Hợp kim nhôm
Nhôm là kim loại được gia công nhiều nhất tại xưởng chúng tôi. Nhưng chọn nhầm mác là sai lầm thường gặp — đặt 7075 trong khi 6061 đã đủ (trả thừa 40%), hoặc quy định 2024 cho một cụm hàn (nó không hàn được). Trang này giúp bạn làm đúng ngay lần đầu.
Bạn thực sự cần hợp kim nào?
Dừng ở đây. Trả lời câu hỏi trước — nó quyết mọi thứ còn lại.
| Tình huống | Dùng cái này | Vì sao |
|---|---|---|
| Không biết / đa dụng | 6061-T6 | Bao 80% ca. Gia công, hàn, anodize được, rẻ. |
| Cần bền tối đa | 7075-T6 | Kéo 572 MPa — bền hơn thép carbon thấp. Nhưng không hàn được, khó gia công. |
| Tiếp xúc biển / nước muối | 5052-H32 | Kháng ăn mòn nước muối tốt nhất trong nhôm phổ biến. |
| Tới hạn mỏi (tải tuần hoàn) | 2024-T4 | Chịu mỏi tốt nhất. Dùng vỏ máy bay, kết cấu cánh. |
| Dự án kết cấu châu Âu | 6082-T6 | Bản tương đương châu Âu của 6061, bền hơn chút. Chứng nhận EN 755. |
| Cần hàn sau gia công | 6061 hoặc 5052 | 7075 và 2024 KHÔNG hàn được. Chấm hết. |
| Dẫn điện / nhiệt | 1100 hoặc 6061 | Nhôm nguyên chất (1100) dẫn tốt nhất, 6061 là dung hòa tốt. |
| Ngân sách mối quan tâm chính | 6061-T6 | Mua rẻ nhất, gia công nhanh nhất, sẵn rộng nhất. |
Dữ liệu hợp kim nhìn một lượt
| Tính chất | 6061-T6 | 7075-T6 | 5052-H32 | 2024-T4 | 6082-T6 |
|---|---|---|---|---|---|
| Kéo (MPa) | 310 | 572 | 193 | 469 | 340 |
| Chảy (MPa) | 275 | 503 | 145 | 324 | 290 |
| Dãn dài | 12% | 11% | 12% | 20% | 10% |
| Khối lượng riêng (g/cm³) | 2.70 | 2.81 | 2.68 | 2.78 | 2.71 |
| Cứng (HB) | 95 | 150 | 60 | 120 | 100 |
| Dẫn nhiệt (W/mK) | 167 | 130 | 138 | 121 | 180 |
| Khả năng gia công | Tuyệt vời | Tốt | Tuyệt vời | Khá | Tuyệt vời |
| Hàn được | Có | Không | Có | Không | Có |
| Chất lượng anodize | Tốt nhất | Khá (tối) | Tốt | Kém | Tốt |
| Chi phí tương đối | 1.0x | 1.8–2.5x | 0.9x | 1.5–2.0x | 1.1x |
T6 so với T651 — Điều này quan trọng cho CNC
Khi đặt tấm nhôm, bạn sẽ thấy cả T6 và T651 được chào. Khác biệt quan trọng nhiều cho gia công.
T6 = dung dịch rắn + dập + lão hóa nhân tạo. Bước dập khóa ứng suất dư. Khi gia công bỏ vật liệu một phía tấm T6, mất cân bằng ứng suất gây cong.
T651 = như T6, nhưng với nguyên công kéo giãn kiểm soát (dãn vĩnh 1–3%) giữa dập và lão hóa. Việc này khử ứng suất dư. Kết quả: cùng tính chất cơ học, nhưng tấm giữ phẳng sau gia công.
