Veel ingenieurs en inkopers worstelen met de keuze van het juiste aluminium voor hun projecten. Ze worden vaak geconfronteerd met verwarring over de verschillende soorten, kwaliteiten en hun werkelijke voordelen. De verkeerde kiezen kan leiden tot prestatieproblemen of extra kosten. Dit artikel maakt het duidelijk. Je zult zien hoe elk type aluminium werkt in echte toepassingen. Je leert ook de sterke punten van elke soort, zodat je kunt kiezen wat het beste bij je behoeften past.
Aluminium is een topkeuze voor veel industrieën. Het is licht, sterk en gemakkelijk te bewerken. Laten we eens kijken naar de belangrijkste soorten, hun toepassingen en wat elke soort zo bijzonder maakt.
Wat is aluminium?
Aluminium is een zilverkleurig metaal. Het is zacht, licht en heeft een goede corrosiebestendigheid. Zuiver aluminium wordt zelden gebruikt voor onderdelen. Het is te zwak voor de meeste lastdragende taken. Maar het is uitstekend geschikt voor elektrische bedrading en chemische apparatuur omdat het bestand is tegen corrosie en elektriciteit goed geleidt.
Om de sterkte en andere eigenschappen van aluminium te verbeteren, worden kleine hoeveelheden van andere metalen toegevoegd. Dit verandert de prestaties van het materiaal. Het kan aluminium sterker, harder of beter bestand tegen hitte maken.
- Koper (Cu): Verhoogt de sterkte en hardheid. Maakt de legering minder corrosiebestendig.
- Magnesium (Mg): Verbetert sterkte en corrosiebestendigheid. Geschikt voor onderdelen voor de scheepvaart.
- Silicium (Si): Verlaagt het smeltpunt. Helpt de slijtvastheid te verbeteren. Wordt vaak gebruikt bij gieten.
- Zink (Zn): Verhoogt de sterkte maar vermindert de corrosiebestendigheid. Vaak gebruikt in de ruimtevaart.
- Mangaan (Mn): Helpt corrosie en slijtage te weerstaan. Wordt vaak gebruikt in structurele onderdelen.
Verschillende combinaties geven verschillende resultaten. Daarom is aluminium verkrijgbaar in vele kwaliteiten met unieke eigenschappen.
Primaire soorten aluminium en hun classificaties
Aluminiumlegeringen vallen uiteen in twee hoofdcategorieën. Deze groepen zijn gebaseerd op de manier waarop het metaal wordt gevormd - door mechanische bewerking of door gieten. Elk type heeft zijn eigen sterke punten en beste toepassingen.
Smeed aluminium legeringen
Smeedlegeringen worden gevormd door walsen, extrusieof smeden. Deze legeringen worden gebruikt als er sterke en precieze onderdelen nodig zijn. Ze worden onderverdeeld in warmtebehandelbare en niet-warmtebehandelbare groepen.
- Warmtebehandelbare legeringen (zoals 2xxx, 6xxx, 7xxx series) worden sterker door warmteprocessen.
- Niet-warmtebehandelbare legeringen (zoals 1xxx, 3xxx, 5xxx series) worden sterker door koud te bewerken.
Typische toepassingen zijn structurele onderdelen, buizen, framesen panelen. Ze bieden een betere sterkte en oppervlakteafwerking dan gegoten legeringen.
Aluminium gietlegeringen
Gietlegeringen worden gemaakt door aluminium te smelten en in mallen te gieten. Deze worden gebruikt voor onderdelen met complexe vormen. Gegoten aluminium is vaak kosteneffectiever voor de productie van grote volumes.
Hun belangrijkste legeringselement groepeert hen:
- Op siliciumbasis (bijv. A356): Goed voor algemeen gietwerk. Biedt sterkte en corrosiebestendigheid.
- Op basis van koper: Hogere sterkte maar minder corrosiebestendigheid.
