Ada banyak alasan mengapa aluminium adalah logam non-ferrous yang paling umum digunakan.Ini sangat mudah dibentuk dan ditempa, sehingga sangat cocok untuk berbagai aplikasi.Daktilitasnya memungkinkannya dibuat menjadi aluminium foil, dan keuletannya memungkinkan aluminium ditarik menjadi batang dan kabel.
Aluminium juga memiliki ketahanan korosi yang tinggi karena ketika material terkena udara, lapisan oksida pelindung akan terbentuk secara alami.Oksidasi ini juga dapat diinduksi secara artifisial untuk memberikan perlindungan yang lebih kuat.Lapisan pelindung alami aluminium membuatnya lebih tahan terhadap korosi daripada baja karbon.Selain itu, aluminium adalah konduktor dan konduktor panas yang baik, lebih baik daripada baja karbon dan baja tahan karat.
(alumunium foil)
Ini lebih cepat dan lebih mudah untuk diproses daripada baja, dan rasio kekuatan terhadap beratnya menjadikannya pilihan yang baik untuk banyak aplikasi yang membutuhkan material yang kuat dan keras.Terakhir, dibandingkan dengan logam lain, aluminium dapat diperoleh kembali dengan baik, sehingga lebih banyak bahan chip yang dapat disimpan, dilebur, dan digunakan kembali.Dibandingkan dengan energi yang dibutuhkan untuk memproduksi aluminium murni, aluminium daur ulang dapat menghemat hingga 95% energi.
Tentu saja, menggunakan aluminium memiliki beberapa kelemahan, terutama dibandingkan dengan baja.Ini tidak sekeras baja, yang menjadikannya pilihan yang buruk untuk suku cadang dengan gaya benturan yang lebih tinggi atau daya dukung yang sangat tinggi.Titik leleh aluminium juga jauh lebih rendah (660 , dan titik leleh baja sekitar 1400 ), sehingga tidak dapat menahan aplikasi suhu tinggi yang ekstrem.Ini juga memiliki koefisien ekspansi termal yang sangat tinggi.Oleh karena itu, jika suhu terlalu tinggi selama pemrosesan, itu akan berubah bentuk dan sulit untuk mempertahankan toleransi yang ketat.Akhirnya, aluminium mungkin lebih mahal daripada baja karena permintaan daya yang lebih tinggi dalam proses konsumsi.
paduan aluminium
Dengan sedikit menyesuaikan jumlah elemen paduan aluminium, jenis paduan aluminium yang tak terhitung jumlahnya dapat diproduksi.Namun, beberapa komposisi telah terbukti lebih bermanfaat daripada yang lain.Paduan aluminium umum ini dikelompokkan menurut elemen paduan utama.Setiap seri memiliki beberapa atribut umum.Misalnya, Paduan Aluminium Seri 3000, 4000 dan 5000 tidak dapat diberi perlakuan panas, sehingga pengerjaan dingin, juga dikenal sebagai pengerasan kerja, diadopsi.
Jenis paduan aluminium utama:
1000 seri
Paduan aluminium 1xxx mengandung aluminium paling murni, dengan kandungan aluminium setidaknya 99% menurut beratnya.Tidak ada elemen paduan khusus, yang sebagian besar hampir murni aluminium.Misalnya, aluminium 1199 mengandung aluminium 99,99% menurut beratnya dan digunakan untuk memproduksi aluminium foil.Ini adalah nilai paling lembut, tetapi mereka dapat bekerja keras, yang berarti mereka menjadi lebih kuat ketika berulang kali berubah bentuk.
seri 2000
Elemen paduan utama aluminium seri 2000 adalah tembaga.Nilai aluminium ini dapat dikeraskan dengan presipitasi, yang membuatnya hampir sekuat baja.Pengerasan presipitasi melibatkan pemanasan logam ke suhu tertentu untuk mengendapkan logam lain dari larutan logam (sementara logam tetap padat), dan membantu meningkatkan kekuatan luluh.Namun, karena penambahan tembaga, ketahanan korosi aluminium grade 2XXX rendah.Aluminium 2024 juga mengandung mangan dan magnesium untuk suku cadang dirgantara.
3000 Seri
Mangan adalah elemen aditif terpenting dalam aluminium seri 3000.Paduan aluminium ini juga dapat dikeraskan dengan kerja (yang diperlukan untuk mencapai tingkat kekerasan yang cukup karena kadar aluminium ini tidak dapat diberi perlakuan panas).Aluminium 3004 juga mengandung magnesium, yang merupakan paduan yang digunakan dalam kaleng minuman aluminium, dan varian pengerasannya.
