Марки алюминиевых сплавов для гибки

Обновлено: 30.04.2025

Алюминий как конструкционный материал редко применяется в чистом виде. Малое количество (иногда меньше 1 %) других элементов могут значительно изменить его свойства, физические и механические. Одним из основных свойств конструкционных металлов является их прочность. Нелегированный алюминий имеет предел прочности около 90 МПа. За счет деформационного наклепа (нагартовки) эта величина может возрастать до 200 МПа. Однако добавление в чистый алюминий небольших количеств цинка, меди и магния делает его высокопрочным алюминиевым сплавом с пределом прочности более 550 МПа.

Алюминиевые сплавы делятся на две категории: деформируемые и литейные. Деформируемые сплавы обрабатываются в заданную форму с помощью деформации (экструзии, прокатки, ковки, штамповки, волочения). Литейные сплавы разливают в литейные формы.

Роль магния и кремния в сплавах серии 6ххх

Магний и кремний являются главными легирующими элементами во всех алюминиевых сплавах серий 6ххх. Магний и кремний входят в соединение силицид магния (Mg₂Si) в соотношении 1,73 к 1 (рисунок 1). Именно силицид магния делает алюминиевые сплавы 6ххх термически упрочняемыми. Уровень прочностных свойств этих алюминиевых сплавов зависит в основном от количества, величины и однородности распределения кластеров или частиц Mg₂Si в алюминии.

По содержанию в сплаве магния определяют количество кремния, которое он «свяжет» в силициде магния: %Si = %Mg/1,73. Например, если содержание магния в сплаве составляет 0,45 %, то для образования силицида магния необходимо 0,45/1,73 = 0,26 % кремния. Часть кремния связывается с железом и марганцем в первичных частицах Al(FeMn)Si, которые образуются еще при разливке столбов. Это количество кремния оценивают как треть или четверть от суммарного содержания железа и марганца: 1/4 (Fe + Mn). Остальной кремний – избыточный.

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.

Марка алюминия для гибки

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Что особенного в гибке алюминия

В основном применяют два способа гибки алюминиевого листового материала:

воздушный или свободный,
калибровочный.

Свободный способ — это когда между пуансоном и листом металла имеется воздушный зазор. Этот метод является наиболее широко используемым на сегодняшний день.

Если же в процессе сгибания между пуансоном и стенками формы нет воздушного зазора и алюминиевый лист плотно сжимается, то такой способ называют калибровкой. Эта методика достаточно старая и применяется для наиболее мягких материалов или для изготовления сложных форм изделий.

Гибка алюминия свободным методом имеет ряд преимуществ по сравнению с калибровочным способом, а именно:

более высокая степень гибкости, так без замены пуансона и формы можно получать разные углы гибки листового профиля;
требуются меньшие усилия для осуществления деформации;
можно сгибать листы большей толщины;
сравнительно меньшая стоимость оборудования.

К недостаткам свободного метода можно отнести:

невысокую точность углов при сгибании для тонкостенных листов металла;
точность повторения формы зависит от физических свойств материала;
плохая применимость для операций со сложной конфигурацией.

Готовый алюминиевый продукт: сплав + состояние

При задании алюминиевого сплава как конструкционного материала обязательно указывают как обозначение алюминиевого сплава, так и состояние которое он получил в готовом продукте, например, в прессованном алюминиевом профиле. Указание для конструкционного материала только алюминиевого сплава без указания состояния не имеет смысла.

В отечественных стандартах, европейских и американских стандартах применяют различные формы совместного обозначения сплава и состояния: слитное, через пробел и через дефис.

Например, в действующем в настоящее время ГОСТ 22233-2001 для профилей из сплава АД31 применяют обозначение «АД31Т1» (между обозначением сплава и обозначением состояния нет пробела). Это означает, что профиль из алюминиевого сплава АД31 был подвергнут полной закалке и искусственному старению.

Для профилей из зарубежных алюминиевых сплавов 6060 и 6063 применяется обозначения сплава и состояния, которые приняты в европейских стандартах, то есть через пробел, например, 6060 Т6. Это также означает, что профиль из сплава 6060 был подвергнут полной закалке и искусственному старению.

