L'alluminio è un materiale molto comunemente specificato per l'estrusione e i profili sagomati perché possiede proprietà meccaniche che lo rendono ideale per la formatura e la sagomatura del metallo da billette. L'elevata duttilità dell'alluminio significa che il metallo può essere facilmente formato in una varietà di sezioni trasversali senza consumare molta energia nel processo di lavorazione o formatura, e l'alluminio ha anche un punto di fusione tipicamente pari a circa la metà di quello dell'acciaio comune. Entrambi questi fattori fanno sì che il processo di estrusione dei profili in alluminio sia relativamente poco energetico, il che riduce i costi di attrezzaggio e produzione. Infine, l'alluminio ha anche un elevato rapporto resistenza/peso, che lo rende una scelta eccellente per le applicazioni industriali.
Come sottoprodotto del processo di estrusione, sulla superficie del profilo possono talvolta comparire linee sottili e quasi invisibili. Ciò è dovuto alla formazione di utensili ausiliari durante l'estrusione; per rimuovere queste linee è possibile specificare trattamenti superficiali aggiuntivi. Per migliorare la finitura superficiale della sezione del profilo, è possibile eseguire diverse operazioni di trattamento superficiale secondario, come la fresatura frontale, dopo il processo principale di estrusione. Queste lavorazioni possono essere specificate per migliorare la geometria della superficie e migliorare il profilo del componente riducendone la rugosità superficiale complessiva. Questi trattamenti sono spesso richiesti in applicazioni in cui è richiesto un posizionamento preciso del componente o in cui le superfici di accoppiamento devono essere controllate con precisione.
Spesso vediamo la colonna del materiale contrassegnata con 6063-T5/T6 o 6061-T4, ecc. Il 6063 o 6061 in questo simbolo indica la marca del profilo in alluminio, mentre T4/T5/T6 indica lo stato del profilo in alluminio. Qual è la differenza tra i due?
Ad esempio: in parole povere, il profilo in alluminio 6061 ha una migliore resistenza e prestazioni di taglio, con elevata tenacità, buona saldabilità e resistenza alla corrosione; il profilo in alluminio 6063 ha una migliore plasticità, che può far sì che il materiale raggiunga una maggiore precisione e allo stesso tempo ha una maggiore resistenza alla trazione e allo snervamento, mostra una migliore tenacità alla frattura e ha elevata resistenza, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione e resistenza alle alte temperature.
Stato T4:
Trattamento di soluzione + invecchiamento naturale: il profilo in alluminio viene raffreddato dopo l'estrusione dall'estrusore, ma non invecchiato nel forno di invecchiamento. Il profilo in alluminio non invecchiato presenta una durezza relativamente bassa e una buona deformabilità, caratteristiche adatte alla successiva piegatura e ad altre lavorazioni di deformazione.
Stato T5:
Trattamento di soluzione + invecchiamento artificiale incompleto, ovvero dopo raffreddamento ad aria e tempra dopo l'estrusione, e successivo trasferimento nel forno di invecchiamento per mantenerlo caldo a circa 200 °C per 2-3 ore. L'alluminio in questo stato presenta una durezza relativamente elevata e un certo grado di deformabilità. È il tipo di alluminio più comunemente utilizzato nelle facciate continue.
Stato T6:
trattamento di soluzione + invecchiamento artificiale completo, ovvero, dopo la tempra con raffreddamento ad acqua dopo l'estrusione, l'invecchiamento artificiale dopo la tempra è superiore alla temperatura T5 e anche il tempo di isolamento è più lungo, in modo da ottenere uno stato di durezza più elevato, adatto per occasioni con requisiti relativamente elevati di durezza del materiale.
Le proprietà meccaniche dei profili in alluminio di diversi materiali e diversi stati sono dettagliate nella tabella seguente:
Limite di snervamento:
È il limite di snervamento dei materiali metallici quando cede, ovvero il valore di sforzo che resiste alla microdeformazione plastica. Per i materiali metallici senza snervamento evidente, il valore di sforzo che produce una deformazione residua dello 0,2% è stabilito come limite di snervamento, chiamato limite di snervamento condizionato o limite di snervamento. Forze esterne superiori a questo limite causeranno la rottura permanente dei componenti e non potranno essere ripristinate.
Resistenza alla trazione:
Quando l'alluminio cede fino a un certo punto, la sua capacità di resistere alla deformazione aumenta nuovamente a causa della riorganizzazione dei grani interni. Sebbene la deformazione si sviluppi rapidamente in questa fase, può solo aumentare con l'aumento dello sforzo fino a raggiungere il valore massimo. Successivamente, la capacità del profilo di resistere alla deformazione si riduce significativamente e si verifica un'ampia deformazione plastica nel punto più debole. La sezione trasversale del campione in questo punto si restringe rapidamente e si verifica una strizione fino alla rottura.
Durezza Webster:
Il principio di base della durezza Webster consiste nell'utilizzare un ago temprato di una determinata forma per premere sulla superficie del campione sotto la forza di una molla standard e definire una profondità di 0,01 mm come unità di durezza Webster. La durezza del materiale è inversamente proporzionale alla profondità di penetrazione. Minore è la penetrazione, maggiore è la durezza e viceversa.
Deformazione plastica:
Si tratta di un tipo di deformazione che non può essere recuperata autonomamente. Quando materiali e componenti ingegneristici vengono caricati oltre il range di deformazione elastica, si verifica una deformazione permanente, ovvero, dopo la rimozione del carico, si verifica una deformazione irreversibile o residua, ovvero una deformazione plastica.
Data di pubblicazione: 09-10-2024