4000 seri
Aluminium seri 4000 termasuk silikon sebagai elemen paduan utama.Silikon mengurangi titik leleh aluminium kelas 4xxx.Aluminium 4043 digunakan sebagai bahan batang pengisi untuk pengelasan paduan aluminium seri 6000, dan aluminium 4047 digunakan sebagai pelat tipis dan pelapis.
Seri 5000
Magnesium adalah elemen paduan utama dari seri 5000.Nilai ini memiliki beberapa ketahanan korosi terbaik, sehingga biasanya digunakan dalam aplikasi kelautan atau situasi lain yang menghadapi lingkungan ekstrem.Aluminium 5083 adalah paduan yang biasa digunakan untuk bagian laut.
Seri 6000
Magnesium dan silikon digunakan untuk membuat beberapa paduan aluminium yang paling umum.Kombinasi elemen-elemen ini digunakan untuk membuat seri 6000, yang umumnya mudah diproses dan dapat dikeraskan dengan presipitasi.6061 adalah salah satu paduan aluminium yang paling umum dan memiliki ketahanan korosi yang tinggi.Hal ini umumnya digunakan dalam aplikasi struktural dan kedirgantaraan.
7000 seri
Paduan aluminium ini terbuat dari seng dan terkadang mengandung tembaga, kromium dan magnesium.Mereka bisa menjadi yang terkuat dari semua paduan aluminium dengan pengerasan presipitasi.7000 umumnya digunakan dalam aplikasi luar angkasa karena kekuatannya yang tinggi.7075 adalah merek umum.Meskipun ketahanan korosinya lebih tinggi dari bahan seri 2000, ketahanan korosinya lebih rendah daripada paduan lainnya.Paduan ini banyak digunakan, tetapi sangat cocok untuk aplikasi luar angkasa.
Paduan aluminium ini terbuat dari seng dan terkadang tembaga, kromium dan magnesium, dan dapat menjadi yang terkuat dari semua paduan aluminium dengan pengerasan presipitasi.Kelas 7000 biasanya digunakan dalam aplikasi luar angkasa karena kekuatannya yang tinggi.7075 adalah kelas umum dengan ketahanan korosi yang lebih rendah daripada paduan lainnya.
Seri 8000
Seri 8000 adalah istilah umum yang tidak berlaku untuk jenis paduan aluminium lainnya.Paduan ini dapat mencakup banyak elemen lain, termasuk besi dan litium.Misalnya, 8176 aluminium mengandung 0,6% besi dan 0,1% silikon menurut beratnya dan digunakan untuk membuat kabel listrik.
Pendinginan aluminium dan perawatan temper dan perawatan permukaan
Perlakuan panas adalah proses pengkondisian umum, yang berarti mengubah sifat material dari banyak logam pada tingkat kimia.Khusus untuk aluminium, perlu ditingkatkan kekerasan dan kekuatannya.Aluminium yang tidak diolah adalah logam lunak, jadi untuk menahan aplikasi tertentu, perlu menjalani beberapa proses penyesuaian.Untuk aluminium, prosesnya ditandai dengan penunjukan huruf di akhir nomor kelas.
perawatan panas
Aluminium seri 2XXX, 6xxx dan 7xxx dapat diberi perlakuan panas.Ini membantu meningkatkan kekuatan dan kekerasan logam dan bermanfaat untuk beberapa aplikasi.Paduan lain 3xxx, 4xxx dan 5xxx hanya dapat dikerjakan dingin untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan.Paduan dapat diberi nama huruf yang berbeda (disebut nama tempering) untuk menentukan perlakuan mana yang digunakan.Nama-nama ini adalah:
F menunjukkan bahwa itu dalam keadaan manufaktur atau bahan belum mengalami perlakuan panas.
H berarti bahan tersebut telah mengalami beberapa pengerasan kerja, baik dilakukan bersamaan dengan perlakuan panas maupun tidak.Angka setelah "H" menunjukkan jenis perlakuan panas dan kekerasan.
O menunjukkan bahwa aluminium dianil, yang mengurangi kekuatan dan kekerasan.Ini sepertinya pilihan yang aneh - siapa yang menginginkan bahan yang lebih lembut?Namun, anil menghasilkan bahan yang lebih mudah untuk diproses, mungkin lebih kuat dan lebih ulet, yang menguntungkan untuk beberapa metode manufaktur.
