Aluminium 6082
Einführung in Aluminium 6082
Aluminium 6082 ist eine mittelstarke, wärmebehandelbare Aluminiumlegierung aus der 6xxx-Serie. Sie bietet eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute Schweißbarkeit und hohe mechanische Eigenschaften, insbesondere im Zustand T6. Als typische Strukturlegierung wird sie häufig für CNC-gefertigte Komponenten eingesetzt, die ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und eine gute Oberflächenqualität erfordern.
Dank der Kombination aus Festigkeit und Zerspanbarkeit ist Aluminium 6082 ideal für die CNC-Bearbeitung von Bauteilen für Automobil, Transport, Luft- und Raumfahrt sowie den Maschinenbau—insbesondere dort, wo Tragfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit entscheidend sind.
Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Aluminium 6082
Chemische Zusammensetzung (typisch)
Element | Zusammensetzungsbereich (Gew.-%) | Hauptfunktion |
|---|---|---|
Aluminium (Al) | Rest | Grundwerkstoff mit Korrosionsbeständigkeit und Duktilität |
Silizium (Si) | 0,7–1,3 | Erhöht die Festigkeit der Legierung und verbessert die Schweißbarkeit |
Magnesium (Mg) | 0,6–1,2 | Steigert Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit |
Mangan (Mn) | 0,4–1,0 | Verbessert Ermüdungsfestigkeit und Verarbeitbarkeit |
Eisen (Fe) | ≤0,50 | Restelement |
Kupfer (Cu) | ≤0,10 | Restelement |
Zink (Zn) | ≤0,20 | Restelement |
Chrom (Cr) | ≤0,25 | Erhöht Korrosionsbeständigkeit und Härte |
Titan (Ti) | ≤0,10 | Kornverfeinerer |
Physikalische Eigenschaften
Eigenschaft | Typischer Wert | Prüfnorm/-bedingung |
|---|---|---|
Dichte | 2,70 g/cm³ | ASTM B311 |
Schmelzpunkt | 555–650°C | ASTM E299 |
Wärmeleitfähigkeit | 180 W/m·K bei 25°C | ASTM E1952 |
Elektrische Leitfähigkeit | 34% IACS bei 20°C | ASTM B193 |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 23,4 µm/m·°C | ASTM E228 |
Spezifische Wärmekapazität | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Elastizitätsmodul | 70 GPa | ASTM E111 |
Mechanische Eigenschaften (Zustand T6)
Eigenschaft | Typischer Wert | Prüfnorm |
|---|---|---|
Zugfestigkeit | 290–340 MPa | ASTM E8/E8M |
Streckgrenze (0,2%) | 240 MPa | ASTM E8/E8M |
Bruchdehnung | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Härte | 95 HB | ASTM E10 |
Ermüdungsfestigkeit | 105 MPa | ASTM E466 |
Schlagzähigkeit | Hoch | ASTM E23 |
Wesentliche Eigenschaften von Aluminium 6082
Hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis: 6082-T6 bietet eine Zugfestigkeit von bis zu 340 MPa und ist ideal für strukturelle CNC-Teile, die erhebliche mechanische Belastungen ohne zusätzliches Gewicht aufnehmen müssen.
Ausgezeichnete Zerspanbarkeit: Vergleichbar mit 6061, jedoch mit etwas höherer Festigkeit. Mit Hartmetallwerkzeugen sind enge Toleranzen von ±0,01 mm und glatte Oberflächen (Ra ≤1,6 µm) erreichbar.
Überlegene Schweißbarkeit und Fertigung: Sehr gute Lichtbogenschweißbarkeit mit minimalem Verlust mechanischer Eigenschaften in der Wärmeeinflusszone (HAZ) beim Schweißen mit Zusatzdrähten 5356 oder 4043.
Gute Korrosionsbeständigkeit: Gute Leistung in atmosphärischen, maritimen und mild chemischen Umgebungen. Geeignet zum Anodisieren und für Konversionsbeschichtungen.
Wärmebehandelbar: Die mechanischen Eigenschaften werden durch künstliches Altern zum Zustand T6 deutlich verbessert und bieten höhere Steifigkeit sowie Maßstabilität.
