Comprendre les propriétés des matériaux ACP 5080 pour l'usinage

L'ACP 5080 est une plaque moulée en aluminium de précision bien connue pour son excellente usinabilité et ses avantages en matière de réduction des coûts. Non seulement il présente des propriétés matérielles, physiques et mécaniques exceptionnellement bien équilibrées, mais il s'agit également de l'une des meilleures plaques d'outillage en aluminium à basse tension.

Ci-dessous, nous examinons certaines des propriétés les plus uniques du matériau ACP 5080 et analysons plus en détail certaines des propriétés physiques et mécaniques qui contribuent à son usinabilité.

Propriétés uniques du matériau ACP 5080

L'ACP 5080 possède des propriétés matérielles uniques qui en font un choix idéal pour les machinistes pour des applications spécifiques. Certaines de ces propriétés, notamment une faible porosité, une structure à grains fins et une excellente stabilité dimensionnelle, sont détaillées ci-dessous.

Faible porosité

La porosité influence généralement diverses propriétés clés d'un métal, telles que la résistance à la corrosion, la résistance mécanique et la ténacité à la fatigue. Les pores ne sont rien d'autre que des vides gazeux, et une faible porosité signifie moins de vides ou de poches d'air à l'intérieur de la structure métallique. La présence de poches d'air perturbe la densité uniforme du métal et la structure devient moins stable pour d'autres applications.

Lors de l'usinage, la porosité peut fissurer le métal en grand ou créer un chemin de fuite permettant aux fluides de coupe et aux gaz externes de pénétrer. En conséquence, le matériau de travail peut devenir inutilisable pour d'autres applications.

La faible porosité de l'ACP 5080 permet aux fabricants d'usiner la plaque pour une finition de surface supérieure sans avoir à se soucier des problèmes mentionnés ci-dessus.

Structure à grains fins

La plupart des déformations plastiques à basse température des métaux proviennent de la dislocation des grains aux joints. Le contrôle de la taille des grains est le meilleur moyen de freiner les dislocations et d'augmenter la résistance du métal. Les alliages ACP 5080 ont des grains extrêmement petits, car ils sont fabriqués à une épaisseur proche de la finition par un procédé de coulée continue horizontale d'aluminium. Ils sont même entièrement recuits pour éliminer toutes les contraintes de fabrication, similaires à la condition "0" de la plaque forgée trempée.

Le principal avantage des structures à grains fins par rapport aux structures conventionnelles est la limite d'élasticité élevée et la résistance à la relaxation des contraintes. Cette microstructure fine aide également les outils de coupe et est donc considérée comme l'une des propriétés importantes du matériau ACP 5080 responsable de l'augmentation de son usinabilité.

En raison du raffinement du grain dans l'ACP 5080, la résistance entre les grains à la limite est supérieure à celle des grains à l'intérieur. Il confère à l'alliage une durée de vie prolongée à la rupture sous contrainte. La rupture sous contrainte fait référence à la rupture soudaine et complète d'un matériau sous contrainte. Ainsi, la plaque peut supporter plus de flexion en traction pendant l'usinage sans développer de fissures, empêchant ainsi la réduction de la surface de la pièce qui la suit en proportion.

L'ACP 5080 affiche cette résistance élevée aux joints de grains même à des températures élevées. Cela indique la haute limite d'élasticité de l'alliage. Avec une limite d'élasticité élevée, l'ACP 5080 convient parfaitement à l'industrie aérospatiale, où les structures doivent être conçues pour résister à des charges structurelles extrêmes en termes de tension, de compression et de vibration dans un environnement à température différentielle élevée.

Stabilité dimensionnelle

La stabilité dimensionnelle fait référence à la capacité d'un métal à conserver son intégrité structurelle dans une application donnée. Les plaques ACP 5080 héritent d'une excellente stabilité dimensionnelle du matériau en raison de leur faible porosité.

Les alliages à faible dilatation thermique perdent leur stabilité dimensionnelle pendant le processus d'usinage, car des températures excessives sont générées par le frottement entre l'outil de coupe et la pièce. Cependant, l'ACP 5080 a un excellent coefficient de dilatation thermique de 13,5 µin/in-°F (24,3 µm/m-°C), proche de celui du métal pur; ainsi, vous ne devriez pas rencontrer de comportement d'expansion inhabituel.

Outre les propriétés matérielles de l'ACP 5080, ses propriétés mécaniques et physiques influencent également l'usinabilité.

Propriétés mécaniques et physiques idéales

Les deux tableaux ci-dessous mettent en évidence les propriétés mécaniques et physiques de l'alliage ACP 5080.

Propriétés mécaniques
Résistance à la traction, ultime	240 – 290 MPa (N/mm2)
Limite d'élasticité	110 – 130 MPa (N/mm2)
Allongement à la rupture	16 %
Dureté Brinell	70

Propriétés physiques
Densité	2,66 g/cc
Conduction thermique	109 – 140 W/m-K
Module d'élasticité	~70 000 N/mm2
Coefficient de dilatation thermique	24,2 x10-6/K

Comme indiqué ci-dessus, l'ACP 5080 a de bonnes propriétés physiques et mécaniques comme les autres qualités d'aluminium aérospatiales. Des valeurs élevées de résistance à la traction et de limite d'élasticité indiquent sa capacité à résister à un environnement d'usinage difficile, et sa conductivité thermique se situe dans une fourchette raisonnable. La plaque peut absorber la chaleur de l'outil de coupe pendant le processus d'usinage pour protéger les outils de la dégradation thermique. De plus, comme l'alliage a une bonne ductilité, il nécessite moins de force de coupe et préserve l'outil de l'usure par frottement.

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