T menunjukkan bahwa aluminium telah dipanaskan, dan angka setelah "t" menunjukkan rincian proses perlakuan panas.Misalnya, Al 6061-T6 adalah larutan yang diberi perlakuan panas (dipertahankan pada 980 ° F, kemudian didinginkan dalam air untuk pendinginan cepat) dan kemudian berumur antara 325 dan 400 ° F.
pengobatan permukaan
Ada banyak perawatan permukaan yang dapat diterapkan pada aluminium, dan setiap perawatan permukaan memiliki penampilan dan karakteristik perlindungan yang cocok untuk aplikasi yang berbeda.
Tidak ada efek pada bahan setelah dipoles.Perawatan permukaan ini membutuhkan lebih sedikit waktu dan tenaga, tetapi biasanya tidak cukup untuk bagian dekoratif dan paling cocok untuk prototipe yang hanya menguji fungsi dan kesesuaian.
Grinding adalah langkah selanjutnya dari permukaan mesin.Lebih memperhatikan penggunaan sharp tool dan finishing pass untuk menghasilkan permukaan akhir yang lebih halus.Ini juga merupakan metode pemesinan yang lebih akurat, biasanya digunakan untuk menguji suku cadang.Namun, proses ini masih meninggalkan bekas mesin dan biasanya tidak digunakan dalam produk akhir.
Sandblasting menciptakan permukaan matte dengan menyemprotkan manik-manik kaca kecil pada bagian aluminium.Ini akan menghilangkan sebagian besar (tetapi tidak semua) tanda pemesinan dan memberikan tampilan yang halus namun berbutir.Tampilan dan nuansa ikonik dari beberapa laptop populer berasal dari sandblasting sebelum anodizing.
Oksidasi anodik adalah metode perawatan permukaan yang umum.Ini adalah lapisan oksida pelindung yang secara alami akan terbentuk di permukaan aluminium saat terkena udara.Dalam proses pemesinan manual, bagian aluminium ditangguhkan pada penyangga konduktif, direndam dalam larutan elektrolit, dan arus searah dimasukkan ke dalam larutan elektrolit.Ketika larutan asam melarutkan lapisan oksida yang terbentuk secara alami, arus melepaskan oksigen di permukaannya, sehingga membentuk lapisan pelindung baru alumina.
Dengan menyeimbangkan laju disolusi dan laju deposisi, lapisan oksida membentuk pori-pori nano, memungkinkan lapisan untuk terus tumbuh melampaui kisaran kemungkinan alami.Setelah itu, demi estetika, pori-pori nano terkadang diisi dengan inhibitor korosi lain atau pewarna berwarna, dan kemudian disegel untuk melengkapi lapisan pelindung.
Keterampilan pemrosesan aluminium
1. Jika benda kerja terlalu panas selama pemrosesan, koefisien ekspansi termal aluminium yang tinggi akan mempengaruhi toleransi, terutama untuk bagian yang tipis.Untuk mencegah efek negatif, konsentrasi panas dapat dihindari dengan membuat jalur pahat yang tidak berkonsentrasi pada satu area terlalu lama.Metode ini dapat menghilangkan panas, dan jalur pahat dapat dilihat dan dimodifikasi dalam perangkat lunak cam yang menghasilkan program pemesinan CNC.
2. Jika gayanya terlalu besar, kelembutan beberapa paduan aluminium akan menyebabkan deformasi selama pemrosesan.Oleh karena itu, kadar aluminium tertentu diproses sesuai dengan laju umpan dan kecepatan yang direkomendasikan untuk menghasilkan gaya yang sesuai selama pemrosesan.Aturan praktis lain untuk mencegah deformasi adalah menjaga ketebalan bagian lebih besar dari 0,020 inci di semua area.
3. Efek lain dari daktilitas aluminium adalah dapat membentuk tepi komposit material pada pahat.Ini akan menutupi permukaan pemotongan pahat yang tajam, menumpulkan pahat dan mengurangi efisiensi pemotongannya.Tepi yang terakumulasi ini juga dapat menyebabkan permukaan akhir yang buruk pada bagian tersebut.Untuk menghindari akumulasi tepi, bahan pahat digunakan untuk pengujian;Coba ganti HSS (baja kecepatan tinggi) dengan insert cemented carbide, dan sebaliknya, dan sesuaikan kecepatan potong.Anda juga dapat mencoba menyesuaikan jumlah dan jenis cairan pemotongan.