Aluminio 5052
Introducción al Aluminio 5052
Aluminio 5052 es una aleación de aluminio-magnesio no tratable térmicamente, conocida por su excelente resistencia a la corrosión, buena conformabilidad y resistencia moderada. Su rendimiento superior en entornos marinos y químicos la convierte en una de las opciones más populares para piezas mecanizadas por CNC expuestas a condiciones severas.
Con gran soldabilidad y una maquinabilidad aceptable, el Aluminio 5052 se selecciona con frecuencia para el mecanizado CNC de componentes personalizados utilizados en herrajes marinos, carcasas electrónicas, equipos industriales y sistemas arquitectónicos.
Propiedades químicas, físicas y mecánicas del Aluminio 5052
Composición química (típica)
Elemento | Rango de composición (peso %) | Función clave |
|---|---|---|
Aluminio (Al) | Balance | Metal base que ofrece ligereza y resistencia a la corrosión |
Magnesio (Mg) | 2.2–2.8 | Mejora la resistencia y la resistencia al agua de mar |
Cromo (Cr) | 0.15–0.35 | Mejora la resistencia a la corrosión |
Silicio (Si) | ≤0.25 | Elemento residual |
Hierro (Fe) | ≤0.40 | Elemento residual |
Cobre (Cu) | ≤0.10 | El bajo contenido ayuda a mejorar la resistencia a la corrosión |
Zinc (Zn) | ≤0.10 | Elemento residual |
Manganeso (Mn) | ≤0.10 | Elemento residual |
Titanio (Ti) | ≤0.15 | Refinador de grano |
Propiedades físicas
Propiedad | Valor (típico) | Norma/condición de ensayo |
|---|---|---|
Densidad | 2.68 g/cm³ | ASTM B311 |
Punto de fusión | 607–650°C | ASTM E299 |
Conductividad térmica | 138 W/m·K a 25°C | ASTM E1952 |
Conductividad eléctrica | 32% IACS a 20°C | ASTM B193 |
Coeficiente de expansión | 23.7 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacidad calorífica específica | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Módulo elástico | 70.3 GPa | ASTM E111 |
Propiedades mecánicas (estado H32)
Propiedad | Valor (típico) | Norma de ensayo |
|---|---|---|
Resistencia a la tracción | 215–260 MPa | ASTM E8/E8M |
Límite elástico (0.2%) | 193 MPa | ASTM E8/E8M |
Elongación | ≥12% | ASTM E8/E8M |
Dureza | 65–75 HB | ASTM E10 |
Resistencia a la fatiga | 117 MPa | ASTM E466 |
Resistencia al impacto | Alta | ASTM E23 |
Características clave del Aluminio 5052
Excelente resistencia a la corrosión: El alto contenido de magnesio y cromo del 5052 ofrece una resistencia a la corrosión sobresaliente, especialmente en agua salada y entornos industriales. Soporta >1000 horas en ensayos de niebla salina cuando se recubre adecuadamente.
Buena conformabilidad y soldabilidad: Puede formarse en geometrías complejas y soldarse con MIG o TIG sin fisuración en caliente. Se utiliza comúnmente en componentes doblados o embutidos profundos en sistemas marinos y arquitectónicos.
Resistencia moderada y estabilidad dimensional: Con una resistencia a la tracción de 260 MPa y un límite elástico de 193 MPa, el 5052 ofrece un rendimiento estructural suficiente para carcasas, paneles y bastidores de servicio ligero con bajo riesgo de distorsión.
Maquinabilidad aceptable: Aunque es más blando que los grados tratados térmicamente, el 5052 se mecaniza bien con herramientas de carburo afiladas y avances moderados. El control de viruta y el acabado superficial pueden optimizarse con mecanizado de alta velocidad.
No tratable térmicamente: La resistencia se logra mediante endurecimiento por deformación (estados H). No puede reforzarse mediante tratamiento térmico, lo que lo hace más estable en aplicaciones con variaciones de temperatura.
Desafíos y soluciones de mecanizado CNC para el Aluminio 5052
Desafíos de mecanizado
Filo recrecido (BUE): Tendencia de la aleación blanda a adherirse a las herramientas de corte, afectando el acabado superficial.
