Los productos de aleación de aluminio se dividen enproductos de aluminio fundidoyperfiles de aluminio. La principal diferencia entre ellos radica en que uno se fabrica utilizandomoldes de fundición, mientras que el otro se produce utilizandomatrices de extrusión. En ambos casos se utilizan como materia prima aleaciones de aluminio (normalmente aleaciones de aluminio, magnesio y silicio).
Perfiles de aluminio:Ejemplos comunes de perfiles de aluminio incluyen mamparas y ventanas de aluminio. Se fabrican mediante el proceso de extrusión, en el que las materias primas, como las palanquillas de aluminio, se funden en un horno y luego se extruyen a través de una extrusora para obtener la forma deseada. También se pueden extruir varios perfiles con diferentes formas de sección transversal-. Las principales propiedades, a saber, resistencia, dureza y resistencia al desgaste, cumplen con la norma nacional.GB6063. Las ventajas incluyen: peso ligero (sólo 2,8 kg), resistencia a la corrosión, rápidos cambios de diseño, bajos costos de fabricación de moldes y longitudes longitudinales de hasta 10 metros o más. Los perfiles de aluminio están disponibles con superficies brillantes y mate, y el proceso de tratamiento de la superficie incluye anodizado, que puede alcanzar un espesor de película de óxido de0,12 milímetros. El espesor de la pared de los perfiles de aluminio se selecciona en función de la optimización estructural del producto; En el mercado, mayor espesor no siempre significa mejor calidad. Durante el diseño, se deben considerar los requisitos de la sección transversal, y el espesor puede variar desde0,5 mm a 5 mm.
Ventajas
Menos mecanizado:Dado que las aleaciones de aluminio se pueden extruir en cualquier forma compleja, los perfiles de aluminio extruido son fáciles de ensamblar, lo que reduce la necesidad de mecanizado cuando el diseño es apropiado. Algunas formas sólo se pueden lograr mediante extrusión en lugar de otros procesos.
Bajo costo de matrices de extrusión de aluminio:Las matrices de extrusión de aluminio son menos costosas en comparación con las matrices de otros materiales y procesos de la competencia, como el laminado, la fundición y la forja.
Alta eficiencia estructural:Los perfiles de aluminio extruido proporcionan la máxima eficiencia estructural. El material puede usarse donde se requiere resistencia y eliminarse donde no es necesaria.
Peso ligero:Los perfiles de aleación de aluminio extruido son livianos pero resistentes y duraderos. Debido a las diferencias en las propiedades de los materiales, las estructuras de aluminio que alcanzan el mismo rendimiento pesan aproximadamente la mitad que otras estructuras metálicas, que además son más difíciles de procesar.
Varias opciones de tratamiento superficial / Alta resistencia a la corrosión:Mediante el uso de recubrimiento en polvo o recubrimiento electroforético, los diseñadores pueden lograr cualquier color deseado. También están disponibles acabados en plata natural o revestimientos anodizados de colores.
Bajo costo de mantenimiento:El aluminio es un metal duradero y los procesos de tratamiento de superficie mencionados anteriormente mejoran aún más su vida útil.
Desventajas
Estructura y propiedades no-uniformes:Debido al flujo desigual del metal durante la extrusión (especialmente en la extrusión directa sin lubricación), la microestructura de los productos extruidos no es-uniforme entre la superficie y el centro, así como entre las secciones de cabeza y cola.
Duras condiciones de trabajo para matrices de extrusión:Durante la extrusión, el tocho está en un estado casi cerrado con alta presión sobre el troquel, lo que requiere que el troquel soporte cargas extremadamente altas. Al mismo tiempo, durante la extrusión en caliente, la matriz está sujeta a altas temperaturas y fricción, lo que afecta significativamente su resistencia y vida útil.
Baja eficiencia de producción:A excepción de la extrusión continua, que se ha desarrollado en los últimos años, los métodos de extrusión tradicionales no pueden lograr una producción continua. Generalmente, la velocidad de extrusión es mucho menor que la velocidad de laminación, lo que resulta en pérdidas geométricas significativas y bajas tasas de rendimiento.
