มีเหตุผลหลายประการที่ทำให้อะลูมิเนียมเป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่นิยมใช้กันมากที่สุด มีความยืดหยุ่นสูง จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ความเหนียวทำให้ทำเป็นฟอยล์อลูมิเนียมได้ และความเหนียวทำให้สามารถดึงอลูมิเนียมเป็นแท่งและสายไฟได้
อะลูมิเนียมยังมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง เนื่องจากเมื่อวัสดุสัมผัสกับอากาศ ก็จะเกิดชั้นออกไซด์ป้องกันตามธรรมชาติ การเกิดออกซิเดชันนี้สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการปลอมแปลงเพื่อให้การป้องกันที่แข็งแกร่งขึ้น ชั้นป้องกันอะลูมิเนียมตามธรรมชาติทำให้ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน นอกจากนี้ อลูมิเนียมยังเป็นตัวนำความร้อนและตัวนำไฟฟ้าที่ดี ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนและสแตนเลส
ïอลูมิเนียมฟอยล์ï
ขึ้นรูปได้เร็วและง่ายกว่าเหล็กกล้า และอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานหลายประเภทที่ต้องใช้วัสดุที่แข็งแรงและทนทาน สุดท้าย เมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ อะลูมิเนียมสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ดี จึงสามารถเก็บรักษา หลอม และนำเศษวัสดุกลับมาใช้ใหม่ได้มากขึ้น เมื่อเทียบกับพลังงานที่ใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ การรีไซเคิลอะลูมิเนียมสามารถประหยัดพลังงานได้ถึง 95%
แน่นอนว่าการใช้อลูมิเนียมก็มีข้อเสียอยู่บ้างโดยเฉพาะเมื่อเทียบกับเหล็ก มันไม่แข็งเหมือนเหล็ก ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่ไม่ดีสำหรับชิ้นส่วนที่ทนต่อแรงกระแทกมากกว่าหรือความสามารถในการรับน้ำหนักที่สูงมาก จุดหลอมเหลวของอะลูมิเนียมยังต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด (660 องศาเซลเซียส เมื่อจุดหลอมเหลวของเหล็กต่ำกว่า ประมาณ 1400 องศาเซลเซียส) ก็ไม่สามารถทนต่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูงมากได้ นอกจากนี้ยังมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนสูง ดังนั้นหากอุณหภูมิสูงเกินไประหว่างการประมวลผล จะทำให้เสียรูปและเป็นการยากที่จะรักษาระดับความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด สุดท้าย อะลูมิเนียมอาจมีราคาแพงกว่าเหล็กกล้าเนื่องจากความต้องการพลังงานที่สูงขึ้นระหว่างการบริโภค
อลูมิเนียมอัลลอยด์ ด้วยการปรับปริมาณของชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมเล็กน้อย สามารถผลิตอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้นับไม่ถ้วน อย่างไรก็ตาม การเรียบเรียงบางส่วนได้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์มากกว่าองค์ประกอบอื่นๆ โลหะผสมอะลูมิเนียมทั่วไปเหล่านี้จัดกลุ่มตามองค์ประกอบการผสมหลัก แต่ละชุดมีคุณสมบัติทั่วไปบางอย่าง ตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมอัลลอยด์ 3000, 4000 และ 5000 ซีรีส์ไม่สามารถอบร้อนได้ ดังนั้นจึงใช้การทำงานเย็น ซึ่งเรียกอีกอย่างว่างานชุบแข็ง ถึง
ประเภทโลหะผสมอลูมิเนียมหลักมีดังนี้
1000 ซีรีส์ โลหะผสมอะลูมิเนียม 1xxx มีอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ที่สุด โดยมีปริมาณอะลูมิเนียมอย่างน้อย 99% โดยน้ำหนัก ไม่มีองค์ประกอบการผสมที่เฉพาะเจาะจงซึ่งส่วนใหญ่เป็นอลูมิเนียมบริสุทธิ์เกือบทั้งหมด ตัวอย่างเช่น อลูมิเนียม 1199 มีอลูมิเนียม 99.99% โดยน้ำหนัก และใช้ทำฟอยล์อลูมิเนียม เกรดเหล่านี้เป็นเกรดที่อ่อนที่สุด แต่สามารถชุบแข็งได้ ซึ่งหมายความว่าจะแข็งแรงขึ้นเมื่อเปลี่ยนรูปซ้ำแล้วซ้ำอีก
