Aluminium 1100-H14
Introduction à l’aluminium 1100-H14
Aluminium 1100-H14 est un alliage d’aluminium commercialement pur (99,0%+ d’aluminium) offrant une excellente résistance à la corrosion, une conductivité thermique et électrique élevée, ainsi qu’une très bonne aptitude au formage. L’état H14 indique que l’alliage a été écroui à un niveau de résistance modéré, ce qui améliore la rigidité tout en conservant une bonne formabilité.
L’aluminium 1100-H14 est souvent utilisé en usinage CNC pour des pièces non structurelles, des boîtiers électriques, des ailettes d’échangeurs thermiques et des équipements de manutention chimique, lorsque la résistance à la corrosion et la conductivité priment sur la résistance mécanique.
Propriétés chimiques, physiques et mécaniques de l’aluminium 1100-H14
Composition chimique (typique)
Élément | Plage de composition (wt.%) | Rôle clé |
|---|---|---|
Aluminium (Al) | ≥99,0 | Élément de base pour la conductivité et la résistance à la corrosion |
Cuivre (Cu) | 0,05–0,20 | Augmente légèrement la résistance tout en réduisant la résistance à la corrosion |
Fer (Fe) | ≤0,35 | Élément résiduel |
Silicium (Si) | ≤0,45 | Élément résiduel |
Zinc (Zn) | ≤0,10 | Élément résiduel |
Manganèse (Mn) | ≤0,05 | Affinage des grains |
Autres | ≤0,15 (total) | Résiduels combinés |
Propriétés physiques
Propriété | Valeur (typique) | Norme / condition d’essai |
|---|---|---|
Densité | 2,71 g/cm³ | ASTM B311 |
Plage de fusion | 643–657°C | ASTM E299 |
Conductivité thermique | 222 W/m·K à 25°C | ASTM E1952 |
Conductivité électrique | 61% IACS à 20°C | ASTM B193 |
Coefficient de dilatation | 23,6 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacité calorifique spécifique | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Module d’élasticité | 69 GPa | ASTM E111 |
Propriétés mécaniques (état H14)
Propriété | Valeur (typique) | Norme d’essai |
|---|---|---|
Résistance à la traction | 110–150 MPa | ASTM E8/E8M |
Limite d’élasticité (0,2%) | 95–125 MPa | ASTM E8/E8M |
Allongement | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Dureté | 35–45 HB | ASTM E10 |
Résistance à la fatigue | 45 MPa | ASTM E466 |
Résistance aux chocs | Excellente | ASTM E23 |
Caractéristiques clés de l’aluminium 1100-H14
Excellente conductivité électrique et thermique (ASTM B193) : l’aluminium 1100-H14 atteint 61% IACS de conductivité électrique et 222 W/m·K de conductivité thermique, ce qui en fait un choix idéal pour les barres collectrices, les échangeurs thermiques et les boîtiers électriques.
Résistance supérieure à la corrosion en milieux neutres et faiblement acides : très bonnes performances dans les environnements alimentaires, architecturaux et industriels, avec un faible risque de piquage ou de corrosion intergranulaire.
Excellente aptitude à la mise en forme avec une résistance modérée (indice de formabilité SAE J452 : 9/10) : se prête facilement au profilage, au repoussage et à l’emboutissage ; l’état H14 apporte une rigidité supérieure à celle de l’état recuit (O).
Soudable avec une dégradation minimale après soudage : compatible avec le soudage MIG/TIG avec métal d’apport 1100 ou 4045 ; conserve une bonne résistance à la corrosion dans la zone affectée thermiquement (ZAT/HAZ).
Non traitable thermiquement mais écroui à froid : la résistance mécanique est obtenue par écrouissage (état H), assurant une bonne stabilité dimensionnelle et une usinabilité améliorée par rapport aux états très doux.
Défis et solutions d’usinage CNC pour l’aluminium 1100-H14
Défis d’usinage
Matériau très tendre : risque de déformation ou de bavures en cas d’usinage agressif.
Faible résistance → risque d’état de surface insuffisant : nécessite des outils très affûtés et une vibration minimale pour atteindre des tolérances fines.
Adhérence sur l’outil liée à la forte conductivité thermique : peut provoquer une arête rapportée (BUE) sans revêtement et paramètres adaptés.
Stratégies d’usinage optimisées
Sélection des outils
Paramètre | Recommandation | Justification |
|---|---|---|
Matériau de l’outil | Outils carbure polis ou revêtus DLC | Évite l’adhérence et réduit l’arête rapportée |
Géométrie | Angle de coupe positif, face de coupe polie | Améliore l’état de surface et l’écoulement des copeaux |
Vitesse de coupe | 300–600 m/min | Permet une coupe propre sans échauffement de la pièce |
Avance | 0,10–0,25 mm/tr | Garde le contrôle sur les pièces petites ou à parois minces |
Arrosage | Brouillard léger ou soufflage d’air | Réduit l’encrassement tout en gardant des surfaces propres |
Paramètres de coupe de l’aluminium 1100-H14 (conformité ISO 513)
Opération | Vitesse (m/min) | Avance (mm/tr) | Profondeur de passe (mm) | Pression du lubrifiant (bar) |
|---|---|---|---|---|
Ébauche | 300–450 | 0,20–0,25 | 2,0–3,5 | 25–35 (brouillard) |
Finition | 450–600 | 0,05–0,10 | 0,2–1,0 | 30–50 (brouillard / soufflage d’air) |
Traitements de surface pour les pièces CNC en aluminium 1100-H14
Anodisation: l’anodisation claire de type II améliore la résistance à la corrosion et offre un aspect de surface uniforme.
Revêtement par poudre: ajoute une finition épaisse et durable à des fins décoratives ou de protection, avec une épaisseur de film de 60–100 µm.
Électropolissage: supprime les micro-bavures et améliore la brillance sur les panneaux électriques ou surfaces réfléchissantes.
Passivation: nettoie la surface pour améliorer l’adhérence des revêtements et la résistance à la corrosion.
Brossage: fournit une finition mate uniforme, idéale pour des applications architecturales et d’affichage.
Traitement Alodine: améliore la conductivité électrique tout en protégeant contre la corrosion — conforme MIL-DTL-5541.
Revêtement UV: ajoute une résistance aux UV et une protection transparente pour boîtiers d’éclairage ou applications architecturales.
Revêtement laqué: améliore la brillance de surface et la durabilité esthétique.
Applications industrielles de l’aluminium 1100-H14
Électrique et énergie: barres collectrices, boîtiers, plaques de mise à la terre et composants de câblage bénéficiant d’une forte conductivité.
Agroalimentaire: cuves, panneaux et composants de salle blanche usinés CNC avec une résistance à la corrosion compatible avec des environnements alimentaires.
Architecture et décoration: garnitures, plaques signalétiques, signalétique et façades d’appareils nécessitant des finitions anodisées propres.
HVAC et ventilation: tubes à ailettes, panneaux thermiques et éléments de gaine demandant légèreté et conductivité.
Produits grand public: boîtiers légers, pièces d’éclairage et cadres d’appareils domestiques.
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