Aluminio 1100
Introducción al Aluminio 1100
Aluminio 1100 es una aleación de aluminio comercialmente puro (≥99.0% Al) conocida por su excelente resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica y superior trabajabilidad. Aunque ofrece baja resistencia en comparación con otros grados de aluminio, sigue siendo ideal para aplicaciones donde la resistencia es secundaria frente a la conformabilidad, la conductividad eléctrica/térmica y la estabilidad química.
Ampliamente utilizado en el mecanizado CNC de piezas ligeras y resistentes a la corrosión, el Aluminio 1100 es común en intercambiadores de calor, equipos de procesamiento de alimentos y químicos, señalética y componentes electrónicos.
Propiedades químicas, físicas y mecánicas del Aluminio 1100
Composición química (típica)
Elemento | Rango de composición (peso %) | Función clave |
|---|---|---|
Aluminio (Al) | ≥99.0 | Metal base que proporciona alta resistencia a la corrosión y ductilidad |
Cobre (Cu) | ≤0.05–0.20 | Ligera mejora de resistencia |
Hierro (Fe) | ≤0.95 | Elemento residual |
Silicio (Si) | ≤0.95 | Elemento residual |
Zinc (Zn) | ≤0.10 | Elemento residual |
Manganeso (Mn) | ≤0.05 | Elemento residual |
Magnesio (Mg) | ≤0.05 | Elemento residual |
Otros (cada uno) | ≤0.05 | Residuos totales ≤0.15 |
Propiedades físicas
Propiedad | Valor (típico) | Norma/condición de ensayo |
|---|---|---|
Densidad | 2.71 g/cm³ | ASTM B311 |
Punto de fusión | 643°C | ASTM E299 |
Conductividad térmica | 222 W/m·K a 25°C | ASTM E1952 |
Conductividad eléctrica | 59% IACS a 20°C | ASTM B193 |
Coeficiente de expansión | 24.0 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacidad calorífica específica | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Módulo elástico | 69 GPa | ASTM E111 |
Propiedades mecánicas (estado H14)
Propiedad | Valor (típico) | Norma de ensayo |
|---|---|---|
Resistencia a la tracción | 150–165 MPa | ASTM E8/E8M |
Límite elástico (0.2%) | 125 MPa | ASTM E8/E8M |
Elongación | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Dureza | 35 HB | ASTM E10 |
Resistencia a la fatiga | 55 MPa | ASTM E466 |
Resistencia al impacto | Alta | ASTM E23 |
Características clave del Aluminio 1100
Trabajabilidad y conformabilidad superiores: El 1100 es la aleación de aluminio más dúctil, fácil de embutir, repujar o doblar a radios pequeños sin agrietarse, ideal para piezas embutidas profundas y geometrías complejas formadas por CNC.
Excelente resistencia a la corrosión: Resiste la corrosión atmosférica y química, especialmente en entornos neutros y ligeramente ácidos. Se utiliza en aplicaciones de grado alimentario y cercanas a ambientes marinos.
Conductividad térmica y eléctrica sobresaliente: Con una conductividad térmica de 222 W/m·K y conductividad eléctrica de 59% IACS, es ideal para disipadores de calor, barras colectoras (busbars) y carcasas de gestión térmica electrónica.
Baja resistencia mecánica: Límite elástico alrededor de 125 MPa, por lo que no es adecuado para aplicaciones portantes sin refuerzo. Se usa comúnmente en piezas estéticas o funcionales con esfuerzos mínimos.
No tratable térmicamente: Se endurece solo mediante trabajo en frío (endurecimiento por deformación), y los estados H14 y H18 ofrecen un buen equilibrio entre conformabilidad y durabilidad.
Desafíos y soluciones de mecanizado CNC para el Aluminio 1100
Desafíos de mecanizado
Formación de viruta pegajosa: La alta ductilidad puede causar mala rotura de viruta y embadurnamiento.
Filo recrecido (BUE): El material tiende a adherirse a las herramientas de corte, desafilando los filos.
Susceptibilidad de la superficie blanda: Mayor propensión a agarrotamiento o rayaduras cosméticas durante el mecanizado y la manipulación.
Estrategias de mecanizado optimizadas
Selección de herramientas
Parámetro | Recomendación | Justificación |
|---|---|---|
Material de la herramienta | Acero rápido (HSS) o carburo sin recubrimiento | Evita la adhesión y proporciona un corte afilado |
Geometría | Gran ángulo de ataque, filo agudo | Mejora la formación de viruta y reduce el BUE |
Velocidad de corte | 200–500 m/min | Mejora el acabado superficial y el control de viruta |
Avance | 0.10–0.30 mm/rev | Mantiene una buena forma de viruta sin desgarros |
Refrigerante | Niebla ligera o en seco | Reduce el BUE evitando la contaminación |
Parámetros de corte del Aluminio 1100 (cumplimiento ISO 513)
Operación | Velocidad (m/min) | Avance (mm/rev) | Profundidad de corte (mm) | Presión del refrigerante (bar) |
|---|---|---|---|---|
Desbaste | 200–300 | 0.20–0.30 | 2.0–4.0 | Seco o niebla |
Acabado | 400–500 | 0.05–0.15 | 0.2–1.0 | Seco o niebla |
Tratamiento superficial para piezas CNC de Aluminio 1100
Anodizado: Adecuado para anodizado decorativo Tipo II (5–25 µm). Proporciona buena dureza superficial (~200 HV) y protección contra la corrosión. Uniformidad de color limitada debido a la alta pureza.
Recubrimiento en polvo: Películas de 60–100 µm con resistencia a los rayos UV y al impacto. Requiere preparación previa de la superficie (cromatizado o decapado) para asegurar la adhesión.
Electropulido: Produce Ra ≤0.2 µm para acabados estéticos e higiénicos en componentes de grado alimentario y médico.
Pasivado: No suele usarse por sí solo, pero se aplica como paso de limpieza antes de otros recubrimientos.
Cepillado: Método de acabado decorativo para Ra 0.8–1.2 µm; ideal para señalética, paneles y dispositivos de consumo.
Recubrimiento Alodine: Se utiliza cuando se requiere conductividad junto con resistencia a la corrosión, especialmente en carcasas electrónicas.
Recubrimiento UV: Los recubrimientos transparentes de 5–15 µm protegen superficies visibles y reducen las huellas en carcasas de aluminio.
Recubrimiento de laca: Se aplica para acabados cosméticos y protección en productos de exhibición y superficies decorativas.
Aplicaciones industriales del Aluminio 1100
Electrónica de consumo: La apariencia y el rendimiento térmico son cruciales para disipadores de calor, biseles de pantallas y carcasas estéticas.
Procesamiento de alimentos y químicos: Tanques, tuberías y maquinaria de envasado que requieren alta pureza y resistencia a la corrosión.
Arquitectura: Paneles de pared, señalética y muros cortina que requieren acabados decorativos y estabilidad ligera.
Sistemas eléctricos y térmicos: Barras colectoras (busbars), bloques de terminales y marcos/carcasa con alta conductividad térmica.
HVAC e intercambiadores de calor: Aletas, conductos y componentes de condensadores donde la conductividad y la resistencia a la corrosión son vitales.
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