Выбор сплава и состояния для промышленных профилей
Промышленные алюминиевые профили представляют собой экструдированные профили, используемые для изготовления корпусов машин, ограждений, рабочих станций, конвейерных конструкций и электрических шкафов. Выбор начинается со сплава и отпуска, поскольку эти две переменные определяют гарантированную прочность, формуемость профиля и качество поверхности, которую можно нанести впоследствии.
Сплав 6063 с закалкой Т6 является стандартным выбором для архитектурных и легких конструкций. ASTM B221 устанавливает минимальные свойства растяжения для экструзии 6063-T6: предел прочности на разрыв 207 МПа (30 фунтов на квадратный дюйм) и предел текучести 172 МПа (25 фунтов на квадратный дюйм). Сплав 6061-T6 используется, когда требуется более высокая несущая способность; тот же стандарт требует минимум 290 МПа (42 фунта на квадратный дюйм) при растяжении и предела текучести 241 МПа (35 фунтов на квадратный дюйм). Оба сплава имеют номинальную плотность 2,70 г/см3.
| Сплав/отпуск | Мин. растяжение (МПа) | Мин. выход (МПа) | Типичное использование раздела |
|---|---|---|---|
| 6063-Т6 (АСТМ Б221) | 207 | 172 | Ограждения, поручни, световые рамы |
| 6061-Т6 (АСТМ Б221) | 290 | 241 | Основания машин, силовые-несущие рамы |
| 6005A-T6 (EN 755-2) | 270 | 225 | Транспортный и структурный каркас |
Если после экструзии секцию необходимо согнуть, для формования часто указывается более мягкое состояние Т4, а затем состаривается до Т6. Это добавляет этап термообработки-, но позволяет избежать растрескивания, которое может возникнуть при холодной штамповке в полностью состаренной секции.
-Проектирование поперечного сечения и допуски на размеры
Стандартные профили с Т-пазами имеют ширину паза 6, 8, 10 и 12 мм, при этом размер паза соответствует серии крепежа, используемому в раме. Толщина стенок этих секций обычно составляет от 1,5 до 4 мм, и проектировщик должен поддерживать толщину стенок настолько однородной, насколько позволяет экструзионная матрица, чтобы ограничить деформацию во время охлаждения и анодирования.
Допуски на форму и размеры экструдированных профилей определяются стандартом EN 755-9, а стандарт EN 12020-2 охватывает прецизионные профили с более жесткими допусками, используемые в автоматизированном погрузочно-разгрузочном оборудовании. Практические моменты, которые следует зафиксировать на чертеже, включают контрольный размер паза, допустимый изгиб по всей длине, прямолинейность и место любой дополнительной обработки.
Обработка поверхности и защита от коррозии
Анодирование – наиболее распространенный вид отделки. EN ISO 7599 определяет классы анодных оксидов по номинальной толщине, включая AA10, AA15, AA20 и AA25, что соответствует толщине покрытия 10, 15, 20 и 25 микрон. Покрытие толщиной 15 микрон (AA15) является обычным стандартом для рам внутренней автоматизации, а толщина покрытия от 20 до 25 микрон указана для наружных- условий.
Если рама подвергается воздействию щелочных или кислотных чистящих средств, вместо анодирования часто выбирают порошковое покрытие поверх предварительной-обработки без хроматов. Обработанные поверхности и обрезанные концы должны быть замаскированы или герметизированы, чтобы оголенный сплав не оставался открытым во влажных зонах.
Практика изготовления и сборки
Системы Т-пазов позволяют собирать рамы с помощью внутренних соединителей, поэтому сварка не требуется, а профиль сохраняет свой вид. При необходимости обработки профилей режимы резания, подходящие для сплавов 6xxx, сохраняют поверхность разреза чистой и стабильной по размерам.
Угловые кронштейны, концевые крепления и шлицевые гайки имеют размеры, соответствующие серии пазов, а проверка предварительного натяга каждого болтового соединения является частью обычной процедуры сборки. Для рам, несущих движущиеся нагрузки, прогиб следует проверять, а не оценивать только по пределу текучести, поскольку жесткость контролирует точность позиционирования.
Часто задаваемые вопросы
Q:Какой сплав следует использовать для несущей-рамы машины?
A: Используйте 6061-T6, если рама несет массу машины или динамические нагрузки, поскольку ASTM B221 требует минимального предела текучести 241 МПа (35 фунтов на квадратный дюйм). Используйте 6063-T6, когда рама в основном служит защитой или опорой и ограничивающим фактором является жесткость, а не прочность.
Q:Что означает число в названии профиля T-слота?
A: Это номинальная ширина паза в миллиметрах. Профиль 30x30 с пазом 8 мм подходит для гаек, кронштейнов и петель 8 серии, поэтому перед заказом аксессуаров необходимо подтвердить серию паза.
Q:Какой класс анодирования подходит для наружного использования?
О: Класс AA20 или AA25 по EN ISO 7599, дающий 20 или 25 микрон оксида, обычно применяется для наружного применения, поскольку более толстое покрытие обеспечивает больший запас устойчивости к истиранию и коррозии, чем AA10 или AA15.
Q:Можно ли сваривать экструдированные профили?
О: Да, 6061 и 6063 легко поддаются сварке, но сварка приводит к -старению зоны термического-воздействия и локальному снижению прочности. Болтовые соединения с Т-пазом предпочтительнее, если рама должна сохранять все свои конструктивные свойства.
Q:Как проверяется допуск по толщине при доставке?
A: Толщина стенки проверяется по чертежу в фиксированных точках измерения, а прямолинейность и скручивание измеряются по всей длине в соответствии с EN 755-9. К каждой партии должен прилагаться сертификат на материал с указанием сплава, состояния и механических свойств.
Q:Какова максимальная температура непрерывной эксплуатации для этих профилей?
О: Сплавы 6xxx сохраняют полезную прочность примерно до 150 градусов Цельсия; выше этого, длительное воздействие приводит к укрупнению выделений упрочнения, и гарантированные свойства Т6 больше не могут быть приняты.