Menor dureza: Aumenta el riesgo de rozamiento superficial o deformación durante operaciones de alta carga.
Virutas continuas: Pueden obstruir los canales sin una evacuación adecuada de la viruta.
Estrategias de mecanizado optimizadas
Selección de herramientas
Parámetro | Recomendación | Justificación |
|---|---|---|
Material de la herramienta | Carburo pulido sin recubrimiento o recubierto con TiB₂ | Reduce el filo recrecido y mejora el acabado |
Geometría | Ángulo de ataque agudo, grandes alojamientos para viruta | Evita la carga de herramienta y mejora el flujo de viruta |
Velocidad de corte | 150–350 m/min | Mantiene la calidad superficial y reduce la adhesión |
Avance | 0.10–0.25 mm/rev | Asegura un espesor de viruta constante |
Refrigerante | Refrigeración por niebla o inundación | Ayuda con la evacuación de viruta y la refrigeración |
Parámetros de corte del Aluminio 5052 (cumplimiento ISO 513)
Operación | Velocidad (m/min) | Avance (mm/rev) | Profundidad de corte (mm) | Presión del refrigerante (bar) |
|---|---|---|---|---|
Desbaste | 150–250 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | 20–30 (Inundación) |
Acabado | 250–350 | 0.05–0.15 | 0.2–1.0 | 30–50 (Niebla/Inundación) |
Tratamiento superficial para piezas CNC de Aluminio 5052
Anodizado: Adecuado para Aluminio 5052, el anodizado sulfúrico Tipo II proporciona espesores de óxido de 5–25 µm, mejorando la protección contra la corrosión y la dureza superficial (~250 HV). El anodizado duro Tipo III crea capas más gruesas de hasta 50 µm, aumentando la resistencia al desgaste, aunque el 5052 puede presentar una ligera variación de color debido al contenido de magnesio.
Recubrimiento en polvo: Aplicación electrostática de recubrimientos de 60–120 µm curados a 180–210°C. Proporciona excelente resistencia a la abrasión, a los rayos UV y a productos químicos. La adhesión y la durabilidad se mejoran cuando se precede de una conversión cromatada o fosfatada.
Electropulido: Aplicado a componentes de 5052 para lograr una rugosidad superficial por debajo de Ra 0.2 µm, reducir micro-picos y aumentar la resistencia a la corrosión en entornos de sala limpia o biomédicos.
Pasivado: Aunque rara vez se usa en aluminio, el pasivado se emplea como pretratamiento para asegurar la limpieza superficial y optimizar la adhesión de la pintura eliminando contaminantes residuales.
Cepillado: Crea texturas superficiales controladas entre Ra 0.8–1.6 µm. Es común en aplicaciones decorativas, señalética o paneles de equipos para lograr acabados mate o satinado uniformes.
Recubrimiento Alodine: Un recubrimiento de conversión cromatada conforme a MIL-DTL-5541F. Mantiene la conductividad mientras añade protección anticorrosiva; se usa ampliamente en carcasas de grado marino y militar.
Recubrimiento UV: Se aplica como una película de 5–15 µm y se cura con luz UV para mejorar la resistencia al rayado y el brillo superficial en piezas de aluminio orientadas al consumidor.
Recubrimiento de laca: Los recubrimientos transparentes de 10–30 µm añaden resistencia química y a la humedad. A menudo se utilizan para mantener el aspecto en paneles arquitectónicos y superficies de control industrial.
Aplicaciones industriales del Aluminio 5052
Marino: Cascos, mamparos y estructuras de cubierta gracias a su excelente resistencia a la corrosión en agua salada.
Automotriz: Tanques de combustible, paneles interiores de carrocería y carcasas ligeras que requieren tanto resistencia como protección contra la corrosión.
Electrónica de consumo: Biselados mecanizados por CNC, carcasas para tabletas y placas de montaje con acabados anodizados.
Sistemas arquitectónicos: Muros cortina, sistemas de paneles y pasamanos se benefician de la conformabilidad y la durabilidad en exteriores.
Equipos industriales: Bastidores CNC, paneles de control y soportes expuestos a vibración y a productos químicos suaves.
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