Aluminio 7075
Introducción al aluminio 7075
Aluminio 7075 es una aleación de aluminio de alta resistencia, tratable térmicamente, que ofrece un rendimiento mecánico y una resistencia a la fatiga excepcionales, especialmente en las industrias aeroespacial y automotriz. Conocida por su excelente relación resistencia-peso, la 7075 supera a la mayoría de los demás grados de aluminio en aplicaciones estructurales que requieren durabilidad bajo cargas dinámicas.
Gracias a su maquinabilidad y a su elevada dureza en los estados T6 y T73, el aluminio 7075 es ideal para el mecanizado CNC de piezas de alto rendimiento como utillajes, bastidores, componentes de suspensión y equipos de grado militar.
Propiedades químicas, físicas y mecánicas del aluminio 7075
Composición química (típica)
Elemento | Rango de composición (wt.%) | Función clave |
|---|---|---|
Aluminio (Al) | Balance | Base ligera con resistencia a la corrosión |
Zinc (Zn) | 5.1–6.1 | Elemento principal de refuerzo mediante endurecimiento por precipitación |
Magnesio (Mg) | 2.1–2.9 | Mejora la resistencia y la dureza |
Cobre (Cu) | 1.2–2.0 | Aumenta la dureza y la resistencia al desgaste |
Cromo (Cr) | 0.18–0.28 | Mejora la resistencia a la corrosión y la tenacidad |
Hierro (Fe) | ≤0.50 | Elemento residual |
Silicio (Si) | ≤0.40 | Elemento residual |
Manganeso (Mn) | ≤0.30 | Elemento residual |
Titanio (Ti) | ≤0.20 | Elemento refinador de grano |
Propiedades físicas
Propiedad | Valor (típico) | Norma/condición de ensayo |
|---|---|---|
Densidad | 2.81 g/cm³ | ASTM B311 |
Punto de fusión | 477–635°C | ASTM E299 |
Conductividad térmica | 130 W/m·K a 25°C | ASTM E1952 |
Conductividad eléctrica | 33% IACS a 20°C | ASTM B193 |
Coeficiente de expansión | 21.2 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacidad calorífica específica | 960 J/kg·K | ASTM E1269 |
Módulo elástico | 71.7 GPa | ASTM E111 |
Propiedades mecánicas (temple T6/T73)
Propiedad | Valor (típico) | Norma de ensayo |
|---|---|---|
Resistencia a la tracción | 510–570 MPa (T6) | ASTM E8/E8M |
Límite elástico (0.2%) | 430–505 MPa (T6) | ASTM E8/E8M |
Elongación | ≥7% (T6), ≥11% (T73) | ASTM E8/E8M |
Dureza | 150–175 HB | ASTM E10 |
Resistencia a la fatiga | 160 MPa (T6) | ASTM E466 |
Resistencia al impacto | Alta (T73) | ASTM E23 |
Características clave del aluminio 7075
Alta relación resistencia-peso: El aluminio 7075 ofrece una de las mayores resistencias a la tracción entre las aleaciones de aluminio, permitiendo reducir peso sin sacrificar capacidad portante. Es ideal para miembros estructurales aeroespaciales y conjuntos de alta velocidad.
Excelente resistencia a la fatiga: Especialmente en el estado T6, el 7075 está diseñado para resistir la propagación de grietas bajo esfuerzos repetidos, lo que lo hace adecuado para alas, cajas de engranajes y componentes mecánicos de alto ciclo.
Resistencia a la corrosión moderada: Aunque no es tan resistente a la corrosión como el 6061 o 6063, el 7075 responde bien al anodizado o al recubrimiento Alodine para una protección adicional en entornos marinos o húmedos.
Estabilidad dimensional y resistencia al desgaste: Su dureza y resistencia reducen la deflexión y el desgaste de la herramienta, manteniendo tolerancias de ±0.005 mm en piezas mecanizadas por CNC con mínima distorsión durante ciclos térmicos.
Baja conformabilidad pero excelente maquinabilidad: Aunque no es ideal para doblado profundo o conformado, el 7075 se mecaniza de forma limpia y eficiente con herramientas de carburo, permitiendo la producción rápida de piezas de alta precisión.
Desafíos y soluciones del mecanizado CNC para aluminio 7075
Desafíos de mecanizado
Alta dureza: Acelera el desgaste de la herramienta en comparación con aleaciones de aluminio más blandas.
Endurecimiento por deformación: Requiere un corte continuo y estable para evitar zonas endurecidas localmente.
Sensibilidad térmica: Genera calor rápidamente, por lo que se necesita una refrigeración adecuada durante cortes profundos.
Estrategias de mecanizado optimizadas
Selección de herramientas
Parámetro | Recomendación | Justificación |
|---|---|---|
Material de herramienta | Carburo micrograno o carburo recubierto | Resiste el desgaste del filo y mantiene la nitidez |
Geometría | Ángulo de desprendimiento neutro a alto | Equilibra la robustez y la evacuación de viruta |
Velocidad de corte | 150–250 m/min (T6) | Evita sobrecalentamiento y fallo de herramienta |
Avance | 0.08–0.20 mm/rev | Mantiene el espesor de viruta y prolonga la vida de la herramienta |
Refrigerante | Inundación de alta presión o niebla | Reduce deformación térmica y asegura un acabado limpio |
Parámetros de corte del aluminio 7075 (cumplimiento ISO 513)
Operación | Velocidad (m/min) | Avance (mm/rev) | Profundidad de corte (mm) | Presión de refrigerante (bar) |
|---|---|---|---|---|
Desbaste | 150–200 | 0.15–0.20 | 2.0–4.0 | 30–50 (inundación) |
Acabado | 200–250 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 50–80 (niebla/inundación) |
Tratamiento superficial para piezas CNC de aluminio 7075
Anodizado: El Tipo II y el anodizado duro mejoran la resistencia a la corrosión y la dureza superficial, aunque la uniformidad del color puede variar.
Recubrimiento en polvo: Añade una capa protectora resistente a impactos con buena estabilidad química para piezas exteriores o de trabajo pesado.
Electropulido: Mejora la apariencia y la protección contra la corrosión para hardware aeroespacial crítico.
Pasivación: Reduce contaminantes residuales y restaura la integridad del óxido tras el mecanizado.
Cepillado: Proporciona acabados mate o satinados, ideal para componentes de alto contacto y superficies de alta visibilidad.
Recubrimiento Alodine: Proporciona un acabado conductor y resistente a la corrosión sin impacto dimensional; es ampliamente usado en aviación.
Recubrimiento UV: Capa transparente de curado rápido para resistencia química y durabilidad del acabado en electrónica de consumo.
Recubrimiento de laca: Protege y realza superficies de aluminio mecanizadas en herramientas, óptica y carcasas mecánicas.
Aplicaciones industriales del aluminio 7075
Aeroespacial: Bastidores de fuselaje, tren de aterrizaje, soportes y actuadores que requieren alta resistencia y desempeño a fatiga.
Defensa: Componentes estructurales y piezas de equipo táctico que demandan dureza y rigidez.
Automotriz: Brazos de suspensión para competición, cubos de rueda, sistemas de enlace de alto rendimiento y soportes estructurales.
Robótica: Brazos robóticos de alto rendimiento, bastidores de drones y carcasas estructurales expuestas a movimiento y vibración.
Utillaje y moldes: Dispositivos, troqueles y placas de molde de precisión que requieren resistencia al desgaste, tolerancia estricta y alta estabilidad dimensional.
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