Nghiên cứu thương mại đó, ở dạng thu nhỏ, là toàn bộ trường hợp của Ưu điểm của nhôm hợp kim cứng : cường độ cao hơn trên mỗi kg, dung sai gia công có thể dự đoán được và logic nối ưu tiên sử dụng bu lông hơn mối hàn. Là một nhà sản xuất profile T-slot công nghiệp và nhà sản xuất ép đùn tùy chỉnh, Công ty TNHH Công nghệ Công nghiệp Nhôm Huishuo Thượng Hải đưa ra câu hỏi này từ các nhà sản xuất thiết bị để quyết định xem hợp kim cứng ở đâu phù hợp với giá trị cao cấp của chúng và ở đâu thì không. Các phần bên dưới đưa ra những con số về quyết định đó.
Nhôm hợp kim cứng không có định nghĩa chính thức duy nhất; trong sử dụng kỹ thuật hàng ngày, nó có nghĩa là các họ rèn có thể xử lý nhiệt, chủ yếu là các loại kết cấu 2xxx, 6xxx như 6061 và 7xxx, có được độ bền từ các nguyên tố hợp kim và xử lý nhiệt có kiểm soát thay vì chỉ gia công nguội.
Nhôm hợp kim cứng: một hợp kim nhôm rèn với sự bổ sung có chủ ý của đồng, magiê, silicon hoặc kẽm được tăng cường bằng cách xử lý nhiệt dung dịch và lão hóa nhân tạo (nhiệt độ T5 đến T7), đạt độ bền kéo cao hơn nhiều so với các loại nguyên chất hoặc không xử lý nhiệt.
Hệ thống ký hiệu gồm bốn chữ số giúp cho việc phân chia trở nên dễ đọc vì chữ số đầu tiên đặt tên cho nguyên tố hợp kim chính và lựa chọn đó quyết định độ bền, hành vi ăn mòn và khả năng ép đùn:
Đối với người mua so sánh hai loại ép đùn phổ biến nhất với nhau, điều này so sánh kỹ thuật lựa chọn hồ sơ 6061 và 6063 đi qua nơi mỗi lớp chiến thắng về sức mạnh, độ hoàn thiện và chi phí.
Ưu điểm của nhôm hợp kim cứng có thể đo lường được thay vì chỉ mang tính thẩm mỹ: độ bền kéo cao hơn khoảng 65% so với lớp hoàn thiện 6063, tuổi thọ mỏi tốt hơn, khả năng chống mài mòn cao hơn, độ ổn định kích thước chặt chẽ hơn và khả năng chịu tải cao hơn từ mặt cắt ngang nhỏ hơn.
Biểu đồ bên dưới đặt các nhóm hợp kim cạnh nhau và bước nhảy từ 6063 lên 6061-T6 rồi lên 7075-T6 chính xác là số tiền mà người mua phải trả khi chỉ định hợp kim cứng:
Trên sàn nhà máy, những con số này trở thành sự lựa chọn trong danh mục: ví dụ: cấu hình 4040 có độ bền cao với thành 3,2 mm, chịu được tải trọng máy trung bình, nếu không sẽ buộc thiết kế phải có phần sê-ri 45 hoặc 50 nặng hơn.
HS-8-4040D Cấu hình nhôm T-Slot 4040 cường độ cao với thành dày 3,2mm Cấu hình 40x40mm 6063-T5 với thành dày 3,2mm này chịu được tải trọng máy trung bình, khiến nó trở thành lựa chọn danh mục thiết thực cho các khung yêu cầu các phần sê-ri 45 hoặc 50 nặng hơn. Xem sản phẩm → Hợp kim cứng có ưu thế ở bất cứ nơi nào khung chịu tải, di chuyển hoặc giữ thẳng hàng: đế máy, giàn, giá lưu trữ hạng nặng, bệ đứng robot và tấm chắn bảo vệ phía máy ép. Các bộ phận bảo vệ tĩnh và các trạm làm việc nhẹ hiếm khi cần đến chúng.