- Op basis van magnesium: Gebruikt voor sterke, corrosiebestendige onderdelen.
Typische toepassingen zijn motorblokken, behuizingen en fittingen. Ze zijn niet zo sterk als smeedlegeringen maar zijn gemakkelijker en goedkoper te produceren in complexe vormen.
Aluminiumseries per kwaliteit
Een getallensysteem met vier cijfers groepeert aluminiumlegeringen. Het eerste cijfer geeft het primaire legeringselement aan. Elke serie heeft unieke eigenschappen. Sommige zijn sterk. Andere zijn bestand tegen corrosie. Laten we eens kijken naar de primaire series en wat ze te bieden hebben.
1xxx Series: Zuiver aluminium
Deze serie is minstens 99% zuiver aluminium. Het heeft een uitstekende corrosiebestendigheid en elektrische geleidbaarheid. Maar het heeft een lage sterkte. Het wordt gebruikt in elektrische geleiders, voedselverwerkende apparatuur en chemische tanks. Het is gemakkelijk om formulier en lasmaar niet geschikt voor toepassingen met hoge belasting.
2xxx-serie: Koperlegeringen
Deze groep heeft koper als hoofdelement. Deze legeringen zijn krachtig en worden vaak gebruikt in de ruimtevaart en auto-onderdelen. Ze zijn echter slecht bestand tegen corrosie. Ze hebben meestal een coating of oppervlaktebehandeling. Niet gemakkelijk te lassen, maar het biedt hoge prestaties onder spanning.
3xxx-serie: Mangaanlegeringen
De 3xxx serie voegt mangaan toe om de sterkte en corrosiebestendigheid te verbeteren. Deze legeringen zijn niet warmtebehandelbaar. Ze zijn gemakkelijk te vormen en te lassen. Typische toepassingen zijn onder andere kookgerei, dakbedekking, gevelbekleding en opslagtanks. Ze combineren een goede vervormbaarheid met een behoorlijke sterkte.
4xxx Series: Siliciumlegeringen
Silicium verlaagt het smeltpunt van aluminium. Legeringen uit deze groep worden vaak gebruikt in lasdraad en onderdelen voor automotoren. Ze hebben een goede slijtvastheid en een gemiddelde sterkte. Sommige kwaliteiten worden gebruikt in warmtewisselaars. Ze bieden ook een donkerdere kleur voor anodiseren.
5xxx-serie: Magnesium legeringen
Deze legeringen gebruiken magnesium als belangrijkste toevoeging. Ze bieden een hoge sterkte en een uitstekende weerstand tegen corrosie, vooral in mariene omgevingen. Ze zijn niet warmtebehandelbaar maar reageren goed op koud bewerken. Typische toepassingen zijn scheepsbouw, drukvaten en voertuigpanelen. Ze zijn gemakkelijk te lassen en hebben een goede weerstand tegen vermoeiing.
6xxx-serie: Legeringen van magnesium en silicium
Deze serie combineert magnesium en silicium. Het biedt een goede mix van sterkte, corrosiebestendigheid en verwerkbaarheid. Deze legeringen zijn warmtebehandelbaar en gemakkelijk te bewerken en te lassen. Ze worden gebruikt in structurele onderdelen, bruggen, pijpleidingen en voertuigframes. Een populaire kwaliteit is 6061, bekend om zijn allround prestaties.
7xxx Series: Zinklegeringen
Zink is hier het belangrijkste element. Deze legeringen zijn krachtig en worden vaak gebruikt in de ruimtevaart, sportuitrusting en onderdelen die onder hoge druk staan. Sommige kwaliteiten bevatten ook magnesium of koper. Ze zijn warmtebehandelbaar maar niet gemakkelijk te lassen. De corrosiebestendigheid varieert, dus worden er vaak coatings aan toegevoegd.