Nứt ăn mòn ứng suất (SCC) của 7075
7075-T6 nhạy nứt ăn mòn ứng suất ở môi trường ẩm hoặc biển. Nếu chi tiết chịu ứng suất kéo kéo dài trong môi trường ăn mòn, đây là rủi ro hỏng thực.
| Trạng thái | Kéo (MPa) | Mất bền so với T6 | Kháng SCC |
|---|---|---|---|
| T6 | 572 | Mốc nền | Kém |
| T73 | 503 | −12% | Tuyệt vời (cải thiện 10x) |
| T7351 | 503 | −12% | Tuyệt vời + khử ứng suất |
Thông số gia công thực tế
Đây là thông số khởi điểm từ xưởng chúng tôi. Điều chỉnh theo đồ gá, tình trạng dao, và hình học.
6061-T6 (dao hợp kim cứng)
| Nguyên công | Tốc độ (m/phút) | Tiến dao | Sâu cắt | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|
| Thô (dao phay ngón) | 300–500 | 0.10–0.20 mm/răng | 1–5 mm | Mạnh — 6061 dễ cắt |
| Tinh (dao phay ngón) | 500–800 | 0.05–0.10 mm/răng | 0.2–0.5 mm | Tốc độ cao cho nhám tốt |
| Khoan (φ6–12 mm) | 100–150 | 0.08–0.15 mm/vòng | — | Chu trình rút phoi cho lỗ sâu |
| Taro | 30–60 | — | — | Dùng taro rãnh xoắn cho lỗ mù |
| Phay mặt | 400–600 | 0.15–0.25 mm/răng | 1–3 mm | Ưu tiên góc tiến 45° |
7075-T6 (dao hợp kim cứng) — giảm tốc so với 6061
| Nguyên công | Tốc độ (m/phút) | Tiến dao | Sâu cắt | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|
| Thô (dao phay ngón) | 200–350 | 0.08–0.15 mm/răng | 0.5–3 mm | Chậm hơn 6061 20–30% |
| Tinh (dao phay ngón) | 350–550 | 0.04–0.08 mm/răng | 0.1–0.3 mm | Vật liệu cứng hơn, cắt nhẹ |
| Khoan | 80–120 | 0.06–0.12 mm/vòng | — | Mài mòn hơn — kiểm tra dao |
| Taro | 20–40 | — | — | Dùng taro cán ren nếu được |
Tương thích xử lý bề mặt
| Xử lý | 6061 | 7075 | 5052 | 2024 | 6082 | Điểm then chốt |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Anodize Type II | Màu tốt nhất | Tối, không đều | Tốt | Kém | Tốt | 6061 cho màu nhất quán nhất |
| Anodize cứng (III) | Tuyệt vời | Tốt | Tốt | Không khuyến nghị | Tốt | Lớp cứng 7075 kém kháng mòn |
| Chuyển hóa cromat | Có | Có | Có | Có | Có | Màng mỏng, chỉ làm lót sơn |
| Sơn tĩnh điện | Có | Có | Có | Có | Có | Cần lót cromat trước |
| Đánh bóng điện hóa | Tốt | Khá | Tốt | Khá | Tốt | Không phổ biến cho nhôm |
Mẹo mua hàng
| Mẹo | Chi tiết |
|---|---|
| Luôn quy định trạng thái | “Nhôm 6061” chưa đủ. Luôn nói “6061-T6” hoặc “6061-T651”. Trạng thái khác tính chất khác lớn. |
| Yêu cầu chứng chỉ cán | Cho chi tiết tới hạn, yêu cầu MTR. Xác nhận hợp kim và trạng thái khớp đơn. |
| Coi chừng 7075 giả | Vài nhà cung bán 7A04 như “tương đương 7075” — không giống. Khẳng định vật liệu ASTM B209 cho hàng không. |
| Tấm so với ép đùn | Tấm tính chất đều hơn qua tiết diện. Ép đùn có thể biến đổi hạt ở bề mặt. |
| Lưu trữ | Nhôm tạo lớp oxit tự nhiên — bình thường và bảo vệ. Chỉ giữ khô. |