Fundición a presión:La fundición a presión es un proceso de fabricación en el que el metal fundido se introduce en un molde bajo presión y, después de enfriarlo, se forma un producto metálico. Este proceso es similar a la fundición a presión. Los materiales utilizados para la fundición a presión son metales fundidos, por lo que los moldes están hechos de acero de aleación de alta-resistencia. Los materiales de fundición a presión generalmente son no-ferrosos, como zinc, cobre, aluminio, plomo y sus aleaciones, ya que estos materiales tienen puntos de fusión relativamente bajos.
La fundición a presión se divide en dos tipos:fundición a presión en cámara fríayfundición a presión en cámara caliente. En la fundición a presión en cámara fría, el metal fundido se vierte manual o automáticamente en la cámara de presión y luego la presión fuerza al metal fundido a entrar en el molde. En la fundición a presión en cámara caliente, el metal fundido se calienta continuamente y se mantiene en estado líquido. Cuando se aplica presión, el metal fundido se inyecta en la cavidad del molde. Después de la solidificación, la matriz se abre, se expulsa la pieza fundida y se completa la pieza fundida-.
La alta presión y la alta velocidad son las dos características principales del proceso de fundición a presión y las diferencias más fundamentales entre la fundición a presión y otros métodos de fundición. Dado que se utilizan alta presión y alta velocidad para forzar el metal fundido hacia la cavidad del molde en un tiempo muy corto, se requiere una alta velocidad de flujo y un corto tiempo de llenado. La fundición a presión es adecuada para producir piezas y productos complejos y de alta-precisión, como bienes de consumo (por ejemplo, grifos y radiadores). También se utiliza ampliamente en las industrias automotriz, eléctrica, aeroespacial y médica.
En comparación con los métodos de formación de perfiles, la fundición a presión utiliza tecnologías diferentes. Como materias primas se utilizan lingotes de aluminio (aproximadamente 92% de pureza) y aleaciones, que se funden en un horno y luego se moldean en una máquina de fundición a presión. Los productos de aluminio fundido pueden tener varias formas, como juguetes, lo que facilita el montaje multi-direccional. Además, tienen alta dureza y resistencia y pueden alearse con zinc para formar aleaciones de zinc y aluminio. El proceso de conformado por fundición a presión de aluminio incluye:
① Fundición a presión
② Pulido rugoso para eliminar residuos del molde.
③ Pulido fino
Ventajas
Dado que la fundición a presión de aluminio utiliza un proceso de fundición a presión,-las piezas de aluminio fundido a presión tienen dimensiones precisas y superficies lisas; generalmente se utilizan directamente sin mecanizado adicional o con mecanizado mínimo. Esto no sólo mejora la eficiencia en la utilización del metal sino que también reduce significativamente la cantidad de equipos de proceso y mano de obra.
Los productos-de aluminio fundido son económicos; se pueden combinar con otros metales o no-metales, ahorrando tiempo y materiales de montaje.
La fundición a presión de aluminio presenta una alta eficiencia de producción. Por ejemplo, una máquina doméstica de fundición a presión de aluminio con cámara fría-horizontal JIII3 puede producir un promedio de600–700 piezas fundidas de aluminio cada 8 horas, mientras que una pequeña máquina de fundición a presión de aluminio-con cámara caliente puede producir un promedio de3000 a 7000 vaciados cada 8 horas. Los moldes de fundición a presión de aluminio tienen una larga vida útil. Un par de moldes para piezas fundidas de aluminio y aleaciones de aluminio en forma de campana-pueden durar cientos de miles o incluso millones de ciclos. Son fáciles de mecanizar y automatizar.
Los productos de aluminio fundido-son de alta calidad y alta precisión dimensional, generalmente equivalente aGrado 6-7, y a veces alcanzandoGrado 4. La calidad de la superficie del aluminio fundido-es buena, generalmente equivalente aGrados 5 a 8. La resistencia y la dureza suelen ser25-30% más altoque los de las piezas fundidas en arena, pero el alargamiento se reduce en aproximadamente70%. Las dimensiones son estables, la intercambiabilidad es buena y se pueden producir piezas fundidas de aluminio complejas y de paredes delgadas.
Desventajas
Baja tenacidad y mala resistencia al desgaste; contracción volumétrica significativa durante la solidificación, aproximadamente6.6%; alto coeficiente de expansión lineal; tendencia a adherirse a los mohos, lo que requiere un control estricto del contenido de hierro dentro0.8%–0.9%; punto de fusión bajo, lo que limita su uso en aplicaciones de alta-temperatura.