8xxx-serie: Andere elementen
Deze reeks bevat legeringen met unieke elementen zoals lithium of ijzer. Ze dienen speciale toepassingen zoals voedselverpakking (aluminiumfolie), stroomkabels of onderdelen voor de ruimtevaart. Deze legeringen zijn niet standaard voor algemeen gebruik, maar vervullen essentiële rollen in specifieke industrieën.
| Aluminium serie | Belangrijkste legeringselement | Essentiële eigenschappen | Algemene toepassingen |
|---|---|---|---|
| 1xxx | Geen (zuiver aluminium) | Uitstekende corrosiebestendigheid, zeer zacht | Elektrische geleiders, voedselverpakking, folie |
| 2xxx | Koper | Zeer sterk, lage corrosiebestendigheid | Vliegtuigstructuren, ruimtevaartonderdelen |
| 3xxx | Mangaan | Goede corrosiebestendigheid, gemakkelijk te vormen | Dakbedekking, kookgerei, opslagtanks |
| 4xxx | Silicium | Slijtvastheid, thermische stabiliteit | Auto-onderdelen, lasdraad |
| 5xxx | Magnesium | Hoge sterkte, marine-grade corrosiebestendigheid | Scheepsbouw, tankers, vrachtwagencarrosserieën |
| 6xxx | Magnesium + Silicium | Medium sterkte, goed lasbaar | Structurele frames, behuizingen, machineonderdelen |
| 7xxx | Zink | Hoogste sterkte, minder vervormbaar | Aerospace-frames, prestatiefietsonderdelen |
| 8xxx | Andere elementen (bijv. ijzer, lithium) | Speciale eigenschappen (lichtgewicht, sterk, flexibel) | Folie, accufolie, verpakking, kabels |
Temperatuuraanduidingen en wat ze betekenen
Temperatuuraanduidingen geven aan hoe een aluminiumlegering werd bewerkt na het vormen. Deze behandelingen beïnvloeden sterkte, flexibiliteit en hardheid. Als je de hardheid kent, kun je de juiste kwaliteit voor je toepassing kiezen.
Onthard (O Temper)
O humeur betekent dat het materiaal volledig uitgegloeid is. Het is verwarmd tot een bepaalde temperatuur en dan langzaam afgekoeld. Dit proces verwijdert interne spanningen, maakt het metaal zachter en verbetert de vervormbaarheid.
- Treksterkte: Ongeveer 10-20 ksi (70-140 MPa), afhankelijk van de legering
- Opbrengststerkte: Vaak minder dan 5 ksi (35 MPa)
- Rek: Kan 30% overtreffen, waardoor het ideaal is voor dieptrekken en complex buigen
Best gebruikt voor: Onderdelen die zwaar moeten worden vervormd zonder te barsten, zoals chemicaliëntanks, kookgerei en verlichtingsreflectoren.
Verstevigd (H Temper)
H humeur is van toepassing op niet-warmtebehandelbare legeringen (zoals 1xxx, 3xxx en 5xxx series). De legering wordt versterkt door koude bewerking, zoals walsen of strekken. Dit verhoogt de sterkte maar vermindert de vervormbaarheid. Het tweede en derde cijfer na "H" geven de mate van versteviging en eventueel gedeeltelijk gloeien aan.
Bijvoorbeeld:
- H14: Verstevigd tot halfhard
- H18: Verstevigd tot keihard
Typische sterkte voor 3003-H14:
- Treksterkte: ~22 ksi (150 MPa)
- Opbrengststerkte: ~21 ksi (145 MPa)
- Rek: ~5-10%
Best gebruikt voor: Dakbedekking, gevelbekleding, regengoten, opslagtanks - toepassingen die een gemiddelde sterkte en goede corrosiebestendigheid vereisen.
Warmtebehandeld (T Temper)
T humeur is voor hittebehandelbare legeringen (zoals 2xxx, 6xxx en 7xxx series). Het metaal wordt verhit tot een hoge temperatuur, gedurende een bepaalde tijd vastgehouden en dan afgeschrikt en verouderd. Dit proces verhoogt de sterkte aanzienlijk.
