El aluminio forjado se moldea cuando se pasa por procesos mecánicos como laminado, forjado o extrusión, en lugar de fundirse para darle forma.
Desempeña un papel vital en la fabricación moderna gracias a su resistencia, flexibilidad y forma sencilla de fabricar los productos.
Sin embargo, el aluminio fundido no recibe las mismas mejoras que las opciones forjadas para aumentar el rendimiento.
La composición y las características del aluminio forjado son las razones por las que es tan útil en la industria y en el uso diario. Descubramos qué lo distingue como un componente crucial en nuestra vida.
¿Qué significa aluminio forjado?
El aluminio forjado se refiere a aleaciones moldeadas mediante forja, laminado y extrusión. Gracias a estos procesos, el aluminio forjado se vuelve resistente y confiable en su forma final.
El proceso de fabricación del aluminio forjado
El aluminio forjado se fabrica a través de varios métodos de procesamiento, incluidos el laminado, la extrusión, el forjado y el estampado.
Estos métodos se basan en la deformación plástica, donde se aplica fuerza para moldear el metal en las formas deseadas, como láminas, varillas, tubos o componentes complejos. Dependiendo del proceso y la aleación específicos, la deformación puede ocurrir a temperatura ambiente (trabajo en frío) o a temperaturas elevadas (trabajo en caliente).
En ambos casos, el metal se remodela sin fundirse, lo que preserva su estado sólido y mejora su resistencia estructural y consistencia.
Propiedades clave del aluminio forjado
El aluminio forjado se elige por sus características que impulsan la producción en las plantas de fabricación actuales.
- Eficiencia resistente: Dado que el aluminio es más ligero que el acero, el aluminio forjado ayuda a que los edificios sean más ligeros. y todavía muy duradero.
- Resistencia a la corrosión: El aluminio no se corroe gracias a la película de óxido natural que se forma en su superficie. Por eso, este método funciona tanto en entornos terrestres como marítimos.
- Excelente formabilidad: El aluminio forjado es muy flexible al moldearse hasta su forma final, por lo que se puede doblar o cortar sin dificultad. Esto cobra importancia cuando los ingenieros diseñan piezas complejas.
- Alta reciclabilidad: El aluminio forjado se puede reciclar muchas veces y conservar sus importantes cualidades. Su refundición requiere solo 5% de la energía utilizada para su producción original, lo que reduce los residuos y perjudica menos el medio ambiente.
Debido a estas características, el aluminio forjado se utiliza principalmente en estructuras precisas, soportes que soportan grandes pesos y sistemas para fines eléctricos y de calefacción. Aeroespacial y au
Clasificación de las aleaciones de aluminio forjado
¿Alguna vez te has preguntado por qué las aleaciones de aluminio tienen nombres especiales? Todo depende del sistema de designación de códigos de cuatro dígitos del Sistema Internacional de Designación de Aleaciones.
Serie 1000
La Serie 1000 se denomina "aluminio puro" debido a su bajo contenido de aditivos. Gracias a su pureza, el acero inoxidable ofrece una excelente conductividad eléctrica, una resistencia excepcional a la corrosión y un fácil conformado. Las aleaciones 1000 se utilizan en barras colectoras eléctricas y materiales químicos, principalmente porque requieren un comportamiento limpio.
Serie 2000
En la Serie 2000 (aleaciones de aluminio y cobre), ahora se utiliza cobre. Soldar cobre para mayor dureza es una excelente idea, aunque es necesario tratarlo térmicamente lo suficiente para que no rinda al máximo. Los pilotos e ingenieros prefieren estos materiales porque suelen ser los que unen partes cruciales de una aeronave, como las alas y el fuselaje.
Serie 3000
Se añade manganeso a las aleaciones 3000 para mantener un buen nivel de resistencia y facilitar su modelado. Se pueden moldear y doblar fácilmente, pero conservan su forma al aplicar presión. En latas, techos y revestimientos, los tipos 3000 son esenciales, ya que requieren resistencia y flexibilidad.
Serie 4000
La función principal de la Serie 4000 es controlar el flujo de fusión. La inclusión de silicio en las aleaciones de aluminio provoca la disminución de su punto de fusión, por lo que los tipos 4000 son ideales para soldadura fuerte y fuerte. Si necesita un cordón de soldadura uniforme y limpio, utilice un material de aporte 4000.