2000 ซีรีส์ องค์ประกอบการผสมหลักของอลูมิเนียมซีรีส์ 2000 คือทองแดง อะลูมิเนียมเกรดเหล่านี้สามารถชุบแข็งด้วยการตกตะกอน ซึ่งทำให้มีความแข็งแรงเกือบเท่ากับเหล็ก การชุบแข็งด้วยการตกตะกอนเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดเพื่อให้การตกตะกอนของโลหะอื่นๆ ตกตะกอนออกจากสารละลายโลหะ (ในขณะที่โลหะยังคงเป็นของแข็ง) และช่วยเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิต อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเพิ่มทองแดง อะลูมิเนียมเกรด 2xxx มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่า อลูมิเนียม 2024 ยังประกอบด้วยแมงกานีสและแมกนีเซียมและใช้ในชิ้นส่วนอวกาศ
3000 ซีรีส์ แมงกานีสเป็นสารเติมแต่งที่สำคัญที่สุดในซีรีส์อะลูมิเนียม 3000 อะลูมิเนียมอัลลอยเหล่านี้สามารถชุบแข็งได้เช่นกัน (จำเป็นเพื่อให้ได้ระดับความแข็งที่เพียงพอ เนื่องจากอะลูมิเนียมเกรดเหล่านี้ไม่สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้) อะลูมิเนียม 3004 ยังประกอบด้วยแมกนีเซียม ซึ่งเป็นโลหะผสมที่ใช้ในกระป๋องเครื่องดื่มอะลูมิเนียม และชนิดต่างๆ ที่ผ่านการชุบแข็งแล้ว
4000 ซีรีส์ อลูมิเนียมซีรีส์ 4000 มีซิลิกอนเป็นองค์ประกอบการผสมหลัก ซิลิคอนลดจุดหลอมเหลวของอะลูมิเนียมเกรด 4xxx อะลูมิเนียม 4043 ใช้เป็นวัสดุแท่งเติมสำหรับการเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 6000 ในขณะที่อะลูมิเนียม 4047 ใช้เป็นแผ่นและหุ้ม
5000 ซีรีส์ แมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบการผสมหลักในซีรีส์ 5000 เกรดเหล่านี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีที่สุด ดังนั้นจึงมักใช้ในงานทางทะเลหรือในสถานการณ์อื่นๆ ที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง อลูมิเนียม 5083 เป็นโลหะผสมที่ใช้กันทั่วไปในชิ้นส่วนทางทะเล
6000 ซีรีส์ ทั้งแมกนีเซียมและซิลิกอนใช้ในการผลิตโลหะผสมอลูมิเนียมทั่วไปบางชนิด การรวมกันขององค์ประกอบเหล่านี้ใช้เพื่อสร้างซีรีส์ 6000 ซึ่งมักจะง่ายต่อการประมวลผลและการชุบแข็งแบบตกตะกอน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 6061 เป็นอลูมิเนียมอัลลอยด์ชนิดหนึ่งที่พบมากที่สุดและมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง มักใช้ในงานโครงสร้างและอวกาศ
7000 ซีรีส์ อะลูมิเนียมอัลลอยด์เหล่านี้ทำมาจากสังกะสี และบางครั้งก็ประกอบด้วยทองแดง โครเมียม และแมกนีเซียม พวกเขาสามารถตกตะกอนเพื่อให้กลายเป็นอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่แข็งแรงที่สุด เกรด 7000 มักใช้ในงานด้านอวกาศเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง 7075 เป็นเกรดทั่วไป แม้ว่าความต้านทานการกัดกร่อนจะสูงกว่าวัสดุซีรีส์ 2000 แต่ความต้านทานการกัดกร่อนก็ต่ำกว่าโลหะผสมอื่นๆ โลหะผสมนี้มักใช้ แต่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านอวกาศและอวกาศ ถึง
อะลูมิเนียมอัลลอยด์เหล่านี้ทำมาจากสังกะสี และบางครั้งก็เป็นทองแดง โครเมียม และแมกนีเซียม และสามารถกลายเป็นอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่แข็งแรงที่สุดได้ด้วยการชุบแข็งด้วยการตกตะกอน คลาส 7000 มักใช้ในการใช้งานด้านอวกาศเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง 7075 เป็นเกรดทั่วไปที่มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่าโลหะผสมอื่นๆ
