ACP 5080 : Propriétés matérielles supérieures pour l'usinage de précision

L'ACP 5080 est une plaque d'aluminium coulée de précision bien connue pour son excellente usinabilité et ses avantages d'économie de coûts. Non seulement elle présente des propriétés matérielles, physiques et mécaniques exceptionnellement bien équilibrées, mais c'est aussi l'une des meilleures plaques d'outillage en aluminium à faible tension.

Ci-dessous, nous examinons certaines des propriétés matérielles uniques de l'ACP 5080 et analysons plus en détail certaines des propriétés physiques et mécaniques qui contribuent à son usinabilité.

Propriétés matérielles uniques de l'ACP 5080

L'ACP 5080 a des propriétés matérielles uniques qui en font un choix idéal pour les machinistes pour des applications spécifiques. Certaines de ces propriétés, incluant la faible porosité, la structure à grain fin et l'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 que des vides gazeux, et une faible porosité signifie moins de vides ou 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 les applications ultérieures.

Pendant l'usinage, la porosité peut fissurer le métal grand ouvert ou créer un chemin de fuite pour les fluides de coupe et gaz externes. En résultat, 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 s'inquiéter des problèmes mentionnés ci-dessus.

Structure à grain fin

La plupart de la déformation plastique à basse température des métaux vient de la dislocation des grains aux frontières. Contrôler la taille des grains est le meilleur moyen de limiter les dislocations et d'augmenter la résistance du métal. Les alliages ACP 5080 ont des grains extrêmement petits, car ils sont fabriqués près de l'épaisseur finale par un procédé de coulée continue horizontale d'aluminium. Ils sont même entièrement recuits pour éliminer toutes les contraintes de fabrication, similaire à la condition de revenu « O » des plaques laminées.

L'avantage majeur des structures à grain fin sur les structures conventionnelles est la haute limite d'élasticité et la résistance à la relaxation des contraintes. Cette microstructure fine aide aussi les outils de coupe et est considérée comme l'une des importantes propriétés matérielles de l'ACP 5080 responsables de l'augmentation de son usinabilité.

En raison de l'affinage des grains dans l'ACP 5080, la résistance entre les grains à la frontière est supérieure aux grains internes. Cela donne à l'alliage une vie de rupture par fluage prolongée. La rupture par fluage fait référence à la défaillance soudaine et complète du matériau sous contrainte. Ainsi, la plaque peut supporter plus de flexion tensile pendant l'usinage sans développer de fissures, prévenant ainsi la réduction de la surface de la pièce qui s'ensuit proportionnellement.

L'ACP 5080 affiche cette haute résistance aux frontières de grain même à haute température. Cela indique la haute limite d'élasticité de l'alliage. Avec une haute limite d'élasticité, l'ACP 5080 devient un bon choix pour l'industrie aérospatiale, où les structures doivent être conçues pour résister à des charges structurales extrêmes en termes de tension, compression et vibration sous un environnement à température différentielle élevée.

Stabilité dimensionnelle

La stabilité dimensionnelle fait référence à la capacité d'un métal à conserver son intégrité structurelle sous une application donnée. Les plaques ACP 5080 héritent d'une excellente stabilité dimensionnelle matérielle due à leur faible porosité.

Les alliages à faible dilatation thermique perdent la 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 de dilatation inhabituel.

Outre les propriétés matérielles de l'ACP 5080, ses propriétés mécaniques et physiques influencent aussi 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/cm³
Conductivité thermique	109 – 140 W/m-K
Module d'élasticité	~70 000 N/mm²
Coefficient de dilatation thermique	24,2 x10⁻⁶/K

Comme montré ci-dessus, l'ACP 5080 a de bonnes propriétés physiques et mécaniques comme les autres grades aérospatiaux d'aluminium. Les valeurs élevées de résistance à la traction et limite d'élasticité indiquent sa capacité à résister à un environnement d'usinage dur, et sa conductivité thermique se situe dans une plage correcte. La plaque peut absorber la chaleur de l'outil de coupe pendant le processus d'usinage pour sauver les outils de la rupture thermique. Aussi, comme l'alliage a une bonne ductilité, il nécessite moins de force de coupe et sauve l'outil de l'usure par frottement.

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