]
Knippen, ponsen en nibbelen
Bij knippen, ponsen en nibbelen is het voor het verkrijgen van een nette snijrand van belang dat het gereedschap schoon en scherp is en dat de snijspleet goed ingesteld wordt. De optimale snijspleet varieert van 15% van de materiaaldikte voor de hardste legeringen tot 5% voor de zachtste legeringen.
Zagen
Voor kleine series en gecompliceerde vormen kan een lintzaag gebruikt worden. en voor rechte snedes een beugel of cirkelzaag. Er zijn linten en zaagbladen met speciaal voor aluminium geschikte vertandingen op de markt.
Waterstraalsnijden.
Waterstraalsnijden is een scheidingstechniek die zich goed toe laat passen bij aluminium en aluminiumlegeringen. Deze techniek heeft enkele belangrijke voordelen:
- er is geen thermische beïnvloeding van het snedevlak
- de verkregen snede is bijna altijd braamvrij
- complexe snijcontouren zijn mogelijk
- is toepasbaar op materiaaldiktes van 0,1 tot 100 mm.
Het is echter een relatief trage (snijsnelheid maximaal 5 m/min) en luidruchtige techniek. Ook ontstaat vervuild water dat voor lozing gereinigd moet worden.
Thermische scheidingstechnieken
De voor aluminium toepasbare thermische scheidingstechnieken zijn plasma snijden en lasersnijden. Bij deze technieken is er evenals bij waterstraalsnijden een grote vormvrijheid, die zeker bij kleine series economische voordelen biedt. Het plasma snijden is toepasbaar op materiaaldiktes van 1 mm tot25 mm. De warmtebeïnvloede zone neemt toe met de materiaaldikte maar ligt bij dunne plaat rond de 1 mm. De maximale snijsnelheid ligt in de buurt van 10 m/min. Het lasersnijden is toepasbaar tot een grootste materiaaldikte van circa 8 mm. Met deze techniek kan zeer dun materiaal gesneden worden tot aan foliediktes toe. De snedekwaliteit is in het algemeen beter dan bij plasmasnijden en de warmtebeïnvloede zone bedraagt circa 0,1 mm. De maximale snijsnelheid ligt in de buurt van 10 m/min bij een materiaaldikte van 1 mm. Bij grotere materiaaldiktes neemt de snijsnelheid naar evenredigheid af.
Vervormingstechniek
Vervormingstechniek aluminium algemeen.
Het vormen van aluminium producten uit plaat kan met dezelfde gereedschappen en machines gedaan worden als het vormen van producten uit andere metalen zoals bijvoorbeeld staal en koper. Er moet echter rekening mee gehouden worden dat aluminium zich in aantal opzichten anders gedraagt. Zo heeft aluminium een zachter oppervlak dan staal, heeft het een grotere terugvering na buigen en brengt spanningsrelaxatie een grotere vormverandering met zich mee dan bij staal het geval is.
Als voor een product dat een vervormingsbewerking moet ondergaan de keuze op aluminium is gevallen dan is het belangrijk de keuze van de legering af te stemmen op het vereiste niveau van sterkte en vervormbaarheid. De legeringen in de zachte toestand of "O" temper hebben de beste vervormbaarheid. Het sterkteniveau loopt daarbij op van de 1xxx serie naar de 3xxx en de 5xxx serie. De precipitatiehardende legeringen in de zachte toestand zijn wel goed vervormbaar, maar minder dan de 1xxx en de 3xxx serie. De precipitatiehardende legeringen hebben vooral een goede combinatie van sterkte en vervormbaarheid, in het bijzonder als de vervorming in de zachte toestand uitgevoerd wordt en de legering daarna door uitharding een sterkteverhoging ondergaat. In bijlage 3 worden en sterkte en vervormbaarheid van de verschillende series aan de hand van getallen iets verder toegelicht.
De vervormingstechnieken zijn te onderscheiden in technieken voor grote series en massaproductie zoals strekken en dieptrekken en technieken voor kleine series zoals hameren en forceren.
Inhoudsopgave van mechanische eigenschappen van aluminium en aluminiumlegeringen NENEN 485-2
Contents Page |
Foreword | 2 |
1 | Scope | 4 |
2 | Normative references | 4 |
3 | Tensile test | 5 |
4 | Bend test | 5 |
5 | Hardness test | 5 |
6 | Electical conductivity | 6 |
7 | Stress-corrosion resistance | 6 |
8 | Exfoliation corrosion resistance (5xxx series alloys) | 6 |
9 | Exfoliation corrosion resistance (7xxx series alloys) | 7 |
Table |
1. Minimum material gauge and Brinell hardness values | 28. Alloy EN AW-6061 [Al Mg1SiCu] |
2. Aluminium EN AW- 1080A [Al 99,8(A)] | 29. Alloy EN AW-6082 [Al SiMgMn] |
3. Aluminium EN AW- 1070A [Al 99,7] | 30. Alloy EN AW-7020 [Al Zn4,5Mg1] |
4. Aluminium EN AW- 1050A [Al 99,5] | 31. Alloy EN AW-7021 [Al Zn5.5Mg1,5] |
5. Aluminium EN AW- 1200 [Al 99,0] | 32. Alloy EN AW-7022 [Al Zn5Mg3Cu] |
6. Alloy EN AW-2014 [Al Cu4SiMg1] | 33. Alloy EN AW-7075 [Al Zn5,5Mg3Cu] |
7. Alloy EN AW-2017 AW [Al Cu4MgSi (A)] | 34. Alloy EN AW-8011A [Al FeSi(A)] |
8. Alloy EN AW-2024 [Al Cu4SiMg1] | Annex |
9. Alloy EN AW-3003 [Al Mn1Cu] | A (normative) Rules for rounding |
10. Alloy EN AW-3103 [Al Mn1] | |
11. Alloy EN AW-3004 [Al Mn1Mg1] | |
12. Alloy EN AW-3005 [Al Mn1Mgl0.5] | |
13. Alloy EN AW-3105 [Al Mn0,5Mg0.5] | |
14. Alloy EN AW-4006 [Al Si1Fe] | |
15. Alloy EN AW-4007 [Al Si1,5Mn] | |
16. Alloy EN AW-5005 [Al Mg1(B)] | |
17. Alloy EN AW-5040 [Al Mg1,5Mn] | |
18. Alloy EN AW-5049 [Al Mg2Mn0,8] | |
19. Alloy EN AW-5050 [Al Mg1,5C] | |
20. Alloy EN AW-5251 [Al Mg2] | |
21. Alloy EN AW-5052 [Al Mg2,5] | |
22. Alloy EN AW-5154A [Al Mg3,5(A)] | |
23. Alloy EN AW-5154 [Al Mg3Mn] | |
24. Alloy EN AW-5754 [Al Mg3] | |
25. Alloy EN AW-5182 [Al Mg4.5Mn0.4] | |
26. Alloy EN AW-5083 [Al Mg4.5Mn0.7] | |
27. Alloy EN AW-5086 [Al Mg4] | |