| Thương lượng giá | Giá nhôm theo LME. Đơn lớn (>500 kg) thương lượng giảm 5–15% giá niêm yết. |
Các sai lầm thường gặp
| Sai lầm | Hậu quả | Cách đúng |
|---|---|---|
| Quy định 7075 “vì bền” khi 6061 đã đủ | Trả 2x vật liệu + gia công chậm = 3x tổng chi phí không lợi | Tính ứng suất trước. 6061 ở 310 MPa gánh hầu hết tải. |
| Đặt tấm T6 cho chi tiết thành mỏng | Cong sau gia công, phế phẩm tăng | Dùng T651. Luôn. |
| Hàn 7075 hoặc 2024 | HAZ mất phần lớn bền, nứt hình thành | Thiết kế siết cơ khí hoặc dán kết dính |
| Anodize 7075 kỳ vọng màu sáng | Ra nâu/xám tối, màu biến đổi | Dùng 6061 nếu cần anodize thẩm mỹ |
| Dùng 7075-T6 ở biển dưới tải | Nứt ăn mòn ứng suất — hỏng đột ngột | Dùng T73, hoặc chuyển 5052/6061 |
| Không tính độ dày anodize trên đặc trưng chặt | Chi tiết quá cỡ sau anodize (thêm 10–25 μm mỗi mặt) | Gia công thiếu cỡ nửa độ dày anodize trước phủ |
Tôi nên dùng hợp kim nhôm nào cho chi tiết gia công?
Bắt đầu với 6061-T6 — bao 80% ca, hàn, anodize và mua rẻ nhất. Các con số vừa phải: kéo 310 MPa, chảy 275 MPa, dãn 12%, cứng 95 HB, khối lượng riêng 2.70 g/cm³, chi phí 1.0x. Chuyển 7075-T6 chỉ khi thực cần bền tối đa kéo 572 MPa — không hàn, khó gia công và tốn 1.8–2.5x. Quy định 5052-H32 cho nước muối, 2024-T4 cho tải tuần hoàn tới hạn mỏi, và 6082-T6 cho kết cấu châu Âu.
Tôi có thể hàn chi tiết sau gia công không, và loại các hợp kim nào?
Khả năng hàn quyết hợp kim trước bền. Trong năm mác phổ biến chỉ 6061-T6, 5052-H32 và 6082-T6 hàn; 7075-T6 và 2024-T4 thì không. Quy định cụm hàn bằng 2024 vì nó là mác mỏi là sai lầm phổ biến và đắt. Cho chi tiết phải hàn sau gia công, câu trả lời của trang là 6061 hoặc 5052, và 6082-T6 thêm chứng nhận EN 755 cho kết cấu châu Âu.
6082-T6 là gì, và khi nào nên chọn nó thay 6061-T6?
6082-T6 là bản tương đương châu Âu của 6061-T6, bền hơn chút và chứng nhận EN 755. Các con số nhỉnh hơn 6061: kéo 340 MPa so với 310 MPa, chảy 290 MPa so với 275 MPa, và cứng 100 HB so với 95 HB, khối lượng riêng 2.71 g/cm³. Khả năng gia công vẫn tuyệt vời, hàn được, và chi phí chỉ 1.1x. Chọn nó khi bản vẽ hoặc khách theo thực hành châu Âu, hoặc khi muốn dư địa bền mà không chuyển 7075-T6 ở 1.8–2.5x.
Tôi nên dùng tốc độ cắt và tiến dao nào cho 6061-T6 và 7075-T6?
Bắt đầu từ mốc của xưởng và điều chỉnh theo tình trạng dao và hình học. Trên 6061-T6 với dao hợp kim cứng, thô chạy 300–500 m/phút ở 0.10–0.20 mm/răng với sâu 1–5 mm, và tinh chạy 500–800 m/phút ở 0.05–0.10 mm/răng với 0.2–0.5 mm. Trên 7075-T6, giảm tốc: thô 200–350 m/phút, tinh 350–550 m/phút, khoan 80–120 m/phút — chậm hơn 6061 khoảng 20–30%. Cả 7075 và 2024 chứa đồng, nên mài mòn hợp kim cứng nhanh hơn và đổi dao sớm hơn.