Quel est l'alliage d'aluminium le plus courant pour l'usinage ?

Parmi toutes les qualités d'aluminium disponibles, le 3003 est l'alliage d'aluminium le plus couramment utilisé pour diverses applications à usage général en raison de sa résistance décente et de sa bonne maniabilité. Avec le manganèse comme élément d'alliage principal, le 3003 obtient d'excellents résultats en termes de formabilité et de résistance à la corrosion par rapport aux autres métaux et trempes d'aluminium. Cependant, en ce qui concerne la résistance, le 6061, un autre alliage d'aluminium couramment utilisé, triomphe du 3003 avec une plus grande limite d'élasticité, ce qui est utile pour la conception d'applications structurelles.

Il est important de savoir quel alliage d'aluminium fonctionnera le mieux pour votre processus d'usinage spécifique. Ci-dessous, nous détaillons les propriétés de l'aluminium 3003 et 6061 et discutons des applications dans lesquelles chaque alliage excelle.

Comprendre l'alliage d'aluminium 3003

Le 3003 est un alliage aluminium-manganèse-cuivre modérément renforcé par trempe à froid. Le manganèse est le principal élément d'alliage des alliages 3003, son pourcentage variant entre 1% et 1,5%, selon la façon dont l'alliage d'aluminium est fabriqué. La présence de cuivre et de magnésium offre une résistance supplémentaire de 20 % par rapport à l'aluminium de qualité 1100, mais il est étiqueté comme un matériau modérément résistant en raison de sa faible résistance à la traction et à l'élasticité.

Le tableau ci-dessous montre la résistance typique des différents états 3003.

3003 tempéraments	Résistance ultime maximale (KSI)	Limite d'élasticité maximale (KSI)
3003-O	19	6
3003-H12	23	18
3003-H14	26	21
3003-H16	30	25
3003-H18	27	27

Outre une résistance modérée, les alliages 3003 présentent une excellente résistance à la corrosion, à la maniabilité et à la soudabilité. Ainsi, il s'agit d'un matériau de structure légère idéal, mondialement reconnu comme l'alliage d'aluminium ou l'alliage à usage général le plus courant. Les applications les plus courantes du 3003 se produisent dans les industries aérospatiale, alimentaire et chimique.

Certaines applications populaires incluent :

• Gouttières.
• Feuilles pliées.
• Conteneurs de stockage.
• Toits de camion.
• Radiateurs.
• Récipients sous pression.
• Plafonds acoustiques.
• Tuyaux de descente.

Malgré tous ces avantages, l'usinage du 3003 peut s'avérer difficile. Bien que les trempes 3003 aient une bonne usinabilité, elles sont moins usinables que d'autres alliages plus durs. Ils ne peuvent pas non plus être traités thermiquement, ce qui signifie que, contrairement aux métaux traités thermiquement, ils ne peuvent pas atteindre une phase secondaire de durcissement par précipitation nécessaire pour une résistance améliorée.

En tant que métal traité à froid, les alliages 3003 sont également sujets à la porosité induite par l'hydrogène lors du soudage. La meilleure façon d'éviter cette situation est de réduire le captage d'hydrogène à un niveau bas pendant le soudage. C'est une autre raison majeure pour laquelle 3003 ne peut pas être utilisé pour des applications en environnement extrême.

Comprendre l'alliage d'aluminium 6061

L'aluminium 6061 est un alliage extrêmement polyvalent, contenant du silicium et du magnésium comme principaux éléments d'alliage. Le 6061 présente une excellente résistance à la corrosion et un bon rapport résistance/poids, des propriétés très recherchées pour la construction de structures marines et aérospatiales. Avec une bonne conductivité électrique et thermique, les plaques 6061 trouvent également de nombreuses applications dans les raccords électriques, les connecteurs et les pièces magnéto.

Le 6061 est un alliage traité thermiquement et est donc disponible en différentes trempes, telles que F, O, W et T. À cet égard, la variante 6061-Tx a de nombreuses applications. Dans 6061-Tx, la lettre "T" représente l'état et "x", généralement représenté par un chiffre, indique si l'alliage a reçu un traitement spécial.

Par exemple, l'alliage 6061-T6 est traité thermiquement et vieilli artificiellement pour offrir une bonne usinabilité et une excellente soudabilité. Cependant, il a une mauvaise formabilité. Si vous avez besoin d'une bonne formabilité à partir d'un alliage 6061, le 6061-T4 serait un choix plus idéal, car il est naturellement vieilli pour avoir une bonne formabilité et une excellente soudabilité. En bref, différents états 6061 peuvent répondre à de nombreuses exigences d'application, contrairement aux états 3003.

L'aluminium 6061 est couramment utilisé dans :

• Cadres de vélo.
• Canettes.
• Cadres de camion.
• Tours et pylônes.
• Applications aéronautiques.
• Autocars.

L'alliage d'aluminium le plus courant pour l'usinage :6061 ou 3003 ?

Pour une comparaison rapide, le tableau ci-dessous liste les éléments essentiels du 6061 et du 3003.

Propriété	Aluminium 6061	Aluminium 3003
Résistance à la traction ultime	310 MPa	200 MPa
Limite d'élasticité	276 MPa	186 MPa
Résistance au cisaillement	207 MPa	110 MPa
Dureté Brinell	95 HB	28 HB
Usinabilité	Bien	Acceptable
Formabilité	Pauvre	Bien
Soudabilité	Bien	Bien
Fonctionnalité	Chaleur :bonne	Froid :Très bon

En termes de formabilité, le 3003 est un meilleur choix que le 6061, en particulier si l'application nécessite une bonne formabilité pour répondre aux exigences de conception. Par exemple, 3003 est un excellent choix pour l'architecture décorative extérieure qui nécessite une formabilité associée à une résistance modérée pour un bon attrait esthétique.

Cependant, en tant qu'alliage traité à froid, il ne convient pas aux applications structurelles nécessitant un usinage lourd. Une majorité de la production d'aluminium est destinée à des applications structurelles, telles que des châssis et des pièces de carrosserie, pour les industries automobile et aérospatiale afin d'obtenir un meilleur rapport résistance/poids. À cet égard, le 6061 pourrait être considéré comme l'alliage d'aluminium le plus courant qui répond à un large éventail d'exigences d'application.

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