Domů / Wiki / Materiály / Hliník

Slitiny hliníku

Hliník je v naší dílně nejvíce obráběný kov. Volba špatné slitiny je ale častá chyba — 7075 objednaná tam, kde stačí 6061 (přeplatek 40%), nebo 2024 předepsaná na svařovanou sestavu (není svařitelná). Tato stránka vám pomůže to udělat správně napoprvé.

Kterou slitinu skutečně potřebujete?

Zastavte se zde. Nejprve odpovězte na tuto otázku — určuje vše ostatní.

Vaše situacePoužijteProč
Nevím / všeobecné použití6061-T6Pokrývá 80% případů. Obrábitelná, svařitelná, eloxovatelná, levná.
Potřebujete maximální pevnost7075-T6572 MPa v tahu — pevnější než konstrukční ocel. Není však svařitelná a hůře se obrábí.
Mořské prostředí / slaná voda5052-H32Nejlepší odolnost proti korozi ve slané vodě ze všech běžných hliníkových slitin.
Únavově kritické (cyklické zatížení)2024-T4Nejlepší únavová odolnost. Používá se na potahy křídel a konstrukce křídel.
Evropské konstrukční projekty6082-T6Evropský ekvivalent 6061, mírně pevnější. Certifikace EN 755.
Potřebujete svařovat po obrábění6061 nebo 50527075 a 2024 NEJSOU svařitelné. Bez výjimky.
Elektrický / tepelný vodič1100 nebo 6061Čistý hliník (1100) má nejlepší vodivost, 6061 je dobrý kompromis.
Rozpočet je hlavní kritérium6061-T6Nejlevnější nákup, nejrychlejší obrábění, nejširší dostupnost.

Data o slitinách v přehledu

Vlastnost6061-T67075-T65052-H322024-T46082-T6
Tah (MPa)310572193469340
Mez kluzu (MPa)275503145324290
Tažnost12%11%12%20%10%
Hustota (g/cm³)2.702.812.682.782.71
Tvrdost (HB)9515060120100
Tepelná vodivost (W/mK)167130138121180
ObrobitelnostVýbornáDobráVýbornáUspokojiváVýborná
SvařitelnostAnoNeAnoNeAno
Kvalita eloxováníNejlepšíUspokojivá (tmavá)DobráŠpatnáDobrá
Relativní cena1.0x1.8–2.5x0.9x1.5–2.0x1.1x

T6 vs T651 — na tom u CNC záleží

Když objednáváte hliníkovou desku, nabídnou vám jak T6, tak T651. Rozdíl je pro obrábění velmi podstatný.

T6 = rozpouštěcí žíhání + kalení + umělé stárnutí. Krok kalení uzamkne zbytkové pnutí. Když z jedné strany desky T6 odeberete materiál, nerovnováha pnutí způsobí deformaci.

T651 = totéž co T6, ale mezi kalením a stárnutím proběhne řízené protahování (1–3% trvalé prodloužení). To zbytkové pnutí vyrovná. Výsledek: stejné mechanické vlastnosti, ale deska zůstane po obrábění rovná.

Orientační pravidlo Při objednávce desky pro CNC obrábění vždy specifikujte T651. Příplatek je minimální (5–10%), ale zabrání deformaci — zejména u tenkostěnných dílů nebo když z jedné strany odebíráte značný objem materiálu. T6 stačí pro tyčový materiál a trubky s rovnoměrným průřezem.
Častá chyba Objednat desku 7075-T6 na velký plochý držák a potom zjistit, že se po vyfrézování kapsy zkroutila. To je problém #1 při obrábění hliníku. Řešení: použijte T651, nebo před dokončovacím obráběním zařaďte žíhání na odstranění pnutí.

Praskání vlivem korozního pnutí (SCC) u 7075

7075-T6 je náchylná na praskání vlivem korozního pnutí ve vlhkém nebo mořském prostředí. Pokud bude váš díl v korozním prostředí trvale namáhán tahem, jde o reálné riziko poruchy.

