Русский

Алюминий 2011

Алюминий 2011 — это легкообрабатываемый алюминиевый сплав, разработанный для ЧПУ-точения высокоточных серийных деталей с жёсткими допусками и отличным качеством поверхности, предназначенный для ненесущих и защищённых от коррозии применений.

Введение в алюминий 2011

Алюминий 2011 — это легкообрабатываемый, «свободно-режущий» алюминиевый сплав с высокой обрабатываемостью, известный отличным дроблением стружки и короткими циклами при высокоскоростных операциях ЧПУ. Его часто называют «эталоном обрабатываемости» среди алюминиевых сплавов; он идеально подходит для прецизионных точёных деталей, где нужны жёсткие допуски и массовое производство.

Благодаря содержанию свинца и отличным характеристикам качества поверхности, алюминий 2011 широко используется в ЧПУ-обработке разъёмов, фитингов, валов, втулок, а также прецизионных электронных и автомобильных компонентов.

Химические, физические и механические свойства алюминия 2011

Химический состав (типовой)

Элемент	Диапазон содержания (мас. %)	Ключевая функция
Алюминий (Al)	Остальное	Лёгкая основа с хорошими тепловыми свойствами
Медь (Cu)	5.0–6.0	Повышает прочность и твёрдость
Висмут (Bi)	0.2–0.6	Повышает обрабатываемость и улучшает дробление стружки
Свинец (Pb)	0.2–0.6	Улучшает свойства свободного резания
Железо (Fe)	≤0.7	Остаточный элемент
Кремний (Si)	≤0.4	Остаточный элемент
Цинк (Zn)	≤0.3	Остаточный элемент
Прочие	≤0.15 (всего)	Остаточные элементы

Физические свойства

Свойство	Типовое значение	Стандарт / условия испытаний
Плотность	2.82 г/см³	ASTM B311
Температура плавления	535–645°C	ASTM E299
Теплопроводность	140 W/m·K при 25°C	ASTM E1952
Электропроводность	39% IACS при 20°C	ASTM B193
Коэффициент теплового расширения	23.2 µm/m·°C	ASTM E228
Удельная теплоёмкость	875 J/kg·K	ASTM E1269
Модуль упругости	70 GPa	ASTM E111

Механические свойства (состояние T3)

Свойство	Типовое значение	Стандарт испытаний
Предел прочности при растяжении	330 MPa	ASTM E8/E8M
Предел текучести (0.2%)	275 MPa	ASTM E8/E8M
Относительное удлинение	≥10%	ASTM E8/E8M
Твёрдость	95 HB	ASTM E10
Усталостная прочность	100 MPa	ASTM E466
Ударная вязкость	Умеренная	ASTM E23

Ключевые характеристики алюминия 2011

Исключительная обрабатываемость: Алюминий 2011 имеет рейтинг обрабатываемости 100% (эталонный стандарт), обеспечивая отличный контроль стружки, минимальный износ инструмента и высокоскоростное производство — идеально для точёных ЧПУ-деталей со сложной геометрией.

Отличное качество поверхности: Формирует чистые поверхности без заусенцев даже при высоких подачах; типичные значения шероховатости Ra ≤0.8 µm при прецизионной токарной обработке.

Умеренная прочность и хорошая размерная стабильность: В состоянии T3 обеспечивает предел текучести до 275 MPa при низкой склонности к короблению и остаточным напряжениям — подходит для фитингов и разъёмов с жёсткими допусками.

Плохая свариваемость и коррозионная стойкость: Содержание свинца и меди снижает свариваемость и коррозионную стойкость; после обработки детали обычно получают защитные покрытия.

Не подходит для конструкционных и несущих применений: Из-за низкой коррозионной стойкости и ограниченной усталостной долговечности 2011 используют в неконструкционных изделиях, где важны точность размеров и повторяемость.

Проблемы и решения при ЧПУ-обработке алюминия 2011

Проблемы обработки

Фактор содержания свинца: из-за наличия свинца может потребоваться особое обращение для экологических или медицинских применений.
Ограниченная свариваемость: сварка не рекомендуется из-за риска горячих трещин и испарений свинца.
Требуется защита после обработки: при отсутствии покрытия материал склонен к окислению.

Оптимизированные стратегии обработки

Выбор инструмента

Параметр	Рекомендация	Обоснование
Материал инструмента	Твердосплав без покрытия или с покрытием TiN	Улучшает качество поверхности и дробление стружки
Геометрия	Острый угол, большой передний угол	Облегчает контроль стружки и снижает нагрузку на инструмент
Скорость резания	250–500 m/min	Обеспечивает высокоскоростное точение и сверление
Подача	0.10–0.35 mm/rev	Сохраняет жёсткие допуски и гладкую поверхность
Охлаждение	Лёгкий масляный туман или сухое резание	Снижает налипание стружки и улучшает обзор зоны резания

Режимы резания для алюминия 2011 (соответствие ISO 513)

Операция	Скорость (m/min)	Подача (mm/rev)	Глубина резания (mm)	Давление СОЖ (bar)
Черновая обработка	250–400	0.20–0.35	1.5–3.0	Dry or mist
Чистовая обработка	400–500	0.05–0.10	0.2–0.8	Mist/lubrication optional

Поверхностная обработка ЧПУ-деталей из алюминия 2011

Анодирование: Ограниченно эффективно из-за высокого содержания меди. Возможна неравномерная окраска без правильной предварительной подготовки.
Порошковое покрытие: Обеспечивает коррозионную защиту и эстетичность при толщине покрытия 60–100 µm.
Электрополирование: Улучшает и без того высокое качество поверхности до ≤0.2 µm Ra. Обычно применяется для видимых деталей или поверхностей скольжения.
Пассивация: Используется для очистки поверхности и ингибирования коррозии перед последующим покрытием.
Шлифование щётками: Подготавливает деталь к окраске или порошковому покрытию; часто применяется для декоративных или промышленных панелей.
Алодиновое покрытие: Применяется для временной коррозионной защиты и сохранения электропроводности; особенно актуально для электротехнических применений.
УФ-покрытие: Добавляет тонкий защитный слой для глянцевых деталей потребительского назначения.
Лакировка: Прозрачные покрытия повышают стойкость к окислению и улучшают внешний вид товаров с высокой оборачиваемостью.