Lisäainevalmistusalumiiniseos

V: Alumiiniseos on metalliseos, jossa alumiini on pääkomponentti. Muita alumiiniin tyypillisesti lisättyjä alkuaineita ovat kupari, magnesium, mangaani, pii, tina, nikkeli, sinkki.

Alumiinia käytetään harvoin puhtaassa muodossaan, koska se on pehmeää ja heikkoa. Muut elementit parantavat sen mekaanisia ominaisuuksia ja tekevät siitä sopivan erilaisiin sovelluksiin.

V: Valmistuksessa alumiini on harvoin puhdasta. Sen sijaan valmistajat muodostavat seoksia, jotka lisäävät dramaattisesti alumiinin lujuutta ja jäykkyyttä säilyttäen samalla sen muut toivottavat ominaisuudet. Sekä ammattilaiset että ei-ammattilaiset tekevät usein vertailuja alumiinin ja teräksen välillä, koska molempia metallia käytetään niin monenlaisiin tuotteisiin.

Mutta alumiinin vertaaminen teräkseen on vähän kuin omenoiden vertaamista appelsiineihin: teräs on jo seos, kun taas alumiini on elementti. Hiiliteräs, perusterässeos, koostuu raudasta (Fe) ja hiilestä (C). Puhdas alumiini on monista voittavista ominaisuuksistaan ​​huolimatta liian pehmeää eikä tarpeeksi vahvaa useimpiin teollisiin sovelluksiin. Mutta alumiiniseokset voivat olla kolmekymmentä kertaa vahvempia kuin puhdas alumiini, ja ne ylittävät säännöllisesti teräksen lujuus-painosuhteissa.

V: Alumiini vs ruostumaton teräs: Tärkeimmät erot

• Vahvuus

Ruostumaton teräs on raskaampaa ja vahvempaa kuin alumiini. Itse asiassa alumiini on noin 1/3 teräksen painosta. Vaikka ruostumaton teräs on vahvempaa, alumiinilla on paljon parempi lujuus-painosuhde kuin ruostumattomalla teräksellä.

• Johtavuus

Teräs on huono sähkönjohdin tiheän suojaavan oksidikerroksensa vuoksi. Toisaalta alumiini on erittäin hyvä sähkö- ja lämmönjohdin.

• Kustannus

Alumiini on kalliimpaa kuin ruostumaton teräs, jos tarkastellaan hintaa painon perusteella. Mutta jos tarkastellaan hintaa volyymin mukaan, alumiini on kustannustehokkaampi, koska saat enemmän tuotetta.

• Lämmönkestävyys

Kun verrataan ruostumatonta terästä alumiiniin, ruostumattomalla teräksellä on paljon parempi lämmönkestävyys sulamispisteellä 2500 ℉, kun taas alumiini muuttuu erittäin pehmeäksi noin 400 ℉ sulamispisteen ollessa 1220 ℉. Alumiinilla on kuitenkin etu teräkseen verrattuna kylmissä lämpötiloissa. Lämpötilan laskiessa alumiinin vetolujuus kasvaa, kun taas teräs haurastuu matalissa lämpötiloissa.

• Korroosionkestävyys

Alumiini ei ruostu; se kuitenkin syövyttää altistuessaan suolalle. Ruostumaton teräs on erittäin korroosionkestävä eikä ruostu helposti. Lisäksi ruostumaton teräs on ei-huokoinen, mikä antaa sille paremman korroosionkestävyyden.

• Ympäristövaikutukset, kierrätettävyys

Ruostumaton teräs tunnetaan hyvästä kierrätettävyydestään. Napa Recyclingin mukaan teräs on maailman kierrätetyin materiaali. Sillä on selkeät magneettiset ominaisuudet, joiden ansiosta se on helppo ottaa talteen jätevirrasta kierrätystä varten. Lisäksi teräksen ominaisuudet säilyvät ennallaan riippumatta siitä, kuinka monta kertaa terästä kierrätetään.

Vaikka teräs on kierrätetyin materiaali, alumiini on kierrätettävin kaikista materiaaleista. Itse asiassa käytöstä poistettu alumiini on arvokkaampaa kuin mikään muu materiaali kierrätysastiassasi. Lähes 75 % kaikesta Yhdysvalloissa tuotetusta alumiinista on edelleen käytössä, koska alumiinia voidaan kierrättää yhä uudelleen ja uudelleen todellisessa suljetussa kierrossa. Lisätietoja alumiinin kierrätyksestä on Alumiiniliitossa.

