Choisir le bon alliage d'aluminium pour une performance optimale

L'aluminium est un matériau hautement polyvalent pour le prototypage et les séries de production. Les alliages d'aluminium offrent la résistance et la résistance à la corrosion souhaitées à faible coût, et, comme l'acier et le titane, ils sont faciles à usiner. Cependant, deux alliages d'aluminium ne sont jamais identiques. Selon les éléments d'alliage primaires et secondaires, les propriétés essentielles peuvent varier entre chaque alliage. L'incapacité à déterminer le bon alliage d'aluminium pour votre application peut vous coûter en performance et en fiabilité.

Ci-dessous, nous discutons des causes les plus courantes de mauvaise performance de l'aluminium ainsi que des alliages d'aluminium les plus couramment utilisés et leurs applications préférées afin que vous puissiez vous assurer d'utiliser un aluminium satisfaisant pour votre projet.

Causes courantes de mauvaise performance de l'aluminium

Il existe de nombreuses causes de mauvaise performance de l'aluminium. Par exemple, vous avez pu acheter et recevoir un lot d'aluminium avec des défauts d'extrusion. Tout signe de bulles, de stratification ou d'inclusions peut confirmer que le lot reçu a des défauts d'extrusion, et vous devriez envisager de parler à votre fournisseur pour un remplacement.

Certains fabricants cherchent tous les moyens possibles pour réduire le coût de production. Par exemple, diminuer la teneur en réactifs chimiques peut abaisser le prix mais au coût d'une mauvaise résistance à la corrosion. Le fabricant peut également réduire l'épaisseur de paroi en dessous de la norme nationale requise. C'est pourquoi il est impératif d'acheter des alliages auprès d'un fournisseur de métaux réputé avec des procédures de vérification appropriées.

Cependant, la raison principale de la mauvaise performance de l'aluminium est l'échec à sélectionner le bon alliage pour l'application ; par exemple, vous pourriez sélectionner un alliage d'aluminium de la série 2xxx pour une application à haute résistance, haute corrosion ; cependant, bien que les alliages de la série 2xxx soient hauts en résistance, ils ont des propriétés de résistance à la corrosion modérées à faibles.

Le cuivre est l'élément d'alliage principal dans les alliages d'aluminium de la série 2xxx, souvent suivi par le magnésium comme addition secondaire. La présence de cuivre offre de la résistance et améliore la travaillabilité. La résistance des alliages de la série 2xxx est encore élevée par le traitement thermique de précipitation. Cependant, dans certains cas, comme dans les environnements corrosifs, les alliages peuvent développer une corrosion intergranulaire due à la présence de micro-constituants. Ainsi, ils ont besoin d'une protection galvanique supplémentaire sous forme de revêtement d'alliage à haute résistance.

6061 : L'alliage d'aluminium polyvalent

L'aluminium 6061 est l'alliage d'aluminium le plus couramment utilisé. Il a une résistance modérée couplée à une excellente résistance à la corrosion en raison d'une teneur en cuivre plus faible par rapport aux autres alliages d'aluminium à haute résistance, tels que le 7075.

Le revenu est le traitement thermique appliqué à l'aluminium pour améliorer davantage sa résistance et sa dureté. Le 6061 est disponible dans les tempérages suivants :

• 6061-F : Tel que fabriqué
• 6061-O : Recuit
• 6061-W : Traitement de solution thermique
• 6061-TX : Traitement thermique

Ces tempérages peuvent avoir des scores différents en termes de formabilité, d'usinabilité et de soudabilité. Par exemple, le 6061-T4 et le 6061-T4511 sont vieillis naturellement pour des applications nécessitant une bonne formabilité et soudabilité. Cependant, ils sont difficiles à usiner. Si la formabilité n'est pas la préoccupation, le 6061-T51 est la meilleure option, car il offre une excellente soudabilité et usinabilité. Ainsi, avoir une compréhension claire des propriétés matérielles peut aider à garantir un achat d'aluminium satisfaisant.

Alliages d'aluminium les plus largement utilisés

Examinons certains des autres alliages d'aluminium couramment utilisés et les propriétés uniques qui les rendent très recherchés.

7075

Le 7075 est l'alliage d'aluminium le plus résistant disponible, avec une résistance presque deux fois supérieure à celle du 6061. Les principaux éléments d'alliage sont le zinc, le magnésium et le cuivre. Avec un rapport résistance/poids élevé et une résistance à la traction équivalente à celle de l'acier, le 7075 est le choix principal pour les industries aérospatiale et de la défense.

Cependant, ce n'est pas un alliage polyvalent. Par exemple, si des pièces doivent être assemblées, vous devriez choisir le 6061 plutôt que le 7075, car ce dernier est sujet aux défauts de soudure. De plus, le 7075 est sujet à la résistance à la corrosion en raison de la présence de cuivre. Ainsi, le 7075 serait votre choix idéal pour les applications à haute résistance ne nécessitant pas de soudure fréquente.

MIC-6

L'aluminium MIC-6 est une plaque coulée, souvent recommandée pour les applications nécessitant un contrôle précis des tolérances et des dimensions. L'usinabilité est excellente avec un risque minimal de distorsion, et des copeaux uniformes sont produits, même à haute vitesse. Compte tenu de son excellente usinabilité, le MIC-6 est un choix populaire pour l'usinage de précision et les applications d'instrumentation, telles que les plaques de base, les gabarits et les jauges.

Cependant, il est important d'être extrêmement prudent lors du soudage des plaques MIC-6. Comme elles sont sujettes à la fissuration par corrosion, les experts recommandent le soudage MIG plutôt que TIG pour éviter les défaillances.

5080

L'ACP 5080 est connu pour son excellente usinabilité et sa stabilité dimensionnelle requises pour la fabrication de substrats de circuits imprimés et de composants de machines de haute précision. De plus, la faible porosité du 5080 le rend immunisé contre la fissuration du métal pendant l'usinage. Avec des microstructures à grain extrêmement fin, l'ACP 5080 présente une haute limite d'élasticité pour les applications d'usinage lourd ; c'est ainsi l'une des meilleures plaques d'outillage en aluminium à faible tension.

6082

L'aluminium 6082 est une option d'aluminium structurel à résistance moyenne, pourtant il offre la plus haute résistance parmi tous les alliages de la série 6xxx et est une alternative idéale au 6061 dans de nombreuses applications. L'alliage 6082 est disponible dans divers tempérages ; il est important de sélectionner le bon tempérament pour vivre une expérience d'achat d'aluminium satisfaisante. Par exemple, si vous avez besoin d'une bonne usinabilité, les tempérages T6 et T651 seraient un excellent choix par rapport aux alliages forgés recuits.

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