Русский

Алюминий 4045

Алюминий 4045 — это богатый кремнием припойный алюминиевый сплав, применяемый в теплообменниках и тепловых системах, изготавливаемых методом ЧПУ, где требуются высокая прослеживаемость, защита от коррозии и высокая теплопроводность.

Введение в алюминий 4045

Алюминий 4045 — это алюминиевый сплав с высоким содержанием кремния, который в основном используется в качестве плакирующего слоя в паяных алюминиевых теплообменниках и автомобильных радиаторах. Содержание кремния около 10% обеспечивает отличную паяемость, хорошую коррозионную стойкость и термическую стабильность. Хотя он обычно не применяется как самостоятельный конструкционный сплав, он играет ключевую роль в многослойных композитных деталях, где паяные соединения должны быть точными, стабильными и обладать высокой теплопроводностью.

Алюминий 4045 используется в ЧПУ-обработке в основном для вторичной обработки паяных или композитных панелей в системах теплообмена, HVAC и автомобильных системах терморегулирования.

Химические, физические и механические свойства алюминия 4045

Химический состав (типичный)

Элемент	Диапазон содержания (мас. %)	Основная роль
Алюминий (Al)	Остальное	Основной металл, обеспечивающий теплопроводность и формуемость
Кремний (Si)	9.0–11.0	Улучшает паяемость и теплопроводность
Железо (Fe)	≤0.80	Остаточный элемент
Медь (Cu)	≤0.30	Остаточный элемент
Марганец (Mn)	≤0.05	Остаточный элемент
Магний (Mg)	≤0.05	Остаточный элемент
Цинк (Zn)	≤0.10	Остаточный элемент
Прочие	≤0.15 (всего)	Совокупность остаточных элементов

Физические свойства

Свойство	Значение (типичное)	Стандарт / условия испытаний
Плотность	2.68 г/см³	ASTM B311
Диапазон плавления	570–600 °C	ASTM E299
Теплопроводность	135 Вт/м·K при 25 °C	ASTM E1952
Электропроводность	38% IACS при 20 °C	ASTM B193
Коэффициент теплового расширения	23.2 мкм/м·°C	ASTM E228
Удельная теплоёмкость	875 Дж/кг·K	ASTM E1269
Модуль упругости	70 ГПа	ASTM E111

Механические свойства (в плакированном или отожжённом состоянии)

Свойство	Значение (типичное)	Стандарт испытаний
Предел прочности при растяжении	90–120 МПа	ASTM E8/E8M
Предел текучести (0.2%)	35–60 МПа	ASTM E8/E8M
Относительное удлинение	≥18%	ASTM E8/E8M
Твёрдость	30–40 HB	ASTM E10
Усталостная прочность	Низкая	ASTM E466
Ударная вязкость	Средняя	ASTM E23

Ключевые характеристики алюминия 4045

Отличная паяемость: Высокое содержание кремния снижает температуру плавления и обеспечивает равномерные паяные соединения, что делает сплав идеальным для плакирования теплообменников и деталей HVAC.

Хорошая коррозионная стойкость в композитных слоях: В сочетании с сердцевинными материалами, такими как 3003 или 4343, сплав 4045 обеспечивает жертвенную анодную защиту, особенно в радиаторах и конденсаторных системах.

Отличная теплопроводность: Теплопроводность 135 Вт/м·K обеспечивает эффективный отвод тепла в компактных ЧПУ-обработанных каналах охлаждения и рёбрах.

Мягкость и лёгкая формуемость: Высокая пластичность позволяет выполнять гибку, формование и обжатие, что идеально подходит для узлов с малыми радиусами.

Не подходит для высоконагруженных применений: Из-за низкой прочности и твёрдости сплав обычно используется как плакирующий или паяльный слой, а не как несущий элемент.

Проблемы и решения при ЧПУ-обработке алюминия 4045

Проблемы обработки

Мягкая и «липкая» структура: Может приводить к налипанию материала на инструмент при высоком давлении резания.
Деформация кромок: Тонкие стенки или незафиксированные зоны могут деформироваться при чистовой обработке.
Абразивное действие кремния: Увеличивает износ инструмента без покрытия.

Оптимизированные стратегии обработки

Выбор инструмента

Параметр	Рекомендация	Обоснование
Материал инструмента	Твердосплавные инструменты с DLC- или TiAlN-покрытием	Устойчивость к абразивному износу из-за кремния
Геометрия	Острая передняя поверхность с минимальным зазором	Обеспечивает плавное резание и эффективный отвод стружки
Скорость резания	200–300 м/мин	Минимизирует тепловыделение при сохранении качества поверхности
Подача	0.10–0.20 мм/об	Сохраняет допуски и плоскостность поверхности
Охлаждение	Туман или слабый поток	Предотвращает налипание и улучшает охлаждение

Режимы резания алюминия 4045 (соответствие ISO 513)

Операция	Скорость (м/мин)	Подача (мм/об)	Глубина резания (мм)	Давление охлаждающей жидкости (бар)
Черновая обработка	200–250	0.15–0.20	1.5–2.5	25–35 (туман)
Чистовая обработка	250–300	0.05–0.10	0.2–0.8	30–50 (туман / поток)

Поверхностная обработка ЧПУ-деталей из алюминия 4045

Анодирование: Сложно из-за высокого содержания кремния; возможна неравномерная окраска. Требуется предварительная обработка.
Порошковая окраска: Предпочтительное покрытие для обеспечения долговечности и устойчивости к УФ-излучению; типичная толщина слоя 60–100 мкм.
Электрополировка: Ограниченное применение из-за состава сплава, но возможно для локальной полировки размеров.
Пассивация: Часто используется как предварительный этап для улучшения адгезии покрытия и защиты от окисления.
Шлифование щётками: Эффективно для подготовки поверхности под покрытия или маркировку; типичное Ra 0.8–1.6 мкм.
Покрытие Alodine: Повышает электропроводность и защиту поверхности в системах HVAC и электронных корпусах.
УФ-покрытие: Защищает видимые панели от царапин и деградации поверхности.
Лакировка: Улучшает внешний вид и коррозионную стойкость декоративных или открытых деталей.