Gebruikelijke temperamenten zijn onder andere:
- T4: Oplosgegloeid en natuurlijk verouderd
- T6: Oplosgegloeid en kunstmatig verouderd voor maximale sterkte
Voorbeeld: 6061-T6
- Treksterkte: ~45 ksi (310 MPa)
- Opbrengststerkte: ~40 ksi (275 MPa)
- Rek: ~10-17%, afhankelijk van de dikte
Voorbeeld: 7075-T6 (ruimtevaartkwaliteit)
- Treksterkte: ~83 ksi (570 MPa)
- Opbrengststerkte: ~73 ksi (503 MPa)
- Rek: ~11%
Best gebruikt voor: Ruimtevaartstructuren, auto-onderdelen, fietsframes en toepassingen die een hoge sterkte-gewichtsverhouding vereisen.
Voordelen van het gebruik van aluminium
Aluminium wordt in veel industrieën gekozen omdat het praktische voordelen biedt. Deze voordelen verbeteren de prestaties, verlagen de kosten en ondersteunen langdurig gebruik.
Lichtgewicht en toch sterk
Aluminium weegt veel minder dan staal. Dit helpt het totale gewicht van onderdelen te verminderen zonder aan sterkte in te boeten. Het ondersteunt hoge belastingen in producten zoals vliegtuigframes, autopanelen en machinebehuizingen. Je kunt onderdelen dunner maken zonder aan stabiliteit in te boeten.
Corrosiebestendigheid
Aluminium bouwt een natuurlijke oxidelaag op wanneer het aan lucht wordt blootgesteld. Deze laag beschermt het tegen roest en oppervlakteschade. Dit maakt het bruikbaar in buitenproducten, onderdelen voor de scheepvaart en in natte omgevingen. In tegenstelling tot staal hoeft aluminium in veel gevallen niet geverfd of gecoat te worden om roest tegen te gaan.
Recyclebaarheid en duurzaamheid
Aluminium kan keer op keer worden gerecycled. Het verliest zijn sterkte of kwaliteit niet bij hergebruik. Het recyclen van aluminium kost veel minder energie dan het maken van nieuw aluminium. Dit verlaagt de ecologische voetafdruk en verlaagt de productiekosten.
Thermisch en elektrisch geleidingsvermogen
Aluminium draagt warmte en elektriciteit goed over. Daarom wordt het gebruikt in koellichamen, radiatoren en stroomkabels. Het verspreidt warmte snel. Dit helpt apparaten te beschermen tegen oververhitting. Het verwerkt ook elektrische stroom met een lager gewicht dan koper in veel elektriciteitssystemen.
Toepassingen van verschillende soorten aluminium
Elk type aluminium past bij specifieke behoeften. Het lichte gewicht, de sterkte en de roestbestendigheid maken het bruikbaar op vele gebieden.
Lucht- en ruimtevaart
Vliegtuigen hebben sterke maar lichte materialen nodig. Aluminiumlegeringen zoals de 2xxx en 7xxx series worden gebruikt in vleugels, romppanelen en landingsgestelonderdelen. Deze legeringen kunnen hoge spanningen aan en blijven na verloop van tijd sterk. Ze helpen ook het gewicht te verminderen, waardoor minder brandstof wordt verbruikt.
Autoproductie
In auto's helpt aluminium het gewicht te verminderen met behoud van veiligheid en sterkte. De 5xxx en 6xxx series zijn bekend in carrosseriepanelen, frames en motoronderdelen. Ze zijn bestand tegen roest en deuken. Dit maakt auto's lichter en zuiniger zonder aan duurzaamheid in te boeten.
