آلومینیوم 7075 در مقابل 6061 برای ماشینکاری CNC: نحوه انتخاب آلیاژ مناسب

چند ماه پیش یک مشتری نقشه هایی را برای مجموعه ای از براکت های سازه ای با یک یادداشت کوتاه ارسال کرد: "آیا می توانیم همه چیز را به 7075 تغییر دهیم؟ به استحکام بیشتری نیاز داریم."

ما هر دو گزینه را نقل کردیم. نسخه 7075 تقریباً 40 درصد از نظر هزینه مواد بالاتر برگشت و به زمان اضافی برای صفحه کاهش استرس نیاز داشت. پس از ورود اولین مقالات، دو تا از دیوارهای نازکتر خارج از محدوده تحمل حرکت کرده بودند. مشتری نهایتاً 7075 را فقط روی ویژگی‌های با بالاترین بارگذاری نگه داشت و بقیه را به 6061 برگرداند. رویکرد ترکیبی همه نیازهای عملکرد را برآورده کرد و هزینه کل را دوباره تحت کنترل درآورد.

آن گفتگو رایج است. مهندسان و خریداران اغلب تصور می‌کنند که قوی‌تر به‌طور خودکار بهتر است، سپس متوجه می‌شوند که آلیاژ قوی‌تر هزینه بالاتر، خطر اعوجاج بیشتر و مراقبت‌های تکمیلی اضافی را به همراه دارد. این مقاله تفاوت های واقعی را نشان می دهد تا بتوانید به جای حدس و گمان با اعداد واضح تصمیم بگیرید.

7075 را زمانی انتخاب کنید که طراحی به دلیل استحکام یا نسبت استحکام به وزن محدود شده باشد و قطعه جوش داده نشود.
زمانی که به جوش پذیری خوب، مقاومت در برابر خوردگی بهتر، هزینه کمتر یا رنگ آنودایز سازگارتر نیاز دارید، 6061 را انتخاب کنید.

در بیشتر کارهای صنعتی و اتوماسیون، 6061 پیش‌فرض عملی باقی می‌ماند. 7075 تنها زمانی جایگاه خود را به دست می‌آورد که استحکام اضافی به وضوح هزینه‌های اضافی و توجه فرآیند را توجیه کند. هر دو آلیاژ ماشین تمیز هستند، اما 7075 نیاز به کنترل دقیق تر تنش پسماند و سایش ابزار دارد.

در اینجا یک مقایسه مستقیم از خواصی است که برای قطعات CNC بیشترین اهمیت را دارند (مقادیر معمولی برای حالت T6):

برای کارهای دقیق CNC ما 7075-T651 را به T6 ساده ترجیح می دهیم. مرحله کشش اضافی تنش باقیمانده را کاهش می دهد در حالی که اعداد مقاومت یکسان را حفظ می کند. هنگامی که جیب های بزرگ یا دیوارهای نازک درگیر می شوند، این تفاوت اغلب تعیین می کند که آیا قطعه پس از بازکردن در حالت تحمل باقی می ماند یا خیر.

هر دو آلیاژ به خوبی با ابزار کاربید تیز برش خورده و تخلیه تراشه خوب. 6061 بخشنده تر است. تراشه‌های طولانی‌تری تولید می‌کند و بار کمتری روی لبه برش وارد می‌کند. 7075 تراشه‌ها را تمیزتر می‌شکند و زیر ابزار سفت‌تر می‌شود، اما سختی بالاتر عمر ابزار را معمولاً 20 تا 40 درصد کمتر از همان کار در 6061، بسته به هندسه و پارامترها، کاهش می‌دهد.

ریسک تولید بزرگتر با 7075 حرکت است. استوک بشقاب، به ویژه مواد T6 ضخیم تر، دارای تنش خاموشی باقیمانده است. هنگامی که حفره های بزرگ را باز می کنید یا دیوارها را نازک می کنید، قسمت می تواند جابجا شود. ما معمولاً یک دنباله خشن، تثبیت و پایان را اجرا می کنیم یا با سهام T651 شروع می کنیم تا آن حرکت را تحت کنترل نگه داریم. پرش از مرحله رایج‌ترین دلیلی است که اولین مقاله‌ها در بازرسی شکست می‌خورند.