| Yếu tố lựa chọn | Hợp kim mềm 6063-T5 | Hợp kim cứng 6061-T6 |
| Độ bền kéo điển hình | 186 MPa | 310 MPa |
| Sức mạnh năng suất điển hình | 145 MPa | 276 MPa |
| Tốc độ đùn và độ phức tạp của hình dạng | Tuyệt vời, phù hợp với các phần phức tạp mỏng | Tốc độ thấp hơn, tường tối thiểu dày hơn |
| Chất lượng hoàn thiện anodized | Sáng và đồng đều | Hơi xỉn màu nhưng đồng đều |
| Sử dụng khung hình tốt nhất | Bảo vệ, ghế dài, giá đỡ đèn | Chân đế, giàn, giá đỡ nặng |
Đối với các kết cấu chân và cột trong dòng 80, câu trả lời chắc chắn thông thường là biên dạng tường cực dày 8080, kết hợp khe chữ T rộng với các bức tường có kích thước dành cho mối nối bắt vít, chịu tải cao.
HS-8-8080W Cấu hình nhôm T-Slot tường cực dày 8080 cho tải nặng Với thành cực dày 5mm và mặt cắt ngang 80x80mm, cấu hình này phù hợp với các kết cấu cột và chân đế chịu tải cao, bắt vít trong dòng 80, kết hợp khoảng trống chữ T rộng với khả năng chịu tải cực nặng. Xem sản phẩm → Trong cửa hàng, nhôm hợp kim cứng dễ gia công chính xác hơn nhưng khó hàn hơn, vì vậy phương pháp nối phải được quyết định trước khi đặt hàng các biên dạng chứ không phải sau.
Đối với tấm chắn nhẹ, khung máy trạm và bàn trong phòng thí nghiệm, các cấu hình hợp kim mềm tiêu chuẩn mang lại tuổi thọ sử dụng tương tự với chi phí thấp hơn và việc trả giá hợp kim cứng ở đó sẽ mua được độ bền mà khung không bao giờ sử dụng.
Toán mua sắm cũng quan trọng: phôi hợp kim cứng thường có giá trị cao hơn từ 10 đến 20 phần trăm và ép đùn chậm hơn, tuy nhiên việc giảm kích thước xuống phần hợp kim cứng nhỏ hơn mang cùng tải thường chỉ phục hồi được sự khác biệt về trọng lượng vật liệu.
Bàn thí nghiệm là trường hợp cổ điển để duy trì ánh sáng: cấu hình nhẹ 3030 được thiết kế để đóng khung trong phòng thí nghiệm giúp bàn thí nghiệm luôn cứng chắc với chi phí tiêu chuẩn và tiết kiệm ngân sách hợp kim cứng cho các thiết bị thực sự cần đến nó.
HS-8-3030QL Cấu hình nhôm T-Slot 3030 nhẹ để đóng khung trong phòng thí nghiệm Loại ép đùn nhẹ 3030 này giữ cho bàn thí nghiệm và các kết cấu nhẹ luôn cứng chắc ở mức chi phí tiêu chuẩn, do đó, ngân sách hợp kim cứng có thể được dành cho những khung thực sự cần độ bền cao hơn. Xem sản phẩm → Nó nằm trên ranh giới mềm. 6063 có khả năng xử lý nhiệt giống như các loại còn lại trong họ 6xxx, nhưng ở độ bền kéo khoảng 186 MPa, nó được chọn để hoàn thiện và có hình dạng phức tạp hơn là cấu trúc và hầu hết các nhóm kỹ thuật đều coi 6061-T6 là điểm khởi đầu cho khung hợp kim cứng.
Độ bền kéo cao hơn khoảng 65%, 310 so với 186 MPa và cường độ chảy cao hơn khoảng 90%, 276 so với 145 MPa, đây là mức cho phép các phần nhỏ hơn hoặc mỏng hơn dưới cùng một tải trọng.
Tất cả các hợp kim nhôm tạo thành một màng oxit bảo vệ và loại nguyên chất và loại 5xxx làm điều đó tốt nhất. Hợp kim cứng phù hợp với hiệu suất đó trong nhà và khi được anod hóa, đó là lý do tại sao anodizing là lớp hoàn thiện tiêu chuẩn trên các cấu trúc.
Có để cưa, khoan và lắp ráp khe chữ T và độ cứng cao hơn thực sự cải thiện chất lượng cạnh gia công. Lưu ý duy nhất là hàn, trong đó một số độ bền xử lý nhiệt bị mất xung quanh mối nối.