Bouw en Architectuur
Aluminium wordt gebruikt in raamkozijnen, gordijngevels, dakbedekking en structurele panelen. De 6xxx serie wordt vaak gekozen vanwege de sterkte en de goede afwerking. Het houdt goed stand in buitenomstandigheden. Het ondersteunt ook strakke ontwerpen in moderne gebouwen.
Verpakking en consumptiegoederen
De 1xxx en 3xxx series zijn bekend in voedsel- en drankverpakkingen, zoals blikjes en folie. Ze zijn zacht, gemakkelijk te vormen en veilig voor contact met voedingsmiddelen. Aluminium wordt ook gebruikt in gereedschap, meubels en huishoudelijke apparaten. Het geeft een strakke look en gaat lang mee zonder veel onderhoud.
Elektrisch en elektronica
Aluminium wordt gebruikt in draden, connectoren en koellichamen. Het geleidt elektriciteit goed en weegt minder dan koper. De 1xxx serie wordt gebruikt voor busrails en bovengrondse elektriciteitsleidingen. De 6xxx serie wordt gebruikt in koellichamen en behuizingen.
Het juiste aluminium kiezen: Wat maakt het uit?
Bij het kiezen van aluminium gaat het niet om het vinden van het "beste" materiaal - het gaat om het vinden van het juiste materiaal voor jouw specifieke behoeften. Laten we eens kijken naar wat je beslissing beïnvloedt bij projecten in de praktijk.
Kracht en prestaties
Als je onderdeel zware ladingen moet aankunnen, kijk dan naar de 6xxx serie voor structurele toepassingen of de 7xxx serie voor maximale sterkte. Als precisiebewerking vereist is, biedt 6061 een uitstekende bewerkbaarheid met zuivere sneden. Voor onderdelen die gebogen of gevormd moeten worden, zullen zachtere legeringen zoals 1100 aluminium niet barsten onder druk.
Milieuomstandigheden
De omgeving speelt een grote rol. Marinetoepassingen vereisen de corrosiebestendigheid van legeringen uit de 5xxx serie. Omgevingen met hoge temperaturen zouden je in de richting van de 2xxx serie kunnen duwen, hoewel je dan beschermende coatings nodig hebt. En als er gelast moet worden, wil je problematische legeringen zoals de 2xxx en 7xxx series vermijden - 5xxx en 6xxx lassen veel betrouwbaarder.
Budget en praktische overwegingen
De kosten spelen altijd een rol. 3003 aluminium biedt besparingen ten opzichte van 5052, maar dit gaat wel ten koste van de sterkte. Beschikbaarheid speelt ook een rol - terwijl 6061 bij de meeste leveranciers goed verkrijgbaar is, moeten legeringen zoals 7075 vaak speciaal worden besteld. En vergeet het materiaalgebruik niet - ontwerpen op basis van standaard voorraadmaten kan afval en kosten aanzienlijk verminderen.
Conclusie
Aluminium is verkrijgbaar in vele soorten, elk met verschillende sterke punten, toepassingen en kosten. Sommige zijn beter voor sterkte, andere voor buigen of corrosiebestendigheid. Als je het verschil weet tussen legeringen, vormen en afwerkingen, kun je het juiste materiaal voor de klus kiezen.
Hulp nodig bij het kiezen van het juiste aluminium voor je volgende project? Neem contact op met ons team voor deskundig advies en snelle, betrouwbare ondersteuning bij fabricage.
Hey, ik ben Kevin Lee
De afgelopen 10 jaar heb ik me verdiept in verschillende vormen van plaatbewerking en ik deel hier de coole inzichten die ik heb opgedaan in verschillende werkplaatsen.
Neem contact op
Kevin Lee
Ik heb meer dan tien jaar professionele ervaring in plaatbewerking, gespecialiseerd in lasersnijden, buigen, lassen en oppervlaktebehandelingstechnieken. Als technisch directeur bij Shengen zet ik me in om complexe productie-uitdagingen op te lossen en innovatie en kwaliteit in elk project te stimuleren.