8000 ซีรีส์ ซีรีส์ 8000 เป็นคำทั่วไปที่ใช้ไม่ได้กับอะลูมิเนียมอัลลอยด์ประเภทอื่นๆ โลหะผสมเหล่านี้สามารถรวมองค์ประกอบอื่นๆ ได้มากมาย รวมทั้งเหล็กและลิเธียม ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียม 8176 ประกอบด้วยเหล็ก 0.6% และซิลิกอน 0.1% โดยน้ำหนัก และใช้ทำลวด
การรักษาอุณหภูมิและการรักษาพื้นผิวอลูมิเนียม
การอบชุบด้วยความร้อนเป็นกระบวนการปรับสภาพทั่วไป ซึ่งหมายความว่าจะเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุของโลหะหลายชนิดในระดับเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอลูมิเนียมจำเป็นต้องเพิ่มความแข็งและความแข็งแรง อลูมิเนียมที่ไม่ผ่านการบำบัดเป็นโลหะอ่อน ดังนั้นเพื่อให้ทนต่อการใช้งานบางอย่าง อลูมิเนียมต้องผ่านกระบวนการปรับแต่งบางอย่าง สำหรับอะลูมิเนียม จะระบุกระบวนการด้วยชื่อตัวอักษรท้ายหมายเลขเกรด
การรักษาความร้อน อลูมิเนียมซีรีส์ 2xxx, 6xxx และ 7xxx สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของโลหะ และเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานบางอย่าง โลหะผสมอื่นๆ 3xxx, 4xxx และ 5xxx สามารถทำงานเย็นเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งเท่านั้น สามารถเพิ่มชื่อตัวอักษรต่างๆ (เรียกว่า Tempered Name) ลงในโลหะผสมเพื่อพิจารณาว่าจะใช้การรักษาแบบใด ชื่อเหล่านี้คือ:
F แสดงว่าอยู่ในสถานะการผลิตหรือวัสดุไม่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน
H หมายความว่าวัสดุผ่านการชุบแข็งแล้วไม่ว่าจะดำเนินการพร้อมกันกับการอบชุบด้วยความร้อนหรือไม่ก็ตาม ตัวเลขหลัง "H" หมายถึงชนิดของการอบชุบด้วยความร้อนและความแข็ง
O แสดงว่าอลูมิเนียมผ่านการอบอ่อนซึ่งช่วยลดความแข็งแรงและความแข็ง นี้ดูเหมือนจะเป็นทางเลือกที่แปลก - ใครจะต้องการวัสดุที่อ่อนนุ่มกว่านี้? อย่างไรก็ตาม การอบอ่อนทำให้เกิดวัสดุที่ง่ายต่อการประมวลผล อาจแข็งแกร่งกว่า และเหนียวกว่า ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับวิธีการผลิตบางอย่าง
T แสดงว่าอลูมิเนียมผ่านการอบร้อนแล้ว และตัวเลขหลัง "T" แสดงถึงรายละเอียดของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน ตัวอย่างเช่น Al 6061-T6 ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนด้วยสารละลาย (รักษาไว้ที่ 980 องศาฟาเรนไฮต์ จากนั้นนำไปชุบให้เย็นตัวลงในน้ำเพื่อให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว) จากนั้นจึงบำบัดตามอายุระหว่าง 325 ถึง 400 องศาฟาเรนไฮต์
การรักษาพื้นผิว มีการรักษาพื้นผิวหลายอย่างที่สามารถนำไปใช้กับอลูมิเนียมได้ และการรักษาพื้นผิวแต่ละครั้งมีลักษณะและลักษณะการป้องกันที่เหมาะสมกับการใช้งานที่แตกต่างกัน ถึง
ไม่มีผลกระทบต่อวัสดุหลังการขัดเงา การรักษาพื้นผิวนี้ใช้เวลาและความพยายามน้อยลง แต่มักจะไม่เพียงพอสำหรับชิ้นส่วนตกแต่ง และเหมาะสมที่สุดสำหรับต้นแบบที่ทดสอบการทำงานและความเหมาะสมเท่านั้น
การขัดเป็นขั้นตอนต่อไปจากพื้นผิวที่กลึง ให้ความสำคัญกับการใช้เครื่องมือที่แหลมคมและการเก็บผิวละเอียดเพื่อให้ได้พื้นผิวที่เรียบเนียนยิ่งขึ้น นี่เป็นวิธีการประมวลผลที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งมักใช้ในการทดสอบชิ้นส่วน อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ยังคงทิ้งร่องรอยของเครื่องจักรไว้ ดังนั้นจึงมักไม่ใช้ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