StavTah (MPa)Ztráta pevnosti proti T6Odolnost proti SCC
T6572VýchozíŠpatná
T73503−12%Výborná (10x zlepšení)
T7351503−12%Výborná + odstraněné pnutí
Mechanismus poruchy SCC Praskání vlivem korozního pnutí je záludné — díl vypadá v pořádku a potom náhle selže pod zatížením. Žádné viditelné varování. Pokud používáte 7075 na konstrukční díly v jakémkoli prostředí s vlhkostí nebo solí, předepište T73 nebo T7351.

Skutečné parametry obrábění

Toto jsou výchozí parametry z naší výrobní haly. Upravte je podle svého seřízení, stavu nástroje a geometrie dílu.

6061-T6 (nástroje ze slinutého karbidu)

OperaceRychlost (m/min)PosuvHloubka záběruPoznámky
Hrubování (stopková fréza)300–5000.10–0.20 mm/zub1–5mmAgresivní — 6061 se obrábí snadno
Dokončování (stopková fréza)500–8000.05–0.10 mm/zub0.2–0.5mmVysoká rychlost pro dobrou kvalitu povrchu
Vrtání (φ6–12mm)100–1500.08–0.15 mm/ot—Cyklus s přerušovaným vrtáním pro hluboké otvory
Závitování30–60——Pro slepé otvory použijte závitníky se spirálovou drážkou
Čelní frézování400–6000.15–0.25 mm/zub1–3mmPreferován úhel náběhu 45°

7075-T6 (nástroje ze slinutého karbidu) — snížit rychlost oproti 6061

OperaceRychlost (m/min)PosuvHloubka záběruPoznámky
Hrubování (stopková fréza)200–3500.08–0.15 mm/zub0.5–3mmO 20–30% pomalejší než 6061
Dokončování (stopková fréza)350–5500.04–0.08 mm/zub0.1–0.3mmTvrdší materiál, lehčí záběry
Vrtání80–1200.06–0.12 mm/ot—Více abrazivní — sledujte opotřebení nástroje
Závitování20–40——Pokud možno použijte závitníky tvářející závit
Poznámka k opotřebení nástroje 7075 a 2024 obsahují měď, která je na nástrojích ze slinutého karbidu abrazivnější. Uvidíte rychlejší opotřebení hřbetu. Pokud obrábíte velkou dávku 7075, počítejte s častější výměnou nástroje. Frézy s diamantovým povlakem vydrží na hliníku výrazně déle — u sériové výroby se vyplatí.

Kompatibilita povrchových úprav

Úprava60617075505220246082Klíčový bod
Eloxování Typ IINejlepší barvaTmavé, nerovnoměrnéDobréŠpatnéDobré6061 dává nejstálejší barvu
Tvrdé eloxování (III)VýbornéDobréDobréNedoporučuje seDobréTvrdý povlak 7075 je méně odolný proti opotřebení
Chromátová konverzeAnoAnoAnoAnoAnoTenký film, pouze jako základ pod nátěr
Práškové lakováníAnoAnoAnoAnoAnoNejprve vyžaduje chromátový základ
Elektrolytické leštěníDobréUspokojivéDobréUspokojivéDobréU hliníku méně časté

Tipy pro nákup

TipDetail
Vždy specifikujte stav„6061 hliník“ je neúplné. Vždy uvádějte „6061-T6“ nebo „6061-T651“. Různé stavy mají velmi odlišné vlastnosti.
Vyžádejte atest od hutěU kritických dílů si vyžádejte materiálový atest (MTR). Ověřte, že slitina a stav odpovídají objednávce.
Pozor na padělky 7075Někteří dodavatelé prodávají 7A04 jako „ekvivalent 7075“ — není to totéž. U leteckých dílů trvejte na materiálu s certifikací ASTM B209.
Deska vs výlisekDeska má rovnoměrnější vlastnosti napříč průřezem. Výlisky mohou mít na povrchu odchylky ve struktuře zrna.
SkladováníHliník vytváří přirozenou oxidovou vrstvu — to je normální a ochranné. Zvláštní skladování není potřeba. Jen udržujte materiál v suchu.
Vyjednávání cenyCeny hliníku sledují LME (London Metal Exchange). Velké objednávky (>500kg) mohou vyjednat 5–15% slevy z katalogové ceny.

