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एल्युमिनियम 3003

एल्युमिनियम 3003 एक नॉन-हीट-ट्रीटेबल और जंग-प्रतिरोधी एल्युमिनियम मिश्रधातु है, जो खाद्य प्रसंस्करण, निर्माण और उपभोक्ता अनुप्रयोगों में हल्के संरचनात्मक और सजावटी घटकों की CNC मशीनिंग के लिए उपयुक्त है।

एल्यूमिनियम 3003 का परिचय

एल्यूमिनियम 3003 एक नॉन-हीट-ट्रीटेबल एल्यूमिनियम-मैंगनीज़ मिश्रधातु है, जो अपनी उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध क्षमता, अच्छी वर्कएबिलिटी और मध्यम शक्ति के लिए प्रसिद्ध है। 3xxx सीरीज़ का हिस्सा होने के कारण, यह उन अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग होता है जहाँ हीट ट्रीटमेंट के बिना भी संरचनात्मक अखंडता और पर्यावरणीय टिकाऊपन की आवश्यकता होती है।

अपनी उत्कृष्ट फॉर्मेबिलिटी और वेल्डेबिलिटी के कारण, एल्यूमिनियम 3003 का उपयोग अक्सर CNC मशीनिंग में हाउसिंग्स, पैनल्स, ब्रैकेट्स, कुकिंग उपकरण और डेकोरेटिव ट्रिम के लिए किया जाता है—विशेष रूप से कंज़्यूमर गुड्स, फूड प्रोसेसिंग और कंस्ट्रक्शन उद्योगों में।

एल्यूमिनियम 3003 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण

रासायनिक संरचना (सामान्य)

तत्व	संरचना सीमा (wt.%)	मुख्य भूमिका
एल्यूमिनियम (Al)	शेष	जंग प्रतिरोध वाला आधार तत्व
मैंगनीज़ (Mn)	1.0–1.5	शक्ति और जंग प्रतिरोध बढ़ाता है
कॉपर (Cu)	0.05–0.20	यांत्रिक गुणों में सुधार
आयरन (Fe)	≤0.70	अवशिष्ट तत्व
सिलिकॉन (Si)	≤0.60	अवशिष्ट तत्व
जिंक (Zn)	≤0.10	अवशिष्ट तत्व
अन्य	≤0.15 (कुल)	संयुक्त अवशिष्ट तत्व

भौतिक गुण

गुण	मान (सामान्य)	परीक्षण मानक/स्थिति
घनत्व	2.73 g/cm³	ASTM B311
गलन तापमान सीमा	643–655°C	ASTM E299
थर्मल चालकता	25°C पर 163 W/m·K	ASTM E1952
विद्युत चालकता	20°C पर 38% IACS	ASTM B193
थर्मल विस्तार गुणांक	23.1 µm/m·°C	ASTM E228
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता	900 J/kg·K	ASTM E1269
लोच मापांक	69 GPa	ASTM E111

यांत्रिक गुण (H14 टेम्पर)

गुण	मान (सामान्य)	परीक्षण मानक
तन्य शक्ति	140–180 MPa	ASTM E8/E8M
यील्ड शक्ति (0.2%)	120 MPa	ASTM E8/E8M
लंबाई वृद्धि	≥10%	ASTM E8/E8M
कठोरता	45–55 HB	ASTM E10
फैटिग शक्ति	55 MPa	ASTM E466
आघात प्रतिरोध	उच्च	ASTM E23

एल्यूमिनियम 3003 की प्रमुख विशेषताएँ

ASTM G31 के अनुरूप जंग प्रतिरोध: एल्यूमिनियम 3003 ऑक्सिडेशन-प्रवण वातावरण में असाधारण प्रदर्शन करता है, जैसे समुद्री वायुमंडल और फूड प्रोसेसिंग क्षेत्र। यह सॉल्ट स्प्रे और हल्की अम्लीय परिस्थितियों में जंग के लिए ASTM G31 मानकों को पूरा करता है या उससे अधिक है।

SAE फॉर्मेबिलिटी इंडेक्स पर 9/10 की वर्कएबिलिटी: SAE J452 के अनुसार, 3003 उत्कृष्ट कोल्ड वर्कएबिलिटी प्रदान करता है और बिना क्रैकिंग के डीप-ड्रॉ, बेंड या स्टैम्प किया जा सकता है, जिससे यह जटिल ज्योमेट्री वाले पार्ट्स और फॉर्म्ड शीट घटकों के लिए आदर्श है।

1100 सीरीज़ एल्यूमिनियम से 20% अधिक शक्ति: H14 टेम्पर में लगभग 120 MPa की यील्ड शक्ति के साथ, एल्यूमिनियम 3003 1100-ग्रेड एल्यूमिनियम की तुलना में ~20% अधिक शक्ति देता है, जबकि समान डक्टिलिटी और वज़न लाभ बनाए रखता है।

AWS D1.2 स्ट्रक्चरल एल्यूमिनियम कोड के अनुरूप वेल्डेबिलिटी: यह पारंपरिक MIG और TIG तकनीकों से आसानी से वेल्ड किया जा सकता है और ER4045 या ER5356 फिलर वायर के साथ उपयोग करने पर वेल्ड ज़ोन में शक्ति और जंग प्रतिरोध बनाए रखता है।

