Aluminiumlegierungen im kundenspezifischen Maschinenbau – Wichtige Werkstoffe, Eigenschaften und Anwendungen

Kernvorteile von Aluminiumlegierungen im kundenspezifischen Maschinenbau

• Leicht und hochfester : Mit einer Dichte von etwa 2,7 g/cm³ hat Aluminium nur ein Drittel der Dichte von Stahl. Durch Legieren und Wärmebehandlung kann jedoch seine Festigkeit erheblich gesteigert werden, wodurch die Entwicklung leichter Ausrüstung ohne Einbußen bei der strukturellen Integrität ermöglicht wird.
• Hervorragende Korrosionsbeständigkeit : Auf der Oberfläche von Aluminiumlegierungen bildet sich natürlicherweise ein dichter Oxidfilm, der einen inhärenten Schutz gegen Oxidation, Säuren und Laugen bietet. Diese Eigenschaft macht sie für den Einsatz in rauen Umgebungen wie Feuchtigkeit und chemischer Beanspruchung geeignet.
• Hervorragende Verarbeitbarkeit : Aluminiumlegierungen sind hochformbar und können durch Gießen, Strangpressen, Walzen, Schweißen und maschinelle Bearbeitung verarbeitet werden. Diese Flexibilität ermöglicht die Herstellung komplexer Formen und Strukturen und passt sich den vielfältigen Konstruktionsanforderungen von Sondermaschinen an.
• Effiziente thermische und elektrische Leitfähigkeit : Nach Kupfer das zweitbeste Material in Bezug auf Wärmeleitfähigkeit, sind Aluminiumlegierungen ideal für die Herstellung von Wärmeabfuhrkomponenten wie Kühler und Kühlkörper. Ihre gute elektrische Leitfähigkeit macht sie auch für elektrische und elektronische Teile geeignet.
• Vielfältige Oberflächenbehandlungsoptionen : Aluminiumlegierungen können einer Anodisierung, Elektrophorese, Pulverbeschichtung, Sandstrahlung und Hartanodisierung unterzogen werden. Diese Behandlungen verbessern nicht nur die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, sondern erhöhen auch die ästhetische Ansprechbarkeit der Produkte.

Gängige Aluminiumlegierungsqualitäten und ihre Anwendungen im kundenspezifischen Maschinenbau

1. Aluminiumlegierung 5052 – Der Champion der Korrosionsbeständigkeit

• Wichtige Eigenschaften : Als Al-Mg-Legierung ist 5052 eine hochwertige korrosionsbeständige Aluminiumsorte. Sie zeichnet sich durch hervorragende Beständigkeit gegen Seewasser-Korrosion, hohe Ermüdungsfestigkeit und exzellente Umformbarkeit aus, wodurch sie leicht bieg- und stanzzähig sowie schweißgeeignet ist.
• Typische Oberflächenbehandlungen : Eloxieren (zur verbesserten Korrosionsbeständigkeit), stromloses Nickelplattieren (zur Erhöhung der Oberflächenhärte und Ästhetik), Sandstrahlen (für eine matte Oberfläche) und elektrophoretische Beschichtung (kombiniert Korrosionsschutz und Dekoration).
• Wärmebehandlung : Es kann geglüht (Zustand O) werden, um die Umformbarkeit zu verbessern, oder nach Kaltverfestigung einer Stabilisierungsbehandlung unterzogen werden (Zustand H32). Bemerkenswerterweise kann es nicht durch Wärmebehandlung verstärkt werden.
• Anwendungen : Ideal für Blechteile, die Korrosionsbeständigkeit erfordern, wie Gehäuse für maritime Ausrüstungen, Schiffskomponenten, Fahrzeuginnenverkleidungen und elektrische Gehäuse. Es zeigt außergewöhnlich gute Leistung in feuchten und korrosiven Umgebungen.

2. Aluminiumlegierung 6061 – Der Allrounder

• Wichtige Eigenschaften : 6061 ist eine weit verbreitete stranggepresste Aluminiumlegierung mit ausgewogener Leistung. Sie bietet mittlere Festigkeit, hervorragende Bearbeitbarkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete Ergebnisse bei der Eloxierung, wodurch sie eine vielseitige Wahl für verschiedene Anwendungen darstellt.
• Typische Oberflächenbehandlungen : Eloxierung (erhältlich in Farben wie Silber, Grasgrün, Königsblau und Schwarz), chemisches Polieren (für eine Spiegeloberfläche), sandgestrahlte Eloxierung (für eine einheitliche matte Oberfläche) und Galvanik (zur Erhöhung der Härte und Verschleißfestigkeit).
• Wärmebehandlung : T6-Behandlung (Lösungsglühen + künstliche Alterung) für maximale Festigkeit, T4-Behandlung (natürliche Alterung) und Glühen zur Entfernung von Spannungen aus der Verarbeitung.
• Anwendungen : Geeignet für Anwendungen, bei denen sowohl Festigkeit als auch Qualität erforderlich sind, wie beispielsweise Roboterarmrahmen, strukturelle Teile für automatisierte Geräte, Fahrradrahmen und Basen für Präzisionsinstrumente.