• Alumiinin ja teräksen eri sovellukset

Alumiinia ja terästä on kaikkialla. Jos katsot ympärillesi missä tahansa paikassa, näet todennäköisesti jotain, joka sisältää jotakin näistä metalleista. Alla on joitain ruostumattoman teräksen ja alumiinin yleisiä sovelluksia.

V: Alumiinin hyvät ja huonot puolet

Plussat

• Se on halvempi vaihtoehto
• Hajuton ja läpäisemätön
• Heijastuskyky ja joustavuus
• Korkea työstettävyys ja kierrätettävyys
• Korroosionkestävyys
• Korkea lämmönjohtavuus ja sähkönjohtavuus

Haittoja

• Vaikea hitsausprosessi
• Syövyttyy nopeasti suolavedessä
• Se voi vaikuttaa pakatun ruoan makuun

V: Vaikka alumiini ja titaani ovat erinomaisia ​​valintoja monenlaisiin sovelluksiin, ne eivät sovellu kaikkiin projekteihin. Ennen kuin valitset metallin ainutlaatuisiin sovelluksiisi, sinun on otettava huomioon useita tekijöitä, mukaan lukien seuraavat:

Sovellukset

Titaanin ja alumiinin ominaisuudet tekevät niistä ihanteellisia erilaisiin sovelluksiin. Esimerkiksi titaani sopii erinomaisesti sovelluksiin, joissa tarvitaan lämmönkestäviä materiaaleja. Näitä ovat lääketieteelliset sovellukset, satelliittikomponentit, merikomponentit ja kalusteet.

Samaan aikaan alumiini soveltuu ajoneuvojen ja polkupyörien runkoihin, jäähdytyslevyihin, sähköjohtimiin, pieniin veneisiin ja muihin sovelluksiin, jotka vaativat korkeaa lämmönjohtavuutta.

Valinnaiset työstettävyysprosessit

Projektiisi valitsemasi materiaali määrittää lopputuotteidesi geometrian. Se määrittää myös materiaalin työstömenetelmän osien valmistuksessa. Alumiini on yhteensopiva useiden prosessien kanssa. Se tarjoaa korkealaatuisia komponentteja tapauksissa, joissa sinun on valmistettava osia nopeasti.

Lisäksi tätä materiaalia on helpompi työstää kuin titaania, ja se on parempi vaihtoehto monimutkaisten osien valmistamiseen tiukat toleranssivaatimukset.

Kustannus

Tuotantokustannukset ovat yksi perustekijöistä, jotka sinun on otettava huomioon valittaessa metallia projektiisi. Yleensä alumiini on kustannustehokas metalli, jota käytetään tarkkuuskoneistukseen ja moniin muihin prototyyppiprosesseihin. Komponenttien valmistus on usein halvempaa alumiinilla kuin titaanilla.

Titaanilla on korkeat louhinta- ja valmistuskustannukset alumiiniin verrattuna. Sen korkea hinta rajoittaa sen käyttöä. Titaani on kuitenkin ihanteellinen materiaali koneistustarkoituksiin, jos titaanin koneistuskustannukset eivät ole haaste.

Paino ja voima

Titaani vs. alumiini paino ja lujuus ovat muita eroja näiden metallien välillä. Titaanin tiheys on 4500 kg/m3, kun taas alumiinin 2712 kg/m3. Tämän seurauksena titaani on raskaampaa kuin alumiini. Tämä tarkoittaa, että tarvitset vähemmän titaania koneistukseen, jotta saat kevyen tuotteen.

Titaani on vahvuuden suhteen parempi valinta. Sen vetolujuus vaihtelee välillä 230 MPa - 1400 MPa verrattuna alumiiniin, jonka marginaali on 90 MPa - 690 MPa. Puhtaalla titaanilla on alhainen teho, kun taas puhtaalla alumiinilla on heikompi. Voit kuitenkin yhdistää alumiinia muihin metalliseoksiin sen lujuuden parantamiseksi tarpeidesi mukaan.

Tuotettu jäte

Työstöjäte on toinen ratkaiseva tekijä käsiteltäessä monimutkaisia ​​geometrisia suunnitteluprojekteja. Monimutkaiset suunnittelugeometriat voivat rajoittaa työstömenetelmääsi valitusta materiaalista riippumatta. Tämän seurauksena ylimääräisen materiaalin jauhamisesta tulee väistämätöntä. Joskus useimmat valmistajat käyttävät alumiinia prototyyppien valmistukseen ja titaania käytetään erikoistuotteiden pienierätuotantoon. Useimmissa tapauksissa on suositeltavaa valita edullinen alumiini titaanin sijaan, koska se auttaa vähentämään kokonaiskustannuksia.