การพ่นทรายจะสร้างพื้นผิวด้านโดยการฉีดลูกปัดแก้วเล็กๆ ลงบนชิ้นส่วนอะลูมิเนียม การดำเนินการนี้จะลบเครื่องหมายการประมวลผลส่วนใหญ่ (แต่ไม่ทั้งหมด) และให้รูปลักษณ์ที่เรียบแต่มีเม็ดเล็ก รูปลักษณ์และสัมผัสอันเป็นเอกลักษณ์ของแล็ปท็อปยอดนิยมบางรุ่นมาจากการพ่นทรายก่อนการชุบอโนไดซ์
อโนไดซ์เป็นวิธีการรักษาพื้นผิวทั่วไป เป็นชั้นออกไซด์ป้องกันที่จะก่อตัวตามธรรมชาติบนพื้นผิวอลูมิเนียมเมื่อสัมผัสกับอากาศ ในระหว่างการประมวลผลแบบแมนนวล ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมจะถูกแขวนไว้บนตัวรองรับที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า จุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ และนำกระแสตรงเข้าสู่สารละลายอิเล็กโทรไลต์ เมื่อกรดของสารละลายละลายชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ กระแสจะปล่อยออกซิเจนบนพื้นผิว ทำให้เกิดชั้นป้องกันใหม่ของอะลูมิเนียมออกไซด์
ด้วยการปรับสมดุลของอัตราการละลายและอัตราการสะสม ชั้นออกไซด์จะก่อตัวเป็นรูพรุนระดับนาโน ทำให้สารเคลือบสามารถเติบโตต่อไปได้เกินกว่าที่ธรรมชาติจะเป็นไปได้ ต่อมา ด้วยเหตุผลด้านสุนทรียศาสตร์ บางครั้ง nanopores จะถูกเติมด้วยสารยับยั้งการกัดกร่อนหรือสีย้อมอื่นๆ จากนั้นจึงผนึกเพื่อเคลือบป้องกันจนเสร็จสมบูรณ์
ทักษะการประมวลผลอลูมิเนียม
1. หากชิ้นงานมีความร้อนสูงเกินไประหว่างการประมวลผล ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูงของอะลูมิเนียมจะส่งผลต่อความทนทาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่บาง เพื่อป้องกันผลกระทบด้านลบใดๆ คุณสามารถหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความร้อนได้โดยการสร้างเส้นทางของเครื่องมือที่ไม่กระจุกตัวในบริเวณหนึ่งนานเกินไป วิธีนี้สามารถกระจายความร้อนได้ และสามารถดูและแก้ไขเส้นทางของเครื่องมือได้ในซอฟต์แวร์ CAM ที่สร้างโปรแกรมการตัดเฉือน CNC
2.2. หากแรงมากเกินไป ความนุ่มนวลของโลหะผสมอะลูมิเนียมบางชนิดจะทำให้เกิดการเสียรูประหว่างการประมวลผล ดังนั้น ตามอัตราป้อนที่แนะนำและความเร็วในการประมวลผลเกรดเฉพาะของอะลูมิเนียม เพื่อสร้างแรงที่เหมาะสมระหว่างกระบวนการ หลักการง่ายๆ อีกประการหนึ่งในการป้องกันการเสียรูปคือการรักษาความหนาของชิ้นงานให้มากกว่า 0.020 นิ้วในทุกพื้นที่
3. ผลกระทบอีกประการหนึ่งของความเหนียวของอะลูมิเนียมคือสามารถสร้างขอบรวมของวัสดุบนเครื่องมือได้ วิธีนี้จะปกปิดพื้นผิวการตัดที่แหลมคมของเครื่องมือ ทำให้เครื่องมือทื่อ และลดประสิทธิภาพการตัด ขอบสะสมนี้อาจทำให้พื้นผิวของชิ้นงานไม่ดี เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของขอบ ให้ทดลองกับวัสดุเครื่องมือ พยายามเปลี่ยน HSS (เหล็กกล้าความเร็วสูง) ด้วยเม็ดมีดคาร์ไบด์ หรือในทางกลับกัน แล้วปรับความเร็วตัด คุณสามารถลองปรับปริมาณและชนิดของน้ำมันตัดกลึงได้
แจ้งให้เราทราบเกี่ยวกับวิธีการประมวลผลชิ้นส่วนอลูมิเนียมด้วยเครื่องจักรกลซีเอ็นซีตามวิดีโอต่อไปนี้
VIDEO
-------------------------------------------------- --------จบ----------------------------------------- ------------------------------------