Serie 5000
Aleaciones 5000 (Aluminio-Magnesio): Debido a su resistencia a la corrosión, el magnesio maximiza la resistencia del aluminio a la oxidación, especialmente cerca del agua. A diferencia de otras aleaciones, las aleaciones 5000 se endurecen por acritud para aumentar su resistencia, sin necesidad de tratamiento térmico. Muchos cascos, tanques de combustible y recipientes a presión se fabrican con este tipo de materiales.
Serie 6000
Si tuviéramos que convertir la versatilidad en una aleación, sería la 6000. Una mezcla de magnesio y silicio ayuda a las aleaciones a lograr un equilibrio perfecto entre resistencia, corrosión y conformabilidad. Funciona con aleaciones 6061 presentes en todo tipo de materiales, desde bicicletas hasta extrusiones de construcción.
Serie 7000
¿Desea obtener la apariencia duradera del acero, pero mantener su producto ligero? Al incorporar zinc, se denomina aleación 7000. Por ello, son populares para trenes de aterrizaje y conexiones resistentes en aeronaves. Recuerde: un rendimiento de alta calidad generalmente depende de calentar las bandejas con cuidado.
Esta serie, denominada "taller especializado", incluye diversas aleaciones. Algunos materiales, como el aluminio-litio y el aluminio-hierro, se utilizan para satisfacer requisitos inusuales en las industrias aeroespacial y eléctrica. Si las aleaciones estándar no satisfacen sus necesidades, la serie 8000 tiene la solución perfecta.
Si lo desea, profundice aún más. Busque las designaciones de aleaciones de aluminio en Wikipedia para obtener una descripción y explicación claras de cada serie de aluminio.
Aleaciones tratables térmicamente vs. aleaciones no tratables térmicamente
Es necesario comprender cómo se desarrolla la resistencia de las aleaciones de aluminio antes de elegirlas. Se dividen en dos grandes categorías según si pueden reforzarse mediante tratamiento térmico o no.
Aleaciones tratables térmicamente
Las aleaciones que pueden hacerse más resistentes y duras mediante tratamiento térmico se denominan aleaciones tratables térmicamente. Generalmente, los procesos mencionados (tratamiento térmico en solución, temple y envejecimiento artificial) se emplean para modificar la solubilidad de los elementos de aleación aumentando o disminuyendo la temperatura, mejorando así las propiedades mecánicas.
- Tratamiento térmico de soluciones: calentar la aleación para que el material soluto se disuelva.
- El siguiente paso es el temple, que consiste en enfriar rápidamente el metal para fijar su forma.
- A medida que pasa el tiempo, algunas partículas pequeñas (conocidas como precipitados) se acumulan y evitan la dislocación, lo que debilita el metal.
Realizar estos pasos hace que las máquinas sean mucho más fuertes.
Serie común:
El tratamiento térmico adecuado para el aluminio 6061-T6 hace que su límite elástico sea de 35 ksi, por lo que es apropiado para estructuras de construcción.
Aleaciones no tratables térmicamente
Estas aleaciones no se fortalecen mediante el calentamiento, sino mediante la aplicación de presión, lo que se denomina endurecimiento por acritud. Por lo tanto, se vuelven más tenaces al someterse a esfuerzos mecánicos como:
- Laminación en frío
- Dibujo
- Doblado
Presurizar el metal agrega resistencia a través de más dislocaciones en su interior, incluso si reduce la ductilidad del metal.
Serie común:
- Aluminio puro cuyo símbolo químico es 1000.
- 3000 (Aluminio-Manganeso)
- 5000 (Aluminio-Magnesio)
Por ejemplo, 5052-H32 es una llave hexagonal que tiene una excelente forma y puede resistir la corrosión sin pasar por ningún tratamiento térmico.
Elegir la aleación correcta
Elige un tema dependiendo de tu propósito.
Si está buscando equipos de alta resistencia y tratamiento térmico, puede elegir entre las series 6000 y 7000.
Si aplica formas al metal o le preocupa la corrosión, pero necesita evitar el tratamiento térmico, el acero podría ser un material adecuado. Recomiendo tener una tarjeta de la serie 5000 o 3000.
Al diseñar el material según sus requisitos se debe tener en cuenta la resistencia, la elasticidad, la inmunidad a la corrosión y la facilidad de moldeo.
