एल्यूमिनियम 7075
Aluminum 7075 का परिचय
Aluminum 7075 एक उच्च-शक्ति (high-strength), हीट-ट्रीटेबल एल्युमिनियम मिश्रधातु है, जो विशेष रूप से एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव उद्योगों में उत्कृष्ट यांत्रिक प्रदर्शन और थकान प्रतिरोध (fatigue resistance) प्रदान करती है। इसके बेहतरीन strength-to-weight ratio के कारण, 7075 उन संरचनात्मक अनुप्रयोगों में अधिकांश अन्य एल्युमिनियम ग्रेड्स से बेहतर है जहाँ डायनेमिक लोडिंग के तहत टिकाऊपन आवश्यक होता है।
T6 और T73 टेम्पर में इसकी अच्छी मशीनिंग क्षमता और उच्च कठोरता के कारण, Aluminum 7075 CNC मशीनिंग के लिए आदर्श है—जैसे टूलिंग, फ्रेम्स, सस्पेंशन कंपोनेंट्स और मिलिट्री-ग्रेड इक्विपमेंट के हाई-परफॉर्मेंस पार्ट्स।
Aluminum 7075 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
एल्युमिनियम (Al) | शेष | हल्का आधार, जंग प्रतिरोध के साथ |
जिंक (Zn) | 5.1–6.1 | प्रेसिपिटेशन हार्डनिंग के माध्यम से प्रमुख मजबूती बढ़ाने वाला तत्व |
मैग्नीशियम (Mg) | 2.1–2.9 | मजबूती और कठोरता बढ़ाता है |
कॉपर (Cu) | 1.2–2.0 | कठोरता और घिसाव प्रतिरोध बढ़ाता है |
क्रोमियम (Cr) | 0.18–0.28 | जंग प्रतिरोध और टफनेस बढ़ाता है |
आयरन (Fe) | ≤0.50 | अवशिष्ट तत्व |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.40 | अवशिष्ट तत्व |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤0.30 | अवशिष्ट तत्व |
टाइटेनियम (Ti) | ≤0.20 | ग्रेन रिफाइनिंग तत्व |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 2.81 g/cm³ | ASTM B311 |
गलनांक | 477–635°C | ASTM E299 |
तापीय चालकता | 25°C पर 130 W/m·K | ASTM E1952 |
विद्युत चालकता | 20°C पर 33% IACS | ASTM B193 |
विस्तार गुणांक | 21.2 µm/m·°C | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 960 J/kg·K | ASTM E1269 |
लोच मापांक | 71.7 GPa | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (T6/T73 टेम्पर)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
तन्य शक्ति | 510–570 MPa (T6) | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 430–505 MPa (T6) | ASTM E8/E8M |
विस्तार | ≥7% (T6), ≥11% (T73) | ASTM E8/E8M |
कठोरता | 150–175 HB | ASTM E10 |
थकान शक्ति | 160 MPa (T6) | ASTM E466 |
इम्पैक्ट प्रतिरोध | उच्च (T73) | ASTM E23 |
Aluminum 7075 की प्रमुख विशेषताएँ
उच्च Strength-to-Weight Ratio: Aluminum 7075 एल्युमिनियम मिश्रधातुओं में सबसे अधिक तन्य शक्तियों में से एक प्रदान करता है, जिससे लोड-बेयरिंग क्षमता बनाए रखते हुए वजन में बचत होती है। यह एयरोस्पेस संरचनात्मक मेंबर्स और हाई-स्पीड मूविंग असेंबली के लिए आदर्श है।
उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध: विशेष रूप से T6 टेम्पर में, 7075 को बार-बार होने वाले तनाव (repeated stress) के तहत क्रैक प्रोपेगेशन को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है—इसी कारण यह विंग्स, गियरबॉक्स और हाई-साइकिल मैकेनिकल कंपोनेंट्स के लिए उपयुक्त है।
मध्यम जंग प्रतिरोध: 6061 या 6063 जितना जंग-रोधी नहीं होने के बावजूद, 7075 एनोडाइजिंग या अलोडाइन कोटिंग के माध्यम से अतिरिक्त सुरक्षा प्राप्त कर सकता है, खासकर मरीन या आर्द्र वातावरण में।
आयामी स्थिरता और घिसाव प्रतिरोध: इसकी कठोरता और मजबूती डिफ्लेक्शन को कम करती है तथा टूल वियर घटाती है, जिससे CNC मशीन्ड पार्ट्स में ±0.005 mm तक टाइट टॉलरेंस बनाए रखे जा सकते हैं और थर्मल साइक्लिंग के दौरान विकृति कम होती है।