تفاوت هزینه در دو مکان ظاهر می شود. مواد خام برای 7075 به طور قابل توجهی گران تر است. علاوه بر این، زمان‌های چرخه اغلب به دلیل تغذیه محافظه‌کارانه‌تر، پاس‌های تکمیلی اضافی و تغییرات مکرر ابزار طولانی می‌شوند. عملیات ثانویه مانند آندایزینگ سخت نوع III نیز به کنترل فرآیند سخت تری نیاز دارد و ممکن است رشد ابعادی را اضافه کند که باید در برش های نهایی مجاز باشد. در عمل یک قطعه 7075 اغلب 30 تا 60 درصد گرانتر از هندسه مشابه در 6061 است، حتی قبل از تخفیف های حجمی.

اگر نقاشی ویژگی های پر استرس و کم تنش را با هم ترکیب می کند، یک رویکرد ترکیبی را در نظر بگیرید. از 7075 فقط در جایی استفاده کنید که بارها واقعاً به آن نیاز دارند و 6061 را در هر جای دیگری نگه دارید. این ترکیب اغلب بهترین ارزش کلی را ارائه می دهد و چیزی است که ما به طور مرتب در طول بررسی های DFM برای پروژه های ماشینکاری CNC آلومینیوم 7075 توصیه می کنیم.

یک مشتری روباتیک با مجموعه‌ای از بخش‌های بازو که در ابتدا به طور کامل در 7075 مشخص شده بود، به ما مراجعه کرد. هدف حداکثر سختی و کمترین جرم ممکن بود. پس از بررسی موارد بار واقعی، متوجه شدیم که تنها دو قسمت از هفت قسمت، تنش‌های اوج را مشاهده کردند که واقعاً 7075 را توجیه می‌کرد.

ما هر دو نسخه از قطعات حیاتی را برای مقایسه ماشینکاری کردیم. مجموعه all-7075 11 درصد وزن کمتری داشت اما 47 درصد بیشتر هزینه داشت و نیاز به یک عملیات کاهش استرس اضافی داشت. مجموعه هیبریدی (دو قسمت در 7075-T651، پنج قسمت در 6061-T6) تنها 4 درصد سنگین تر شد، به خوبی در اهداف سختی باقی ماند و هزینه کل قطعه را تقریباً 28 درصد کاهش داد. بازده مقاله اول نیز بهبود یافت زیرا اجزای 6061 تقریباً هیچ حرکتی پس از ماشینکاری نشان ندادند. مشتری طرح هیبریدی را برای تولید اتخاذ کرد و برای سه تجدید نظر بعدی با آن باقی ماند.

درس ساده است: قدرت فقط در جایی ارزشمند است که لازم باشد. مشخص کردن 7075 در کل مجموعه "فقط برای ایمن بودن" یکی از رایج ترین و گران ترین اشتباهاتی است که می بینیم.

اگر هنوز در حال وزن کردن دو آلیاژ برای یک پروژه فعلی هستید، نقشه ها را ارسال کنید. بارها، هندسه و حجم تولید را بررسی می کنیم و صادقانه به شما می گوییم که آیا 7075، 6061 یا ترکیبی منطقی تر است.

برای قطعاتی که به استحکام بالاتری نیاز دارند، خدمات ماشینکاری CNC آلومینیوم 7075 ما همه چیز را از نمونه اولیه تا تولید، از جمله انبارهای کاهش‌دهنده استرس، تکمیل با تحمل محکم و اسناد بازرسی کامل را پوشش می‌دهد. ما همچنین 6061 را روزانه ماشین می کنیم، اگر معلوم شود که مناسب تر است.