Aplicaciones industriales del aluminio forjado
Gracias a su resistencia, tenacidad y capacidad de ser utilizado de múltiples maneras, el aluminio forjado es importante en muchas industrias.
- Los materiales aeroespaciales son 7075 y 2024Ambos son resistentes y ligeros, por lo que son adecuados para fuselajes, fuselaje interno y las partes principales del tren de aterrizaje. Ahorran combustible y garantizan la seguridad en vuelos de gran altitud.
- Los chasis y las jaulas antivuelco de los vehículos suelen depender de 6061 y 5083 aleaciones por su resistencia y lo bien que se unen con la soldadura. 3003 También se utiliza para intercambiadores de calor y radiadores para mantener las condiciones de calor del motor.
- Los marcos de ventanas y puertas suelen fabricarse con aluminio 6063 por su aspecto liso y su resistencia a la deformación. Se prefieren las aleaciones 3003 y 3105 para techos y revestimientos, ya que resisten bien la corrosión y son fáciles de deformar.
- La alta conductividad eléctrica es la razón por la que se incluyen aleaciones como 1050 y 1350 en los sistemas eléctricos. Estas evitan una gran pérdida de energía en las líneas eléctricas, lo que permite una distribución eléctrica más eficiente.
- Las escaleras necesitan la resistencia que proporciona el 6061 y el 3003 es una opción superior para utensilios de cocina porque no es tóxico y calienta los alimentos rápidamente.
Ventajas de utilizar aluminio forjado
Además de sus propiedades básicas, el aluminio forjado ofrece a las empresas varias ventajas importantes.
Puedes cambiar y personalizar el diseño
Dado que el aluminio forjado se puede procesar en formas complejas, es fácil crear piezas únicas y complejas con este material. Con esta libertad, los ingenieros encuentran mejores maneras de optimizar las piezas y reducir el número de componentes y el ensamblaje.
Formas eficientes de escalar su producción
Una vez que se dispone de las herramientas necesarias, el uso de aluminio forjado permite a las empresas disfrutar de grandes economías de escala.
Proceso de incorporación eficaz
Es fácil unir aluminio forjado mediante soldadura, soldadura fuerte, pernos, tornillos y adhesivos. Gracias a esta versatilidad, los fabricantes pueden seleccionar el método de ensamblaje más adecuado para cada situación.
Rendimiento bajo presión
El grano estructurado del metal forjado le confiere un comportamiento uniforme bajo tensión. Se puede esperar un rendimiento fiable cuando los ingenieros diseñan características de seguridad clave. Dado que la seguridad es fiable, los diseños no requieren tanta protección adicional y son más fáciles de fabricar.
Más suave y de mejor aspecto
Se utilizan diversas técnicas para el acabado del aluminio forjado, como el anodizado, el recubrimiento en polvo, el pulido y el texturizado. Estos recubrimientos mejoran la apariencia del producto y pueden mejorar sus propiedades, como por ejemplo, una mayor resistencia al desgaste o un mayor aislamiento eléctrico. El laminado y la extrusión producen superficies tan lisas que rara vez se requiere un procesamiento posterior.
La estabilidad de la cadena de suministro
Dado que existen numerosos proveedores de aluminio en todo el mundo, trabajar con aluminio forjado es más fácil gracias a que los estándares están bien establecidos. De esta manera, el precio no varía de forma impredecible y se reducen los riesgos de suministro. Puede obtener sus productos más rápido e intentar obtenerlos en lugares cercanos, lo que reduce costos y el impacto ambiental.
Las ventajas del aluminio forjado van más allá de sus características, ya que también contribuyen a las posibilidades de diseño, la eficiencia en la fabricación de productos y el ahorro a largo plazo. Por lo general, los beneficios de operar un camión se consideran más importantes que las características de sus materiales a la hora de determinar el éxito de un proyecto.
Para obtener más información sobre productos relacionados, explore nuestra Servicio de fundición de aluminio página.
Conclusión
Ahora ya sabe cómo las características del aluminio forjado se ven afectadas por sus materiales y tratamiento. Ya sea un conductor de aluminio de la serie 1000 para electricidad o una aleación resistente del grupo 7000 para la industria aeroespacial, se dará cuenta de sus amplios usos.
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