铝合金:汽车、航空航天等领域的首选材料
铝是一种常见且受欢迎的金属,随处可见,并用于各种各样的零件和产品:汽车零件,航空航天部件,船舶和船用设备,消费电子产品,包括智能手机,工业机械零件,HVAC系统,名单还在继续。
工程师和产品设计师经常使用铝及其合金来设计各种行业的原型和最终用途部件。这篇文章将介绍为什么铝如此普遍,为什么有这么多铝合金,并简要介绍我们在Protolabs使用的主要合金。
为什么铝如此受欢迎?
铝具有高强度重量比,使其重量轻,但坚固和灵活。它价格实惠,耐腐蚀,在许多应用中都能很好地工作。
铝合金是常用于汽车因为这种材料的多功能性。铝的可成形性和耐腐蚀性使其易于加工和成型,但其结构的稳健性解决了汽车车身最重要的要求。强度很重要,但汽车车身必须重量轻、生产成本低、耐生锈,并具有消费者所追求的吸引人的品质,比如卓越的表面处理特性。铝正好符合要求。
同样的道理也适用于航空航天部件。铝合金通常是航空航天设计和工程所需的首选材料,也是因为铝的耐腐蚀性和高强度。与钢相比,它是一种轻量级的选择,是广泛的飞机部件和航空航天应用的理想材料。
轻量化是汽车和航空航天工业的核心需求。
对于汽车来说,轻量化有助于减少排放,并达到更高的燃油经济性标准。
航空航天、铝合金的使用大大减轻了飞机的重量,因为它比钢轻得多,允许飞机承载更多的重量或提高燃油效率。例如,波音787飞机重量减少20%,燃油效率有望提高10-12%。沿着这些思路,航空航天领域的常用应用其中很多,但不是全部,都是金属的:燃料喷嘴,热交换器,歧管,涡轮泵,液体和气体流动组件,保形冷却通道,紧固件等等。
为什么有这么多金属合金?
铝作为一种纯元素,具有许多令人满意的性能。然而,就其本身而言,铝可能不够坚固,无法达到高耐用性的使用或目的。因此,铝可与其它元素化合形成合金,更耐用,适合工业应用。
怎么做呢?合金名称中的所有数字都表示?铝系列以四位数字命名元素,其中第一位数字表示主要合金元素,第二位数字表示特定合金的修改,第三位和第四位数字是分配给该系列中特定合金的任意数字。
材料 |
过程 |
抗拉强度 |
伸长 |
硬度 |
Al 6061 - t651 |
数控铣 数控车削 钣金加工 |
40 ksi (276 MPa) |
17% |
95年HBW 10/500 |
Al 7075 - t651 |
数控铣 数控车削 |
83年ksi (572 MPa) |
11% |
85年HBW 10/500 |
Al 5052 h32 |
金属板 制造 |
33.34 ksi (228 MPa) |
12% |
60 HBW |
艾尔(AlSi10Mg) |
3D打印:DMLS 高分辨率(20 μm) |
39 ksi (268 MPa) |
15% |
42 HRB |
艾尔(AlSi10Mg) |
3D打印:DMLS 正常分辨率(30 μm) |
50 ksi (345 MPa) |
8% |
59 HRB |
艾尔(AlSi10Mg) |
3D打印:DMLS 大幅面(40 μm) |
43 ksi (296 MPa) |
10% |
50 HRB |
Al 6061
Al 6061是Protolabs最常用的铝合金,用于数控加工和钣金加工。通常在需要焊接或钎焊或在所有回火中具有高耐腐蚀性的情况下选择。O回火成形性好,T4回火成形性好。它用于汽车零部件,船舶和船用设备,家具,消费电子产品等。
Al 7075
这种合金在混合物中加入铬,以形成良好的抗应力腐蚀开裂性。它是航空零部件、自行车装备、露营和运动装备的首选合金,因为它重量轻但强度高。
Al 5052
该合金用于我公司钣金加工部门,具有良好的加工性,非常好的耐腐蚀性,高疲劳强度,可焊性和中等强度。这使得它非常适合用于飞机燃油/油路,油箱,其他运输区域,电器和照明,电线和铆钉。
AlSi10Mg
这是我们3D打印直接金属激光烧结(DMLS)工艺的支柱,可与铸造和压铸工艺中使用的3000系列合金相媲美。它具有良好的强度重量比,耐高温和耐腐蚀,良好的疲劳,蠕变和断裂强度。AlSi10Mg还具有导热性和导电性。在AlSi10Mg中构建的最终部件接受应力缓解应用。
有关铝合金,其他材料或我们在Protolabs的任何制造服务的问题,请联系应用工程师华体会app官网(电子邮件保护)或877-479-3680。