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Aluminium 4045

L’aluminium 4045 est un alliage de brasage riche en silicium, utilisé dans les échangeurs thermiques usinés CNC et les systèmes thermiques nécessitant une traçabilité élevée, une protection contre la corrosion et une excellente conductivité thermique.

Introduction à l’aluminium 4045

Aluminium 4045 est un alliage d’aluminium à haute teneur en silicium, principalement utilisé comme couche de placage dans les échangeurs de chaleur en aluminium brasé et les radiateurs automobiles. Sa teneur en silicium d’environ 10 % offre une excellente traçabilité, une bonne résistance à la corrosion et une stabilité thermique élevée. Bien qu’il ne soit généralement pas utilisé comme alliage structurel autonome, il est essentiel dans les pièces composites multicouches où les joints brasés doivent être précis, homogènes et thermiquement conducteurs.

L’aluminium 4045 est utilisé en usinage CNC principalement pour l’usinage secondaire de panneaux brasés ou composites dans les systèmes d’échange thermique, HVAC et de gestion thermique automobile.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques de l’aluminium 4045

Composition chimique (typique)

Élément	Plage de composition (wt.%)	Rôle clé
Aluminium (Al)	Équilibre	Métal de base pour la conductivité et la formabilité
Silicium (Si)	9,0–11,0	Améliore les caractéristiques de brasage et la conductivité thermique
Fer (Fe)	≤0,80	Élément résiduel
Cuivre (Cu)	≤0,30	Élément résiduel
Manganèse (Mn)	≤0,05	Élément résiduel
Magnésium (Mg)	≤0,05	Élément résiduel
Zinc (Zn)	≤0,10	Élément résiduel
Autres	≤0,15 (total)	Éléments résiduels combinés

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme / condition d’essai
Densité	2,68 g/cm³	ASTM B311
Plage de fusion	570–600 °C	ASTM E299
Conductivité thermique	135 W/m·K à 25 °C	ASTM E1952
Conductivité électrique	38 % IACS à 20 °C	ASTM B193
Coefficient de dilatation	23,2 µm/m·°C	ASTM E228
Capacité calorifique spécifique	875 J/kg·K	ASTM E1269
Module d’élasticité	70 GPa	ASTM E111

Propriétés mécaniques (placage ou recuit)

Propriété	Valeur (typique)	Norme d’essai
Résistance à la traction	90–120 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2 %)	35–60 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	≥18 %	ASTM E8/E8M
Dureté	30–40 HB	ASTM E10
Résistance à la fatigue	Faible	ASTM E466
Résistance aux chocs	Modérée	ASTM E23

Caractéristiques clés de l’aluminium 4045

Excellente brasabilité : la forte teneur en silicium abaisse le point de fusion et facilite des joints brasés homogènes, ce qui le rend idéal comme placage pour les échangeurs de chaleur et les composants HVAC.

Bonne résistance à la corrosion dans les couches composites : combiné à des matériaux de noyau comme le 3003 ou le 4343, le 4045 offre une protection anodique sacrificielle, notamment dans les radiateurs et condenseurs.

Excellente conductivité thermique : avec 135 W/m·K, le 4045 permet une dissipation thermique efficace dans les canaux de refroidissement et ailettes usinés CNC.

Souple et facile à former : très ductile et adapté au formage, au cintrage ou au matriçage, idéal pour les applications à faible rayon dans les assemblages thermiques.

Non adapté aux applications à haute résistance : en raison de sa faible résistance mécanique et de sa dureté limitée, il est principalement utilisé comme couche de placage ou de brasage plutôt que comme composant porteur.

Défis et solutions d’usinage CNC pour l’aluminium 4045

Défis d’usinage

Comportement mou et collant : peut obstruer les outils ou s’étaler sous une pression de coupe élevée.
Déformation des arêtes : les parois fines ou les zones non supportées peuvent se déformer lors de la finition.
Teneur en silicium abrasive : augmente l’usure des outils non revêtus.

Stratégies d’usinage optimisées

Sélection des outils

Paramètre	Recommandation	Justification
Matériau de l’outil	Outils carbure revêtus DLC ou TiAlN	Résistent à l’abrasion due au silicium
Géométrie	Angle de coupe vif avec faible dépouille	Favorise une coupe fluide et une bonne évacuation des copeaux
Vitesse de coupe	200–300 m/min	Limite l’échauffement tout en conservant l’état de surface
Avance	0,10–0,20 mm/tr	Préserve les tolérances et la planéité de surface
Lubrifiant	Brouillard ou arrosage léger	Empêche l’adhérence et améliore le refroidissement

Paramètres de coupe de l’aluminium 4045 (conformité ISO 513)

Opération	Vitesse (m/min)	Avance (mm/tr)	Profondeur de passe (mm)	Pression du lubrifiant (bar)
Ébauche	200–250	0,15–0,20	1,5–2,5	25–35 (brouillard)
Finition	250–300	0,05–0,10	0,2–0,8	30–50 (brouillard / arrosage)

Traitements de surface pour les pièces CNC en aluminium 4045

Anodisation : procédé délicat en raison de la forte teneur en silicium ; une coloration non uniforme peut apparaître. Un prétraitement est nécessaire pour un rendu homogène.
Revêtement par poudre : revêtement privilégié pour la durabilité et la résistance aux UV, avec une épaisseur typique de 60–100 µm.
Électropolissage : application limitée en raison de la composition de l’alliage, mais utilisable pour certains besoins de polissage dimensionnel.
Passivation : souvent utilisée comme étape préalable pour améliorer l’adhérence des revêtements et la protection contre l’oxydation.
Brossage : efficace pour préparer la surface avant revêtement ou marquage, avec une rugosité typique Ra 0,8–1,6 µm.
Traitement Alodine : améliore la conductivité et la protection de surface dans les boîtiers HVAC et électroniques.
Revêtement UV : protège les panneaux visibles contre les rayures et la dégradation de surface.
Revêtement laqué : améliore l’aspect visuel et la résistance à la corrosion des pièces esthétiques ou exposées.

Applications industrielles de l’aluminium 4045

Automobile : tubes de radiateur, plaques de condenseur et panneaux d’intercooler nécessitant une traçabilité et une résistance à la corrosion élevées.

Systèmes HVAC et de refroidissement : ailettes d’échangeurs de chaleur et plaques de refroidissement utilisées dans les unités de climatisation et de réfrigération.

Électronique et systèmes de puissance : dissipateurs thermiques passifs et répartiteurs de chaleur dans des ensembles usinés CNC.

Équipements de transformation alimentaire : panneaux de transfert thermique et canaux étanches nécessitant l’intégrité de l’aluminium brasé.

Machines industrielles : tôles placées usinées avec précision pour des plaques de base à haute conductivité thermique.