Wybór stopów i temperamentu dla profili przemysłowych
Przemysłowe profile aluminiowe to wytłaczane profile stosowane do ram maszyn, osłon, stanowisk pracy, konstrukcji przenośników i obudów elektrycznych. Wybór rozpoczyna się od stopu i stanu, ponieważ te dwie zmienne określają gwarantowaną wytrzymałość, odkształcalność przekroju i wykończenie powierzchni, które można zastosować później.
Stop 6063 w stanie T6 jest standardowym wyborem w przypadku przekrojów architektonicznych i lekkich konstrukcji. ASTM B221 ustala minimalne właściwości rozciągające dla profili 6063-T6 przy wytrzymałości na rozciąganie 207 MPa (30 ksi) i granicy plastyczności 172 MPa (25 ksi). Stop 6061-T6 jest zalecany, gdy wymagana jest większa nośność; ta sama norma wymaga co najmniej 290 MPa (42 ksi) wytrzymałości na rozciąganie i 241 MPa (35 ksi) plastyczności. Obydwa stopy mają gęstość nominalną 2,70 g/cm3.
| Stop / stan | Min. rozciąganie (MPa) | Min. wydajność (MPa) | Typowe użycie sekcji |
|---|---|---|---|
| 6063-T6 (ASTM B221) | 207 | 172 | Osłony, poręcze, ramy świetlne |
| 6061-T6 (ASTM B221) | 290 | 241 | Podstawy maszyn,-ramy nośne |
| 6005A-T6 (EN 755-2) | 270 | 225 | Transport i ramy konstrukcyjne |
Tam, gdzie profil musi zostać zgięty po wytłaczaniu, często do formowania wybierany jest bardziej miękki stan T4, a następnie starzony do T6. Dodaje to etap-obróbki cieplnej, ale pozwala uniknąć pęknięć, jakie może powodować formowanie na zimno w całkowicie starzejącej się części.
Projekt-przekroju poprzecznego i tolerancje wymiarowe
Standardowe profile z rowkami T- są zbudowane wokół szczelin o szerokości 6, 8, 10 i 12 mm, a wymiary szczeliny są dopasowane do serii elementów złącznych zastosowanych w ramie. Grubość ścianki tych profili zwykle mieści się w przedziale od 1,5 mm do 4 mm, a projektant powinien zachować możliwie jednolitą grubość ścianki, na jaką pozwala matryca wytłaczająca, aby ograniczyć odkształcenia podczas chłodzenia i anodowania.
Tolerancje kształtu i wymiaru profili wyciskanych są określone w normie EN 755-9, natomiast norma EN 12020-2 obejmuje profile precyzyjne o węższych tolerancjach stosowane w urządzeniach do zautomatyzowanego transportu. Praktyczne punkty do ustalenia na rysunku obejmują wymiar odniesienia szczeliny, dopuszczalne skręcenie na całej długości, prostoliniowość i lokalizację ewentualnej obróbki wtórnej.
Wykończenie powierzchni i ochrona przed korozją
Anodowanie jest najczęstszym wykończeniem. EN ISO 7599 definiuje klasy tlenków anodowych według grubości nominalnej, w tym AA10, AA15, AA20 i AA25, odpowiadające 10, 15, 20 i 25 mikronom powłoki. Powłoka o grubości 15 mikronów (AA15) jest typową specyfikacją dla ram automatyki wewnętrznej, natomiast dla środowisk zewnętrznych lub środowisk o wilgotnym środowisku wynosi od 20 do 25 mikronów.
Tam, gdzie rama jest narażona na działanie zasadowych lub kwasowych środków czyszczących, zamiast anodowania często wybiera się malowanie proszkowe-bez chromianowej obróbki wstępnej. Obrobione powierzchnie i przycięte końce należy zamaskować lub uszczelnić, aby goły stop nie pozostał odsłonięty w wilgotnych obszarach.
Praktyka produkcyjna i montażowa
Systemy rowków T-umożliwiają montaż ram za pomocą łączników wewnętrznych, dzięki czemu nie ma potrzeby spawania, a profil zachowuje swoją temperaturę. Gdy konieczne jest obrobienie profili, parametry skrawania dostosowane do stopów 6xxx zapewniają czystość powierzchni cięcia i stabilność wymiarową.
Wsporniki narożne, łączniki końcowe i nakrętki rowkowe są wymiarowane odpowiednio do serii szczelin, a kontrola napięcia wstępnego każdego połączenia śrubowego jest częścią normalnej procedury montażowej. W przypadku ram przenoszących obciążenia ruchome należy raczej zweryfikować ugięcie, a nie oceniać je wyłącznie na podstawie granicy plastyczności, ponieważ sztywność kontroluje dokładność pozycjonowania.
Często zadawane pytania
Q:Jakiego stopu należy użyć w-ramie maszyny nośnej?
Odp.: Użyj 6061-T6, gdy rama przenosi masę maszyny lub obciążenia dynamiczne, ponieważ ASTM B221 wymaga minimalnej granicy plastyczności wynoszącej 241 MPa (35 ksi). Użyj 6063-T6, gdy rama pełni głównie funkcję osłony lub podpory, a czynnikiem ograniczającym jest sztywność, a nie wytrzymałość.
Q:Co oznacza liczba w nazwie profilu gniazda T-?
Odp.: Jest to nominalna szerokość szczeliny w milimetrach. Profil 30x30 ze szczeliną 8 mm obsługuje nakrętki, wsporniki i zawiasy serii 8, dlatego przed zamówieniem akcesoriów należy potwierdzić serię szczelin.
Q:Która klasa anodowania jest odpowiednia do użytku na zewnątrz?
Odp.: EN ISO 7599 klasa AA20 lub AA25, dająca 20 lub 25 mikronów tlenku, jest zwykle określana na zewnątrz, ponieważ grubsza powłoka zapewnia większy margines ścierania i korozji niż AA10 lub AA15.
Q:Czy profile wytłaczane można spawać?
Odp.: Tak, 6061 i 6063 można łatwo spawać, ale spawanie-starzeje-strefę wpływu ciepła i lokalnie zmniejsza wytrzymałość. W przypadku, gdy rama musi zachować pełne właściwości konstrukcyjne, preferowane są połączenia śrubowe z-rowkami teowymi.
Q:W jaki sposób w momencie dostawy sprawdzana jest tolerancja grubości?
Odp.: Grubość ścianki sprawdza się na podstawie rysunku w ustalonych punktach pomiarowych, a prostość i skręcenie mierzy się na całej długości zgodnie z normą EN 755-9. Do każdej partii powinien być dołączony certyfikat materiałowy stwierdzający właściwości stopu, stanu i właściwości mechanicznych.
Q:Jaka jest najwyższa temperatura pracy ciągłej dla tych profili?
Odp.: Stopy 6xxx utrzymują wytrzymałość użytkową do około 150 stopni Celsjusza; powyżej tego, długotrwałe narażenie powoduje zwiększenie wydzieleń wzmacniających i nie można już zakładać gwarantowanych właściwości T6.