कम फॉर्मबिलिटी लेकिन उत्कृष्ट मशीनबिलिटी: यह डीप बेंडिंग या भारी फॉर्मिंग के लिए आदर्श नहीं है, लेकिन 7075 कार्बाइड टूल्स के साथ साफ-सुथरी और तेज़ मशीनिंग करता है, जिससे हाई-प्रिसिजन पार्ट्स का कुशल उत्पादन संभव होता है।
Aluminum 7075 के लिए CNC मशीनिंग चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
उच्च कठोरता: नरम एल्युमिनियम मिश्रधातुओं की तुलना में टूल वियर तेज़ करती है।
वर्क हार्डनिंग: लोकल हार्ड ज़ोन्स से बचने के लिए निरंतर (consistent) कटिंग आवश्यक है।
थर्मल संवेदनशीलता: जल्दी गर्मी उत्पन्न होती है, इसलिए डीप कट्स के दौरान उचित कूलिंग आवश्यक होती है।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | माइक्रोग्रेन या कोटेड कार्बाइड | एज वियर का प्रतिरोध करता है और शार्पनेस बनाए रखता है |
ज्यामिति | न्यूट्रल से हाई रेक एंगल | मजबूती और चिप इवैक्यूएशन में संतुलन बनाता है |
कटिंग गति | 150–250 m/min (T6) | ओवरहीटिंग और टूल ब्रेकडाउन से बचाता है |
फीड दर | 0.08–0.20 mm/rev | चिप थिकनेस बनाए रखता है और टूल लाइफ बढ़ाता है |
कूलेंट | हाई-प्रेशर फ्लड या मिस्ट | थर्मल डिफॉर्मेशन कम करता है और क्लीन फिनिश सुनिश्चित करता है |
Aluminum 7075 कटिंग पैरामीटर (ISO 513 अनुपालन)
ऑपरेशन | गति (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 150–200 | 0.15–0.20 | 2.0–4.0 | 30–50 (फ्लड) |
फिनिशिंग | 200–250 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 50–80 (मिस्ट/फ्लड) |
Aluminum 7075 CNC पार्ट्स के लिए सतह उपचार
एनोडाइजिंग: Type II और हार्ड एनोडाइजिंग जंग प्रतिरोध और सतह कठोरता बढ़ाते हैं, हालांकि रंग की समानता (color uniformity) में भिन्नता हो सकती है।
पाउडर कोटिंग: आउटडोर या रग्ड पार्ट्स के लिए अच्छी केमिकल स्थिरता के साथ इम्पैक्ट-रेज़िस्टेंट प्रोटेक्टिव लेयर जोड़ती है।
इलेक्ट्रोपॉलिशिंग: क्रिटिकल एयरोस्पेस हार्डवेयर के लिए अपियरेंस और जंग सुरक्षा को बेहतर बनाती है।
पैसिवेशन: अवशिष्ट दूषकों को कम करता है और मशीनिंग के बाद ऑक्साइड इंटीग्रिटी को बहाल करता है।
ब्रशिंग: मैट या सैटिन फिनिश देता है, जो हाई-टच कंपोनेंट्स और विज़िबिलिटी-क्रिटिकल सतहों के लिए उपयुक्त है।
अलोडाइन कोटिंग: आयामी बदलाव के बिना कंडक्टिव, जंग-रोधी फिनिश प्रदान करती है। यह एविएशन में व्यापक रूप से उपयोग होती है।
UV कोटिंग: कंज्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स में केमिकल रेज़िस्टेंस और फिनिश टिकाऊपन के लिए तेज़ी से क्योर होने वाली पारदर्शी परत।
लैकर कोटिंग: टूल्स, ऑप्टिक्स और मैकेनिकल हाउसिंग्स में मशीन्ड एल्युमिनियम सतहों को सुरक्षित और पॉलिश करती है।
Aluminum 7075 के औद्योगिक अनुप्रयोग
एयरोस्पेस: फ्यूज़लाज फ्रेम्स, लैंडिंग गियर, ब्रैकेट्स और एक्ट्यूएटर्स—जहाँ उच्च मजबूती और थकान प्रदर्शन आवश्यक है।
Defense & Firearms: राइफल रिसीवर्स, स्कोप माउंट्स और टैक्टिकल गियर कंपोनेंट्स—कठोरता और संरचनात्मक रिगिडिटी की जरूरत के लिए।
ऑटोमोटिव: रेसिंग-ग्रेड सस्पेंशन आर्म्स, व्हील हब्स, परफॉर्मेंस लिंकज सिस्टम्स और स्ट्रक्चरल माउंट्स।
रोबोटिक्स: हाई-परफॉर्मेंस रोबोटिक आर्म्स, ड्रोन फ्रेम्स और स्ट्रक्चरल एनक्लोज़र्स—मोशन और वाइब्रेशन एक्सपोज़र वाले अनुप्रयोग।
टूलिंग & मोल्ड्स: प्रिसिजन जिग्स, डाइज और मोल्ड प्लेट्स—जहाँ घिसाव प्रतिरोध, टाइट टॉलरेंस और आयामी सटीकता जरूरी है।
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