नॉन-हीट-ट्रीटेबल, लेकिन H14, H16, H18 टेम्पर्स तक वर्क-हार्डन किया जा सकता है: 3003 को थर्मल प्रक्रियाओं से मजबूत नहीं किया जा सकता। फिर भी, अतिरिक्त शक्ति के लिए इसे H18 टेम्पर तक स्ट्रेन-हार्डन किया जा सकता है, जबकि फॉर्मेबिलिटी बनी रहती है—मैकेनिकल फास्टनिंग वाले पार्ट्स के लिए आदर्श।

एल्यूमिनियम 3003 के लिए CNC मशीनिंग चुनौतियाँ और समाधान

मशीनिंग चुनौतियाँ

नरम और चिपकने वाला स्वभाव: सामग्री टूल सतहों पर चिपक सकती है, जिससे फिनिश और प्रिसिजन प्रभावित होते हैं।
कम शक्ति के कारण किनारों पर बर्स बनना: सतह विकृति से बचने के लिए ऑप्टिमाइज़्ड फीड और तेज टूल्स की आवश्यकता होती है।
कमज़ोर चिप कंट्रोल: लंबे, स्ट्रिंगी चिप्स बनाता है, जो ऑटोमेटेड टूल पाथ में बाधा डाल सकते हैं।

अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ

टूल चयन

पैरामीटर	सिफारिश	कारण
टूल सामग्री	DLC या TiCN कोटेड कार्बाइड टूल्स	एल्यूमिनियम के चिपकने से रोकता है और टूल लाइफ बढ़ाता है
ज्यामिति	तेज किनारे, पॉलिश्ड रेक फेस	फिनिश और चिप फ्लो में सुधार
कटिंग स्पीड	250–400 m/min	कम सतही घर्षण के साथ साफ कटिंग सक्षम करता है
फीड रेट	0.10–0.25 mm/rev	आयामी सटीकता बनाए रखता है
कूलेंट	हल्का मिस्ट या एयर ब्लास्ट	तापमान नियंत्रित करता है और चिप री-कटिंग से बचाता है

एल्यूमिनियम 3003 कटिंग पैरामीटर (ISO 513 अनुपालन)

ऑपरेशन	स्पीड (m/min)	फीड (mm/rev)	कट की गहराई (mm)	कूलेंट प्रेशर (bar)
रफिंग	250–300	0.20–0.25	2.0–3.5	25–35 (मिस्ट)
फिनिशिंग	300–400	0.05–0.10	0.2–1.0	30–50 (मिस्ट/एयर ब्लास्ट)

एल्यूमिनियम 3003 CNC भागों के लिए सतह उपचार

एनोडाइजिंग: वियर और ऑक्सिडेशन प्रतिरोध बढ़ाता है। 10–25 µm की टाइप II कोटिंग्स सौंदर्य और हल्की एब्रेशन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं।
पाउडर कोटिंग: कंज़्यूमर और कंस्ट्रक्शन घटकों के लिए 60–100 µm की टिकाऊ फिनिश प्रदान करता है।
इलेक्ट्रोपॉलिशिंग: फूड या मेडिकल-ग्रेड अनुप्रयोगों के लिए अल्ट्रा-स्मूद फिनिश प्राप्त करता है।
पैसिवेशन: पेंटिंग या कोटिंग से पहले सतह की स्वच्छता सुनिश्चित करता है।
ब्रशिंग: डेकोरेटिव और इंटीरियर अनुप्रयोगों के लिए Ra 1.0–1.6 µm फिनिश बनाता है।
एलोडाइन कोटिंग: इलेक्ट्रॉनिक या ऑटोमोटिव भागों के लिए क्रोमेट कन्वर्ज़न कोटिंग, जिन्हें कंडक्टिविटी और जंग प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।
UV कोटिंग: पारदर्शी सुरक्षात्मक फिल्म जोड़ता है और रंग बदलने (discoloration) के प्रति प्रतिरोध बढ़ाता है।
लैकर कोटिंग: ग्लॉस, रंग स्थिरता और नमी से सुरक्षा प्रदान करता है।

एल्यूमिनियम 3003 के औद्योगिक अनुप्रयोग

खाद्य और पेय प्रसंस्करण: कुकिंग यूटेंसिल्स, फूड-ग्रेड स्टोरेज टैंक्स, और CNC-मशीन किए गए किचन अप्लायंस कवर।

HVAC और वेंटिलेशन: डक्टवर्क, पैनल्स, और इवैपोरेटर घटक जिन्हें जंग प्रतिरोध और फॉर्मेबिलिटी की आवश्यकता होती है।

निर्माण और वास्तुकला: रूफिंग, साइडिंग, डेकोरेटिव ट्रिम, और स्ट्रक्चरल पैनल्स जिन्हें सौंदर्य और मौसमरोधी प्रदर्शन के लिए मशीन किया जाता है।

कंज़्यूमर प्रोडक्ट्स: इलेक्ट्रॉनिक्स, फर्नीचर और होम गुड्स में मशीन किए गए एनक्लोज़र, कवर और डेकोरेटिव पार्ट्स।

परिवहन: ट्रेलर्स और मोबाइल सिस्टम्स में हल्के पैनल्स, फ्यूल टैंक्स, और प्रोटेक्टिव ब्रैकेट्स।