Herausforderungen und Lösungen bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium 6082
Bearbeitungsherausforderungen
Fressen und Adhäsion: Risiko, dass Material bei Schnitten mit niedriger Geschwindigkeit am Werkzeug anhaftet.
Harte Stellen: Können in dickeren Plattenabschnitten auftreten und erfordern eine Optimierung der Werkzeugwege.
Werkzeugverschleiß: Die höhere Festigkeit im Vergleich zu 6061 kann ohne geeignete Kühlung den Werkzeugverschleiß beschleunigen.
Optimierte Bearbeitungsstrategien
Werkzeugauswahl
Parameter | Empfehlung | Begründung |
|---|---|---|
Werkzeugmaterial | TiAlN-beschichtetes Hartmetall oder DLC-Schneidplatten | Reduziert Adhäsion und erhält scharfe Schneiden |
Geometrie | Großer Spanwinkel, scharfe Schneidkante | Sichert Spanabfuhr und saubere Oberflächen |
Schnittgeschwindigkeit | 200–350 m/min | Steigert Produktivität bei begrenzter Aufbauschneide |
Vorschub | 0,10–0,25 mm/U | Verhindert Rattern und hält Toleranzen ein |
Kühlung | Flutkühlung oder Nebel | Verbessert Spanabfuhr und Oberflächengüte |
Schnittparameter für Aluminium 6082 (ISO-513-Konformität)
Operation | Geschwindigkeit (m/min) | Vorschub (mm/U) | Schnitttiefe (mm) | Kühldruck (bar) |
|---|---|---|---|---|
Schruppen | 200–300 | 0,15–0,25 | 2,0–4,0 | 20–30 (Flut) |
Schlichten | 300–350 | 0,05–0,15 | 0,2–1,0 | 30–50 (Flut/Nebel) |
Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus Aluminium 6082
Anodisieren: Anodisieren Typ II für Korrosionsschutz und Typ III für erhöhte Verschleißfestigkeit (Oxidschichten bis 50 µm). Eine gleichmäßige Farbe ist aufgrund der ausgewogenen Legierungselemente gut erreichbar.
Pulverbeschichtung: Duroplastische Beschichtungen von 60–120 µm bieten Abrieb- und UV-Schutz. Beste Haftung wird durch Vorbehandlungen wie Chromatkonversion erzielt.
Elektropolieren: Erreicht Ra ≤0,2 µm. Geeignet für sichtbare oder reinraumtaugliche Komponenten mit glatten, reflektierenden Oberflächen.
Passivieren: Wird als Reinigungs- und Vorbereitungsschritt für nachfolgende Beschichtungen eingesetzt.
Bürsten: Oberflächen mit Ra 0,8–1,6 µm sind üblich für Architekturprofile, Maschinenpaneele und Typenschilder.
Alodine-Beschichtung: Eine MIL-DTL-5541F-konforme Behandlung erhöht Korrosionsbeständigkeit und elektrische Leitfähigkeit für Anwendungen in Luftfahrt/Automobilindustrie.
UV-Beschichtung: Filme von 5–15 µm dienen als schützender Decklack gegen Kratzer und Lichteinwirkung bei Consumer- oder Gewerbegehäusen.
Lackbeschichtung: Wird eingesetzt, um Glanz und Oberflächenbeständigkeit zu erhöhen, ohne die Maßgenauigkeit bei kosmetischen CNC-Anwendungen zu beeinträchtigen.
Industrieanwendungen von Aluminium 6082
Automobilindustrie: Fahrwerkskomponenten, Chassis-Stützen und Crashstrukturen, die von Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit profitieren.
Marine: CNC-gefertigte Rahmen, Halterungen und Leitern, die Salzwasser und Spritzbereichen ausgesetzt sind.
Luft- und Raumfahrt: Bodengerätekomponenten und Strukturpaneele, bei denen Gewichtsreduzierung und Steifigkeit entscheidend sind.
Bauwesen: Tragende Träger, Fensterrahmen und architektonische Paneele, die Außenbedingungen ausgesetzt sind.
Robotik: Arm-Baugruppen, Bewegungsstützstrukturen und Gehäuse, die Präzision und Festigkeit erfordern.
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