Физико-механические свойства алюминия и его сплавов
Алюминий производят в виде самых разнообразных сплавов с самыми различными характеристиками. Большинство сплавов, подходящих для вакуумных систем, имеют предел текучести, сравнимый с коррозионностойкой сталью 304. С точки зрения затрат важное преимущество алюминия по сравнению с коррозионностойкой сталью заключается в относительной простоте изготовления камер сложной формы путем механической обработки из цельного блока или путем экструзии. Выбор сплавов обычно зависит от его физико-механических свойств, в частности таких, как свариваемость, механическая обрабатываемость, пластичность, наличие и затраты. Иногда следует также учитывать коррозийную стойкость и химическую совместимость с процессом.
Типы алюминиевых сплавов и их обозначения
Как правило, только алюминиевые сплавы, обработанные давлением, подходят для высоковакуумных камер, так как литые сплавы являются слишком пористыми. Обработанные давлением сплавы обозначают четырехзначными числами, за которыми следует суффикс с дефисом, обозначающий марку листа. Первая цифра указывает преобладающий (легирующий) элемент: 1 - чистый алюминий (содержание алюминия менее 99%); 2 - медь; 3 - марганец; 4 - кремний; 5 - магний; 6- магний и кремний; 7 - цинк. Остальные три цифры никакой определенной схеме не следуют.
Данные, касающиеся обрабатываемости, прочности, температурных эффектов и химического состава некоторых сплавов, приводятся в табл. 2, 3, 4 и 5 соответственно. Все серии сплавов успешно использовались в высоковакуумных системах, за исключением серии 7000, которая не подходит из-за высокого давления паров своего главного легирующего элемента, т. е. цинка. Изделия из сплавов серии 2000 могут требовать специального экранирования, если в технологическом процессе возможно взаимодействие с медью. Обычно главный корпус камеры изготавливается из сплавов серии 5000 или 6000, в частности 5083, 6061 или 6063. Комплектующие, требующие высокой прочности, могут изготавливаться из серии 2000, в особенности 2219, которая является наиболее свариваемым сплавом из этой серии.
Главная проблема, связанная с механической обработкой алюминия, - это его склонность образовывать длинную стружку, которая отрывается, а не срезается при отделении от поверхности. Более мягкие сплавы имеют тенденцию прилипать к режущему инструменту, если он не свободен от царапин и не смазан тщательным образом, что не допускает прилипания. Для особенно чисто обрабатываемых поверхностей могут использоваться алмазные инструменты. В некоторых случаях механическая обработка может выполняться без СОЖ для минимизации остаточного загрязнения. Однако было доказано, что использование СОЖ на водной основе обеспечивает сопоставимую вакуумную эффективность . Следует избегать минерального масла. В табл. 2 алюминиевые сплавы расположены в порядке возрастания их обрабатываемости (длины стружки и качества чистовой обработки).
Таблица 2. Сравнительная характеристика и виды применения некоторых алюминиевых сплавов
|
Марка сплава и профиля |
Устойчивость к коррозии |
Техноло- гичн. (холод) (5) |
Обраба- тыв. (5) |
Паяе- мость(6) |
Свариваемость (6) |
Некоторые виды применения сплавов |
|||
|
Общ. (1) |
Коррозионная стойкость пол нагрузкой (2) |
Газ |
Дута |
Сопрот. гонки и шва |
|||||
|
1060-0 Н12 Н14 H16 H18 |
А A A A A |
А A A A A |
А A A B B |
Е E D D D |
А A A A A |
А A A A A |
А A A A A |
В A A A A |
Химическое оборудование, ж/д цистерны |
|
1100-0 Н12 Н14 Н16 Н18 |
А А А А А |
А А А А А |
А А А В С |
Е Е D D D |
А А А А А |
А А А А А |
А А А А А |
В А А А А |
Обработка листового металла, полые изделия, получаемые центробежным литьем |
|
1350-0 Н12, H 111 Н14, Н24 Н16, Н26 H18 |
А A A A A |
А A A A A |
А A A B B |
Е E D D D |
А А А А А |
А А А А А |
А А А А А |
В А А А А |
Электрические проводники |
|
2011-ТЗ Т4.Т451 Т8 |
D(3) D(3) D |
D D В |
С В D |
А А А |
D D D |
D D D |
D D D |
D D D |
Изделия, изготовленные на токарно- винторезных станках |
|
2014-0 Т4, Т4, Т451 Т6, Т6510, Т6511 |
D(3) D |
С С |
С D |