Časté chyby

ChybaCo se staneSprávný postup
Volba 7075 „kvůli pevnosti“, když stačí 6061Platíte 2x za materiál + pomalejší obrábění = 3x celkové náklady bez užitkuNejprve proveďte pevnostní výpočet. 6061 při 310 MPa zvládne většinu zatížení.
Objednávka desky T6 na tenkostěnné dílyPo obrábění se zkroutí, zmetkovitost rostePoužijte T651. Vždy.
Svařování 7075 nebo 2024HAZ ztrácí většinu pevnosti, vznikají trhlinyNavrhněte mechanické spojení nebo lepení
Eloxování 7075 s očekáváním jasných barevVýsledek je tmavě hnědý až šedý, barva se na dílu lišíPokud potřebujete dekorativní eloxování, použijte 6061
Použití 7075-T6 v mořském prostředí pod zatíženímPraskání vlivem korozního pnutí — náhlá poruchaPoužijte stav T73 nebo přejděte na 5052/6061
Nezohlednění tloušťky eloxu u úzkých prvkůDíl po eloxování přeroste (přidá 10–25µm na povrch)Před povlakováním obrábějte na menší rozměr o polovinu tloušťky eloxu
Časté dotazy
Kterou hliníkovou slitinu mám použít na obráběný díl?

Začněte u 6061-T6 — pokrývá 80% případů, dá se svařovat i eloxovat a je nejlevnější na pořízení. Její hodnoty jsou střední: tah 310 MPa, mez kluzu 275 MPa, tažnost 12%, tvrdost 95 HB, hustota 2.70 g/cm³, relativní cena 1.0x. Na 7075-T6 přejděte jen tehdy, když skutečně potřebujete maximální pevnost s tahem 572 MPa — není svařitelná, hůře se obrábí a stojí 1.8–2.5x. Pro slanou vodu předepište 5052-H32, pro únavově kritické cyklické zatížení 2024-T4 a pro evropské konstrukce 6082-T6.

Mohu díl po obrábění svařovat a které slitiny to vylučuje?

O slitině rozhoduje svařitelnost dříve než pevnost. Z pěti běžných jakostí lze svařovat pouze 6061-T6, 5052-H32 a 6082-T6; 7075-T6 a 2024-T4 nikoli. Zadání svařence z 2024 jen proto, že jde o únavovou jakost, je častá a drahá chyba. Pro díl, který je nutné po obrábění svařovat, je odpovědí 6061 nebo 5052 a 6082-T6 navíc přináší certifikaci EN 755 pro evropské konstrukce.

Co je 6082-T6 a kdy ji zvolit místo 6061-T6?

6082-T6 je evropský ekvivalent 6061-T6, mírně pevnější a s certifikací EN 755. Hodnoty leží těsně nad 6061: tah 340 MPa proti 310 MPa, mez kluzu 290 MPa proti 275 MPa a tvrdost 100 HB proti 95 HB, hustota 2.71 g/cm³. Obrobitelnost je stále výborná, slitina je svařitelná a relativní cena činí jen 1.1x. Zvolte ji, když výkres nebo zákazník vychází z evropské praxe, nebo když chcete pevnostní rezervu bez přechodu na 7075-T6 za 1.8–2.5x.

Jaké řezné rychlosti a posuvy mám použít pro 6061-T6 a 7075-T6?

Vyjděte ze základních hodnot dílny a upravte je podle stavu nástroje a geometrie dílu. U 6061-T6 s nástroji ze slinutého karbidu běží hrubování 300–500 m/min při 0.10–0.20 mm/zub a hloubce záběru 1–5mm, dokončování 500–800 m/min při 0.05–0.10 mm/zub a 0.2–0.5mm. U 7075-T6 rychlost snižte: hrubování 200–350 m/min, dokončování 350–550 m/min, vrtání 80–120 m/min — zhruba o 20–30% pomaleji než u 6061. Obě slitiny 7075 i 2024 obsahují měď, takže rychleji abradují slinutý karbid a výměna nástroje přichází dříve.