Какой же сплав порекомендовать автору вопроса?

Вопрос:

Для следующего заказа мне нужно выдавить прессом несколько форм из листа алюминия. Мнения как всегда разделились - кто-то советует мне использовать для экструзии сплав 6061-Т6, а кто-то серию 5000. Предстоит много сварки. Какой сплав вы посоветуете мне использовать?

Ответ:

Трудно советовать что-то конкретное, зная о проекте так мало, но всё же есть несколько беспроигрышных рекомендаций.

Часто люди выбирают алюминиевый сплав, по каталогу в магазине, отдавая предпочтение самому прочному. Делать так - ошибка, и тому есть несколько причин.

Во-первых, многие прочные сплавы плохо поддаются сварке. Как, например, это происходит со сплавами серии 2000 и 7000.

Во-вторых, обычно в каталогах указывают характеристики сплава до сварки. Как вы убедитесь дальше, сварка значительно снижает прочность большинства сплавов, так что всегда проверяйте о каких характеристиках говорится в каталоге - тех, что до или после сварки.

Чаще всего для выдавливания берут сплавы серии 6000, а именно 6061. Такой сплав застывает медленно, что существенно снижает себестоимость процесса экструзии.

Серия 5000 тоже подойдет, но используется она реже. Застывает она быстрее и экструдеру требуется больше времени на проход по заготовке. Соответственно, в этом случае увеличивается себестоимость процесса.

Так что, выбирая материал для экструзии, остановите свой выбор на серии 6061-T6.

Но почему нельзя использовать 6061-T6 для всех заготовок? У других сплавов прочностные свойства лучше. Сплавы серии 6061 являются жаропрочными. Последний этап при производстве 6061-T6 это обработка температурой 162 - 204C. В результате, предел прочности снижается с 276 МПа до 172 МПа. То есть при сварке теряется около 40%, это нужно учитывать сразу при проектировании конструкции.

Теперь давайте поговорим о 5000 серии. Такие сплавы выпускаются в виде листов. Главный добавочный элемент сплава это магний, 1.5 - 6%.

Чем выше доля магния в таком сплаве, тем он прочнее. Это не жаропрочная серия, но заготовки могут быть упрочнены посредством наклепа (нагартовки). Таким образом увеличится предел прочности на разрыв и предел текучести. Как обрабатывали сплав можно понять по цифрам (от 1 до 9) после буквы Н. Чем цифра больше, тем больше было холодной обработки и тем прочнее сплав. Цифра 9 означает что сплав подвергался нагартовке 90%. Если полное наименование сплава 5083-H116, нам нужна лишь последняя цифра, так мы узнаем что алюминиево-магниевый сплав с 5% магния был обработан с 60% нагартовки. Согласно международным стандартам, предел прочности у такого сплава должно быть минимум 303 МПа.

Однако сварка размягчает такие сплавы.

Подождите, ведь именно это и происходит с 6061-T6? Чем 5083 лучше?

Отдайте предпочтение 5083-0 сплаву. Он сохраняет прочность 276 до и после сварки. Сравните с теми 172 МПа, которые мы получаем после сварки 6061-T6.

Всё же у 5000 серии есть свои преимущества. Все сплавы этой серии подходят для сварки и гораздо менее предрасположены к появлению трещин чем 6061. Фактически, их можно сваривать автогеном (без добавления присадки) аппаратом для TIG. Если вам доводилось заниматься сваркой 6061, то вы хорошо себе представляете как легко на изделии могут появиться трещины.

Сплавы серии 5000 обычно выпускают толщиной от 0.3 см. Они тоже устойчивы к коррозии. Наиболее востребованные из них (от менее слабого к более): 5052, 5154, 5454, 5086, 5083 и 5654. С большой вероятностью для них подойдет присадка 5356, но если вы сомневаетесь - обратитесь к таблице выбора присадок для алюминия. Также, эти сплавы можно сварить с 6061 или 6000. Не стоит брать для этих целей присадку 4043, она сделает изделие менее прочным. Исключение составляет 5052, содержащий небольшое количество магния, для него 4043 подходит.

Какой же сплав порекомендовать автору вопроса? Для экструзии лучше взять 6061-T6. А для листового алюминия - 5000 с закалкой 0.