D В В |
D D D |
D D D |
D В В |
В В В |
Рамы грузового автомобиля, конструкции самолета |
|
2017-Т4, Т451 |
D(3) |
С |
С |
В |
D |
D |
В |
В |
Изделия, изготовленные на токарно винторезных станках, фитинги |
|
2018-Т61 |
|
|
|
В |
D |
D |
С |
В |
Цилиндры авиационного двигателя, головки цилиндра и поршни |
|
2024-0 Т4,ТЗ,Т351,Т3510,T3511 T361 |
D(3) D(3) |
С С |
С D |
D В В |
D D D |
D С D |
D В С |
D В В |
Диски грузового автомобиля, изделия, изготовленные на токарно-винторезных станках, конструкции самолета |
Продолжение таблицы 2
|
Марка сплава и профиля |
Устойчивость к коррозии |
и Технологич. (холод) (5) |
Обрабатыв. (5) |
Паяечость (6) |
Свариваемость (6) |
Некоторые виды применения сплавов |
|||
|
Обш. (1) |
Коррозионная стойкость под нагрузкой (2) |
Газ |
Дуга |
Сопрот. точки и шва |
|||||
|
2024-0 Т6 Т861,Т81,T85I,Т8510,Т8511 Т72 |
D D .. |
B B
|
С D
|
В В В |
D D D |
D D D |
С С С |
B B B |
Диски грузового автомобиля, изделия, изготовленные на токарно-винторезных станках, конструкции самолета |
|
2025-Т6 |
D |
C |
|
В |
D |
D |
B |
B |
Поковки, винты самолетов |
|
2036-Т4 |
C |
|
В |
С |
D |
С |
В |
B |
Лист панели автомобильного кузова |
|
2I17-T4 |
C |
А |
В |
С |
D |
D |
В |
B |
Заклепки |
|
2I24-T851 |
D |
В |
D |
В |
D |
D |
С |
B |
Конструкции самолета |
|
2218-Т61 Т72 |
D D |
C C |
|
B
|
D D |
D D |
С С |
B B |
Крыльчатка и кольца двигателя реактивного самолета |
|
2219-0 T3I, Т351, Т3510, Т3511 Т37 Т81, Т851, T85I0, T8511 T87 |
D(3) D(3) D D |
C C C B |
C D D D |
B B B B |
D D D D |
D А A A |
А A A A |
B A A A |
Применение в конструкциях при высокой температуре (до 500 °С) Высокопрочные сварные конструкции |
|
26I8-T6I |
D |
C |
|
В |
D |
D |
С |
B |
Авиационные двигатели |
|
3003-0 Н -12 Н-14 Н-16 Н-18 Н-25 |
A A A A A A |
А А А А А А |
А А В С С B |
Е Е D D D D |
А А А А А А |
А А А А А А |
А А А А А А |
В А А А А А |
Кухонные принадлежности, химическое оборудование, сосуды под давлением, металлический лист, строительная арматура, баки для хранения жидкостей |
|
3004-0 Н-32 Н-34 Н-36 Н-38 |
A A A A A |
А А А А А |
А В В C C |
D D С С С |
В В В В B |
А А А А А |
А А А А А |
В А А А А |
Металлический лист, баки для хранения жидкостей |
Продолжение таблицы 2
|
Марка сплава и профиля |
Устойчивость к коррози |
и Техноло- гичн. (холод) (5) |
Обраба- тыв. (5) |
Паяе мое ть (6) |
Свариваемость (6) |
Некоторые виды применения сплавов |
|||
|
Общ. (1) |
Коррозионная стойкость пол нагрузкой (2) |
Газ |
Дуга |
Сопрот. точки и шва |
|||||
|
3105-0 Н-12 H-14 H-16 H-18 H-25 |
A А A A A A |
A А A A A A |
A B B C C B |
E Е D D D D |
А A A A A A |
А A A A A A |
А A A A A A |
B A A A A A |
Облицовка жилых помещений, передвижные дома, приспособления для дождевой воды, металлический лист |
|
4032-Т6 |
C |
В |
|
В |
D |
D |
В |
С |
Поршни |
|
5005-0 Н-12 Н-14 Н-16 Н-18 |
А А А А А |
А А А А А |
А А В С С |
Е Е D D D |
В В В В В |
А А А А А |
А А А А А |
В А А А А |
Электроприборы, кухонная утварь, архитектурная арматура, электрический проводник |
|
5005-0 Н32 Н34 Н36 Н38 |
А А А А |
А А А А |
А В С С |
Е D D D |
В В В В |
А А А А |
А А А А |
А А А А |
|
|
5050-0 Н32 Н34 Н36 Н38 |
А А А А А |
А А А А А |
А А В С С |
Е D D С С |
В В В В B |
А А А А А |
А А А А А |
В А А А А |
Строительная арматура, отделка холодильника, змеевики |
|
5052-0 Н32 Н34 Н36 Н38 |
А А А А А |
А А А А А |
А В В С С |
D D С С С |
C C C C C |
А А А А А |
А А А А А |
В А А А А |
Металлический лист, гидравлические трубы, электроприборы |
Группа РОСВАКУУМ
Адрес: 107023 Россия, г. Москва, Электрозаводская улица, 21
Часы работы офиса: с 9:00 до 18:00 по Москве.
Телефон: +7 (495) 664-22-07
E-mail: baza@vacuumpro.ru
Чтобы заказать бесплатный подбор оборудования, отправить заявку, запрос или получить консультацию инженеров - свяжитесь с нами по телефону или E-mail.
В базе 310 производителей и поставщиков вакуумного оборудования и техники (РФ, СНГ и зарубежные компании). Цены, наличие на складах и технические характеристики оборудования и техники уточняйте только по электронной почте E-mail.