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Aluminium 3103

Aluminium 3103 ist eine korrosionsbeständige Aluminiumlegierung mit moderater Festigkeit, ideal für die CNC-Bearbeitung von Bauteilen in HVAC-Systemen, der Bauindustrie und der Lebensmittelverarbeitung, bei denen Umformbarkeit, Haltbarkeit und Oberflächenqualität entscheidend sind.

Einführung in Aluminium 3103

Aluminium 3103 ist eine nicht aushärtbare Aluminium-Mangan-Legierung, die für ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit, moderate Festigkeit und gute Umformbarkeit bekannt ist. Als Bestandteil der 3xxx-Serie wird sie häufig in Architekturplatten, lebensmitteltauglichen Behältern und chemischen Prozesssystemen eingesetzt, bei denen eine langfristige Beständigkeit gegen atmosphärische oder chemische Korrosion erforderlich ist.

Dank der einfachen Umformbarkeit und der sauberen Bearbeitbarkeit wird Aluminium 3103 oft für die CNC-Bearbeitung von Paneelen, Halterungen, Gehäusen und Rohrleitungskomponenten in den Branchen Bau, Lebensmittel und HVAC ausgewählt.

Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Aluminium 3103

Chemische Zusammensetzung (typisch)

Element	Zusammensetzungsbereich (Gew.-%)	Hauptfunktion
Aluminium (Al)	Rest	Basismetall für leichte, korrosionsbeständige Anwendungen
Mangan (Mn)	0,9–1,5	Erhöht Festigkeit und verbessert Korrosionsbeständigkeit
Eisen (Fe)	≤0,70	Restelement
Silizium (Si)	≤0,60	Restelement
Kupfer (Cu)	≤0,10	Restelement
Zink (Zn)	≤0,10	Restelement
Sonstige	≤0,15 (gesamt)	Spurenelemente

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Typischer Wert	Prüfnorm/-bedingung
Dichte	2,73 g/cm³	ASTM B311
Schmelzbereich	635–655°C	ASTM E299
Wärmeleitfähigkeit	160 W/m·K bei 25°C	ASTM E1952
Elektrische Leitfähigkeit	38% IACS bei 20°C	ASTM B193
Wärmeausdehnungskoeffizient	23,6 µm/m·°C	ASTM E228
Spezifische Wärmekapazität	900 J/kg·K	ASTM E1269
Elastizitätsmodul	70 GPa	ASTM E111

Mechanische Eigenschaften (Zustand H14)

Eigenschaft	Typischer Wert	Prüfnorm
Zugfestigkeit	180–200 MPa	ASTM E8/E8M
Streckgrenze (0,2%)	160 MPa	ASTM E8/E8M
Bruchdehnung	≥10%	ASTM E8/E8M
Härte	50–60 HB	ASTM E10
Ermüdungsfestigkeit	80 MPa	ASTM E466
Schlagzähigkeit	Hoch	ASTM E23

Wesentliche Eigenschaften von Aluminium 3103

Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Sehr gute Performance in atmosphärischen, industriellen und mild-chemischen Umgebungen – ideal für Rohrleitungen, Lüftungskanäle und Verkleidungen in HVAC- sowie Lebensmittelanlagen.

Moderate Festigkeit bei guter Umformbarkeit: Höhere Festigkeit als Reinaluminium (z. B. 1050), ohne die Formbarkeit zu beeinträchtigen – geeignet für CNC-Teile mit strukturellen und ästhetischen Anforderungen.

Sehr gute Schweißbarkeit: Geeignet für WIG/MIG- sowie Widerstandsschweißen mit geringer Rissneigung. Ideal für Baugruppen, die nach dem Schweißen Maßhaltigkeit erfordern.

Nicht aushärtbare Legierung: Festigkeitssteigerung erfolgt durch Kaltverfestigung (z. B. H14, H16 oder H18). Die Eigenschaften bleiben bei thermischen Zyklen stabil.

