एल्यूमिनियम 3103
Introduction to Aluminum 3103
Aluminum 3103 एक non-heat-treatable aluminum-manganese alloy है, जो अपनी excellent corrosion resistance, moderate strength, और good formability के लिए जाना जाता है। 3xxx series का हिस्सा होने के कारण, यह अक्सर architectural panels, food-grade containers, और chemical processing systems में इस्तेमाल किया जाता है—जहाँ long-term atmospheric या chemical corrosion resistance की जरूरत होती है।
Easy forming और clean machinability की वजह से, Aluminum 3103 को construction, food, और HVAC industries में panels, brackets, housings, और piping components के CNC machining के लिए अक्सर select किया जाता है।
Chemical, Physical, and Mechanical Properties of Aluminum 3103
Chemical Composition (Typical)
Element | Composition Range (wt.%) | Key Role |
|---|---|---|
Aluminum (Al) | Balance | Base metal for lightweight, corrosion-resistant applications |
Manganese (Mn) | 0.9–1.5 | Increases strength and improves corrosion resistance |
Iron (Fe) | ≤0.70 | Residual element |
Silicon (Si) | ≤0.60 | Residual element |
Copper (Cu) | ≤0.10 | Residual element |
Zinc (Zn) | ≤0.10 | Residual element |
Others | ≤0.15 (total) | Trace elements |
Physical Properties
Property | Value (Typical) | Test Standard/Condition |
|---|---|---|
Density | 2.73 g/cm³ | ASTM B311 |
Melting Point | 635–655°C | ASTM E299 |
Thermal Conductivity | 160 W/m·K at 25°C | ASTM E1952 |
Electrical Conductivity | 38% IACS at 20°C | ASTM B193 |
Coefficient of Expansion | 23.6 µm/m·°C | ASTM E228 |
Specific Heat Capacity | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Elastic Modulus | 70 GPa | ASTM E111 |
Mechanical Properties (H14 Temper)
Property | Value (Typical) | Test Standard |
|---|---|---|
Tensile Strength | 180–200 MPa | ASTM E8/E8M |
Yield Strength (0.2%) | 160 MPa | ASTM E8/E8M |
Elongation | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Hardness | 50–60 HB | ASTM E10 |
Fatigue Strength | 80 MPa | ASTM E466 |
Impact Resistance | High | ASTM E23 |
Key Characteristics of Aluminum 3103
Excellent Corrosion Resistance: यह atmospheric, industrial, और mildly chemical environments में बहुत अच्छा perform करता है, इसलिए HVAC और food facilities में piping, ducting, और cladding के लिए ideal है।
Moderate Strength with Good Workability: pure aluminum (जैसे 1050) की तुलना में higher strength देता है, लेकिन formability compromise नहीं करता—ऐसे CNC parts के लिए suitable जिनमें structural + aesthetic दोनों requirements हों।
Superior Weldability: TIG/MIG और resistance welding को minimal cracking के साथ support करता है। post-weld dimensional accuracy की जरूरत वाले fabrications के लिए उपयुक्त।
Non-Heat Treatable Alloy: strengthening cold working से tempers जैसे H14, H16, या H18 तक किया जाता है। thermal cycling के दौरान properties stable रहती हैं।
Environmentally Friendly: fully recyclable है और minimal performance loss के साथ reuse हो सकता है—sustainable design और green manufacturing initiatives में widely adopted।
CNC Machining Challenges and Solutions for Aluminum 3103
Machining Challenges
Soft Surface: अगर handling और clamping सही न हो तो scratching या galling की tendency हो सकती है।
Built-Up Edge (BUE): material adhesion cutting-edge sharpness और surface finish को degrade कर सकता है।
Moderate Thermal Conductivity: tight tolerances maintain करने के लिए coolant optimization की जरूरत पड़ सकती है।
Optimized Machining Strategies
Tool Selection
Parameter | Recommendation | Rationale |
|---|---|---|
Tool Material | Uncoated carbide or TiN-coated tools | Minimizes sticking and maintains tool sharpness |
Geometry | Large rake angle, polished edges | Facilitates clean chip formation |
Cutting Speed | 200–400 m/min | Balances surface finish and productivity |
Feed Rate | 0.10–0.25 mm/rev | Supports fine tolerances and smooth edges |
Coolant | Dry or mist coolant | Reduces friction without affecting surface finish |
Aluminum 3103 Cutting Parameters (ISO 513 Compliance)
Operation | Speed (m/min) | Feed (mm/rev) | Depth of Cut (mm) | Coolant Pressure (bar) |
|---|---|---|---|---|
Roughing | 200–300 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | Dry or mist |
Finishing | 300–400 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | Mist or light flood |
Surface Treatment for Aluminum 3103 CNC Parts
Anodizing: Type II और hard coat anodizing accept करता है; surface hardness और corrosion resistance improve करने के लिए ideal। Typical coating thickness 5–25 µm।
Powder Coating: architectural और consumer parts के लिए strong adhesion और UV resistance के साथ 60–100 µm thick finishes प्रदान करता है।
Electropolishing: cleanroom और aesthetic finishes के लिए Ra ≤0.2 µm तक surface smoothness बढ़ाता है।
Passivation: contaminants remove करने और post-machining corrosion performance improve करने के लिए उपयोग किया जाता है।
Brushing: panels, covers, और consumer interfaces पर Ra 0.8–1.6 µm satin finishes देता है।
Alodine Coating: aerospace और electronics housings के लिए conductivity और corrosion resistance enhance करता है।
UV Coating: visible या branded parts के लिए 5–15 µm transparent film अतिरिक्त environmental protection देता है।
Lacquer Coating: signage और architectural panels के लिए clear, glossy protection प्रदान करता है।
Industry Applications of Aluminum 3103
HVAC and Ventilation: ductwork, piping, और structural brackets जो variable temperatures और humidity के संपर्क में रहते हैं।
Architecture: decorative panels, wall cladding, और outdoor signage—corrosion resistance और aesthetic finish के कारण।
Food and Beverage Processing: containers, panels, और liners जिन्हें hygienic और oxidation-resistant properties चाहिए।
Consumer Products: CNC-machined casings, interface panels, और decorative hardware।
Transportation: lightweight housings, supports, और protective panels जो vibration और outdoor conditions में काम करते हैं।
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