Aluminium kiezen: 6082, 7075 of 5083?

Welke aluminiumlegeringen kom je in de werkplaats tegen?

Staat er op de tekening alleen aluminium, dan is dat een vraag aan de klant voordat het een prijs wordt. Een orderportaal dat zelf een legering invult, neemt die keuze stil over. De werkplaats die de materiaalspecificatie terugvraagt en met reden een uitgangsmateriaal voorstelt, houdt die keuze in handen.

EN AW-6082 is in Europa het constructiealuminium voor frames, platen en machinedelen. Volgens AZoM is het in plaatvorm de meest verspaande legering, en heeft het 6061 in veel toepassingen vervangen. 6061 kom je nog tegen op tekeningen volgens Amerikaanse normen.

EN AW-7075 is een aluminium-zinklegering voor zwaar belaste constructiedelen en mallen. EN AW-5083 is bestand tegen zeewater; als gegoten, vlakgefreesde plaat is het de basis voor mallen en opspanmiddelen. EN AW-2011 bevat naast koper ook bismut en lood: automatenaluminium voor draaiwerk.

Wat betekent de toestand achter de legering?

De code achter de legering is de materiaaltoestand. O is zachtgegloeid, H koudversterkt, T6 oplosgegloeid en kunstmatig verouderd. T651 is T6, maar tussendoor gestrekt om spanning te verlagen.

Voor een freesdeel uit plaat telt dat. Afschrikken na het oplosgloeien laat restspanning achter tussen huid en kern, schrijven Li en collega's; strekken verlaagt die, maar haalt haar niet weg. Vraag bij 6082- en 7075-plaat dus om T651. Staat er geen toestand op de tekening, dan is dat een open punt in de calculatie, geen gok van de inkoper.

Gewalste of gegoten plaat: wat doet het met kromtrekken?

Restspanning en kromtrek horen bij elkaar. Zolang het blok heel is, is de spanning in evenwicht. Frees je aan één kant een diepe kamer, dan trekt de plaat krom, vaak pas zichtbaar als je hem lost.

Hoe je materiaal weghaalt, telt mee. Li en collega's rekenden en testten aan een frame uit dikke plaat van een 7000-legering. Kwam alle 10 mm van boven, dan vervormde het frame bijna 2 mm. Kwam 7 mm van onderen en 3 mm van boven, dan bleef het onder 0,1 mm.

Gegoten plaat pakt het bij de bron aan: het datablad noemt hem gehomogeniseerd en spanningsarm, en hij komt vlakgefreesd en op dikte binnen. Hij is wel zwakker, met een rekgrens van 110 tot 130 MPa tegen ongeveer 260 MPa voor 6082 in T6. Genoeg voor een grondplaat of mal, niet voor een zwaar belaste beugel.

NEN-EN 485-3 regelt de maat- en vormtoleranties van warmgewalste plaat zoals die geleverd wordt, niet de vlakheid van je deel na de kamer. Die komt uit je route: voormaat, volgorde en omspannen. Zie ruwdeel bepalen.

Welke legering verspaant het makkelijkst?

De verspaanbaarheid van aluminium zit in spaan en snijkant. Zachte, taaie materialen vormen makkelijk een opbouwsnede: materiaal dat zich op de snijkant vastzet en het oppervlak ruw maakt. Een lage snijsnelheid werkt dat in de hand. Scherpe snijkanten en een hoge snijsnelheid horen daarom bij aluminium.

De hardere legeringen frezen het prettigst. 7075 geeft een schone spaan, 6082 in T6 of T651 freest goed. Bij draaiwerk in serie beslist de spaanbreking: één lange krul om het werkstuk stopt een onbemande nacht. Automatenaluminium breekt de spaan kort, en dat betaal je terug bij anodiseren en lassen. Of het deel op de draaibank hoort, lees je in frezen of draaien.

Wat doet de legering met anodiseren?

Bij anodiseren beslist de legering mee. Volgens het handboek van Vereniging ION bepalen de legeringselementen kleur, laagdikte en poreusheid van de oxidelaag; silicium komt als grijs bestanddeel in de laag. Twee hardanodiseerprocessen uit dat handboek zijn niet geschikt voor legeringen met meer dan 3 procent koper, en automatenaluminium 2011 bevat er ruim 5 procent van. Kies je het om sneller te draaien, leg een eis voor hardanodiseren dan eerst voor aan je anodiseerder.

Reken ook met de laag zelf: bij gangbare processen groeit de helft van de laag naar buiten. Een passing of een gat met schroefdraad vraagt dan voormaat of afplakken. De prijs komt van je nabehandelaar; hoe die regel open blijft tot hij er is, staat in nabehandeling zonder prijs.

Rekenvoorbeeld: een grondplaat uit gewalste en gegoten plaat

Een grondplaat van 300 bij 200 bij 20 mm, met een diepe kamer aan één kant en een vlakheidseis, 10 stuks, met weinig last erop. Gewalste 6082-plaat los je na het voorfrezen, laat je rusten en span je om voor een nieuwe vlakgang: een opspanning extra. Gegoten plaat komt vlakgefreesd en op dikte binnen; het vlakfrezen van beide kanten en de tussenstap vervallen.

Gegoten plaat kost hier € 6 meer aan materiaal en is toch € 10 per stuk goedkoper. Zonder vlakheidseis of diepe kamer vallen de tussenstap en de extra opspanning ook bij gewalste plaat weg, en wint die op de materiaalprijs.

Wanneer stel je de klant een andere legering voor?

Een andere legering voorstellen is vakwerk. De werkplaats stelt voor, met de gevolgen voor prijs en levertijd; de engineer van de klant beslist, want sterkte, corrosie en keuring liggen daar. Leg het akkoord vast als nieuwe revisie, met de reden. Een ERP dat alleen de prijs van vorig jaar bewaart, vertelt bij de herhaalorder niet waarom het gegoten plaat werd.

• Wat moet het deel kunnen: sterkte, vlakheid, corrosie, uiterlijk?
• Staat er een legering met toestand op de tekening, of alleen aluminium?
• Zit er een kamer aan één kant die de plaat laat trekken?
• Wordt het deel geanodiseerd, met dezelfde kleur over de serie?
• Is het draaiwerk in serie, dat onbemand moet doorlopen?
• Hoe oud is je eigen inkoopprijs, en wat scheelt de kiloprijs tussen de opties?
• Wie keurt een andere legering goed, en hoe komt dat in de revisie?