Umweltfreundlich: Vollständig recycelbar bei minimalem Performanceverlust – häufig eingesetzt in nachhaltigem Design und „Green Manufacturing“-Initiativen.

Herausforderungen und Lösungen bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium 3103

Bearbeitungsherausforderungen

Weiche Oberfläche: Anfällig für Kratzer oder Fressen (Galling), wenn Handhabung und Spannung nicht optimal sind.
Aufbauschneide (BUE): Materialanhaftungen können die Schneidkante beeinträchtigen und die Oberflächenqualität reduzieren.
Moderate Wärmeleitfähigkeit: Kann eine optimierte Kühlstrategie erfordern, um enge Toleranzen sicherzustellen.

Optimierte Bearbeitungsstrategien

Werkzeugauswahl

Parameter	Empfehlung	Begründung
Werkzeugmaterial	Unbeschichtetes Hartmetall oder TiN-beschichtete Werkzeuge	Reduziert Anhaftungen und erhält die Schneidkanten-Schärfe
Geometrie	Großer Spanwinkel, polierte Schneiden	Unterstützt saubere Spanbildung
Schnittgeschwindigkeit	200–400 m/min	Guter Kompromiss aus Oberfläche und Produktivität
Vorschub	0,10–0,25 mm/U	Unterstützt enge Toleranzen und saubere Kanten
Kühlung	Trocken oder Minimalmengenschmierung/Nebel	Reduziert Reibung ohne negative Einflüsse auf die Oberfläche

Schnittparameter für Aluminium 3103 (ISO-513-Konformität)

Operation	Geschwindigkeit (m/min)	Vorschub (mm/U)	Schnitttiefe (mm)	Kühlmitteldruck (bar)
Schruppen	200–300	0,15–0,25	2,0–4,0	Trocken oder Nebel
Schlichten	300–400	0,05–0,10	0,2–1,0	Nebel oder leichte Flut

Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus Aluminium 3103

Anodisieren: Geeignet für Typ-II- und Hartanodisieren; ideal zur Erhöhung der Oberflächenhärte und Korrosionsbeständigkeit. Typische Schichtdicke 5–25 µm.
Pulverbeschichtung: 60–100 µm Schichtdicke mit starker Haftung und UV-Beständigkeit für Architektur- und Konsumgüterteile.
Elektropolieren: Verbessert die Rauheit bis ≤0,2 µm Ra für Reinraum- und hochwertige Sichtoberflächen.
Passivieren: Entfernt Kontaminationen und verbessert die Korrosionsleistung nach der Bearbeitung, häufig als Vorbehandlung.
Bürsten: Erzeugt Satin-Finishes (Ra 0,8–1,6 µm) auf Paneelen, Abdeckungen und Bedienflächen.
Alodine-Beschichtung: Verbessert Leitfähigkeit und Korrosionsschutz für Luftfahrt- und Elektronikgehäuse.
UV-Beschichtung: Transparenter Film (5–15 µm) für zusätzlichen Umweltschutz bei Sicht- oder Markenteilen.
Lackbeschichtung: Klarer, glänzender Schutz für Beschilderungen und Architekturplatten.

Industrieanwendungen von Aluminium 3103

HVAC und Lüftungstechnik: Lüftungskanäle, Rohrleitungen und Strukturhalterungen in Umgebungen mit wechselnden Temperaturen und Feuchte.

Architektur: Dekorplatten, Fassaden-/Wandverkleidungen und Außenbeschilderung aufgrund der Korrosionsbeständigkeit und guten Oberflächenoptik.

Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung: Behälter, Paneele und Auskleidungen mit hygienischen Anforderungen und hoher Oxidationsbeständigkeit.

Konsumgüter: CNC-bearbeitete Gehäuse, Interface-Panels und dekorative Hardware.

Transport: Leichte Gehäuse, Stützen und Schutzpaneele für Fahrzeuge mit Vibration sowie Außenbewitterung.