Esteettiset vaatimukset

Jotkut jyrsityt osat vaativat usein erityisiä värejä esteettistä viimeistelyä varten. Titaani antaa hopeanvärisen pinnan, joka näyttää tummemmalta valossa. Samaan aikaan alumiinilla on hopeanvalkoinen ulkonäkö. Valitsemasi materiaali määrittää, onko tuotteessa hopea vai himmeän harmaa väri. Molemmat materiaalit voivat kuitenkin kestää useita muita metallipinnan viimeistelymenetelmiä, kuten helmipuhallus, kiillotus, kromaus jne.

Johtopäätös

Titaani ja alumiini ovat metalleja, joilla on merkittäviä ominaisuuksia, etuja ja sovelluksia. Huolimatta lähes samanlaisista ominaisuuksista, niillä on yksittäisiä sovelluksia, joissa toinen sopii paremmin kuin toinen. Vaikka titaani on ihanteellinen lämpöä kestäviin sovelluksiin, alumiinilla on paras lämmönjohtavuus, jota projektisi tarvitsee.

V: Molemmilla metalleilla on erinomaiset kestävyysominaisuudet ja niitä voidaan käyttää pitkään. Siitä huolimatta titaani on ensimmäinen kestävyyden ja jäykkyyden suhteen. Sen komponentit kestävät vuosia ilman kulumisen tai repeytymisen merkkejä. Titaanilla on erinomainen korroosionkestävyys ja se kestää pidempään, koska se kestää rasitusta.

V: On melko helppoa erottaa titaani alumiinista niiden erityisillä väreillä. Titaanin väri on tumma hopea, kun taas alumiini vaihtelee yleensä hopeanvalkoisesta himmeän harmaaseen useilla pinnoilla. Lisäksi titaani tuntuu paljon kovemmalta kuin alumiini. Alumiini yleensä hankaa pois pehmeän materiaalin palan viilaattaessa, kun taas titaani ei.

V: AlSi7Mg-materiaalilla on heikompi kiinteän liuoksen kovettumisvaikutus Si:n pienemmän tilavuusosuuden vuoksi, mikä johtaa pienempään vetolujuuteen, pienempään kovuuteen ja korkeampaan venymiseen kuin AlSi10Mg-materiaalilla. Lämpökäsittelyn jälkeen molempien materiaalien veto- ja myötölujuus pienenivät ja venymä lisääntyi.

V: AlSi10Mg on alumiiniseos, jolla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet yhdistettynä alhaiseen tiheyteen, korroosionkestävyyteen ja erinomaiseen valukykyyn, samalla kun se tarjoaa kevyitä ja joustavia jälkikäsittelyvaihtoehtoja.

Koska se tarjoaa korkean lujuuden, suhteellisen suuren kovuuden ja korkean lämmönjohtavuuden, sitä käytetään osiin, joihin kohdistuu suuria kuormituksia.

Käyttökohteita ovat kotelot ja kanavat, moottorin osat, tuotantotyökalut ja muotit sekä prototyyppien että valmistustarkoituksiin.

V: Yleisimmin käytetyt MIG-alumiinihitsauslangat ovat ER4043 ja ER5356. ER4043 on yleiskäyttöinen MIG-hitsauslanka, jota käytetään 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062 ja 6063 alumiiniseosten hitsaukseen. Hitsaukset tarjoavat korkean taipuisuuden ja erinomaisen halkeilunkestävyyden.

V: Yleisesti ottaen metallisissa 3D-tulostimissa käytetyt metallijauheet sisältävät työkaluteräksen, ruostumattoman teräksen, martensiittisen teräksen, puhtaan titaanin ja titaaniseokset, alumiiniseokset, nikkelipohjaiset seokset, kuparipohjaiset seokset, koboltti-kromiseokset jne.

V: Seos 3003: Eniten käytetty alumiiniseos. Kaupallisesti puhdas alumiini, johon on lisätty mangaania sen lujuuden lisäämiseksi (20 % vahvempi kuin luokka 1100). Sillä on erinomainen korroosionkestävyys ja työstettävyys. Tämä laatu voi olla syvävedetty tai kehrätty, hitsattu tai juotettu.