3. Aluminiumlegierung 6063 – Der Profilspezialist

• Wichtige Eigenschaften : 6063 ist die am häufigsten verwendete Legierung für Aluminiumprofile. Sie zeichnet sich durch hervorragende Strangpress-Eigenschaften aus, wodurch die Herstellung von Profilen mit komplexen Querschnitten ermöglicht wird. Zudem bietet sie gute Ergebnisse bei Oberflächenbehandlungen und Korrosionsbeständigkeit.
• Typische Oberflächenbehandlungen : Eloxieren (Standardbehandlung für Profile), elektrophoretische Beschichtung (häufig für Profile verwendet), Pulverbeschichtung (vielfältige Farben und gute Witterungsbeständigkeit) und Holzdekor-Transfer (dekorative Behandlung).
• Wärmebehandlung : T5-Behandlung (künstliche Alterung nach dem Strangpressen) für allgemeine Festigkeitsanforderungen und T6-Behandlung für höhere Festigkeitsanforderungen.
• Anwendungen : Ideal für industrielle Aluminiumprofilrahmen, Geräteschutzhüllen, architektonische Türen und Fenster sowie Displayständer, die komplexe Querschnitte und ein ansprechendes Aussehen erfordern.

4. 7075 Aluminiumlegierung – Der Vertreter für ultrahohe Festigkeit

• Wichtige Eigenschaften : 7075 ist eine der stärksten handelsüblichen Aluminiumlegierungen, deren Festigkeit der von Stahl nahekommt. Sie weist eine hervorragende Ermüdungsfestigkeit auf, jedoch eine schlechte Korrosionsbeständigkeit, weshalb in den meisten Anwendungen ein Oberflächenschutz erforderlich ist.
• Typische Oberflächenbehandlungen : Harteloxieren (zur deutlichen Verbesserung der Oberflächenhärte), Mikro-Bogen-Oxidation (Bildung einer keramischen Schicht für Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit), Verzinken/Verchromen (für starken Korrosionsschutz) und Epoxidbeschichtung (Kombination von Schutz und Dekoration).
• Wärmebehandlung : T6-Behandlung für maximale Festigkeit, T73-Behandlung zur Verbesserung der Spannungskorrosionsbeständigkeit und T76-Behandlung zur Beständigkeit gegen Spaltkorrosion.
• Anwendungen : Konzipiert für hohe Festigkeitsanforderungen, wie beispielsweise Luft- und Raumfahrtkomponenten, hochwertige Sportgeräte, wichtige Roboterbauteile und Formen.

5. 2A12 Aluminiumlegierung – Die traditionelle Hochfest-Lösung

• Wichtige Eigenschaften : 2A12 ist eine frühe hochfeste Duralumin-Legierung. Sie bietet hohe Festigkeit und gute Wärmebeständigkeit, weist jedoch eine schlechte Korrosionsbeständigkeit und durchschnittliche Schweißeigenschaften auf.
• Typische Oberflächenbehandlungen : Anodisierung (zwingend erforderlich zum Korrosionsschutz), chemische leitfähige Oxidation (geeignet für elektrische Bauteile) und Lackieren (eine kostengünstige und praktische Schutzmethode).
• Wärmebehandlung : Lösungsglühung + natürliche Alterung (Zustand T4) und Lösungsglühung + künstliche Alterung (Zustand T6).
• Anwendungen : Wird in traditionellen hochfesten Anwendungen eingesetzt, wie bei Flugzeugbauteilen, hochfesten Rahmen und tragenden Komponenten.

Wichtige Grundsätze bei der Auswahl von Aluminiumlegierungen im kundenspezifischen Maschinenbau

• Betriebsumgebung : Für korrosive Umgebungen sind 5052 oder 6061 vorrangig; für trockene Umgebungen sind 2A12 oder 7075 geeignete Optionen; für langfristigen Einsatz im Freien sollten 6061 oder 6063 aufgrund ihrer Witterungsbeständigkeit gewählt werden.
• Stärkebedürfnisse : Allgemeine Konstruktionen können 6061 oder 6063 verwenden; hochfeste Konstruktionen erfordern 2A12; Anwendungen mit ultrahohen Festigkeitsanforderungen benötigen 7075; stoßfeste Konstruktionen profitieren von 6061.
• Verarbeitungsverfahren : Extrudierte Profile werden am besten aus 6063 oder 6061 hergestellt; Blechteile eignen sich gut für 5052 oder 6061; Schmiedeteile funktionieren gut mit 7075 oder 2A12; spanabhebend bearbeitete Teile sind ideal für 6061 oder 7075.
• Kostenüberlegungen : Für kostensensitive Projekte werden 6063 oder 5052 bevorzugt; 6061 bietet das beste Preis-Leistungs-Verhältnis; 7075 ist für anwendungsrelevante Leistung geeignet; 2A12 ist eine zuverlässige Wahl für traditionelle Anwendungen.

Fazit