В американской технической литературе и американских нормативных документах применяют написание сплава и состояния через дефис (не тире!), например, 6063-Т6.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Алюминиевые сплавы 6060, 6063 и АД31

Химический состав алюминиевых сплавов 6060 и 6063 по EN 573 и сплава АД31 по ГОСТ 4784 показан в таблице 1. Отметим повышенный уровень примесей в сплаве АД31, в том числе, за счет сокращения количества значащих цифр.

Таблица 1 — Химический состав сплавов АД31, 6060 и 6063

Состояния профилей из сплавов 6060, 6063 и АД31

Состояние алюминиевого сплава отражает историю обработки материала алюминиевого изделия или полуфабриката (деформационную и/или термическую). Химический состав сплава и его состояние однозначно определяют структуру материала и его механические свойства.

ГОСТ 22233-2001 применяет для сплава АД31 следующие состояния:

Т – закаленное и естественно состаренное;
Т1 – закаленное и искусственно состаренное;
Т5 – не полностью закаленное и искусственно состаренное;
Т1(22) и Т1(25) – закаленное и искусственно состаренное повышенной прочности.

Для международных сплавов 6060 и 6063 применяются следующие состояния:

Т4 – закаленное и естественно состаренное;
Т6 – закаленное и искусственно состаренное;
Т5 – не полностью закаленное и искусственно состаренное;
Т64 - закаленное и искусственно состаренное (недостаренное);
Т66 - закаленное и искусственно состаренное повышенной прочности.

Состояние Т5

Неполная закалка профилей может возникать в следующих случаях:

при закалке на прессе от температуры ниже температуры полного растворения легирующих элементов;
при недостаточно высокой скорости охлаждения профиля на выходе из пресса;
при «щадящем» охлаждении тонкостенных или сложных профилей для предотвращения их коробления.

Состояния Т4 и Т6

Формально состояния Т4 и Т6 включают закалку с отдельного печного нагрева. Однако на практике эти состояния получают путем закалки на прессе. В этом случае, в отличие от состояния Т5, должен производиться контроль температуры профилей на выходе из матрицы и скорости охлаждения профилей.

Состояние Т66

Состояние Т66 – это состояние Т6 с повышенными прочностными свойствами. Эти повышенные механические свойства достигаются за счет специальных мероприятий, например, более строгого контроля скорости охлаждения профилей или более узкого интервала химического состава сплава.

Состояние Т64

Недостаренное состояние (см. рисунок 2). В этом состоянии материал имеет пониженную по сравнению с состоянием Т6 прочность, но более высокую пластичность. Материал в состоянии Т64 применяют, например, для гибки профилей.

1. ГОСТ 22233-2001.

2. СП 128.13330.2012 (актуализированный СНиП 2.03.06-85).

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Гибка алюминия 6 мм

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Важная информация

Гибка алюминия с сохранением целостности

Если для части сортов и марок практически не возникает вопрос, как согнуть алюминиевый лист, то для сплава дюралюминия, а также листового проката с явно выраженными закаленными и жесткими свойствами, это представляет определенную трудность, так как в месте сгибания он, как правило, должен лопнуть.

Поэтому гибка листового алюминия композиционных составов производиться методом выборки паза в месте гиба. Для этого на листе закрепляют направляющие и, с помощью специального ручного инструмента фрезера, прорезают паз как минимум на 2/3 глубины с углом развертки от 90 до 110 градусов, что дает возможность сгибать алюминиевый лист под углом 90 градусов без потери целостности.

Если у вас есть опыт, как согнуть жесткий алюминиевый лист и при этом не сломать его, то поделитесь им в блоке комментариев.

Специфика гибки алюминиевого листа

Гнуть алюминиевый лист легко, а если нужно при этом его нагреть, то температура его плавления не очень высока. Но не все так просто. Об о все по порядку.

На первый взгляд нет более удобного материала, чем алюминиевый лист для создания самых разных форм своими руками. Гнуть алюминий легко, а если нужно при этом его нагреть, то температура его плавления не очень высока. Но не все так просто. На практике гибка алюминиевого листа имеет определенную специфику как в самом процессе сгибания, так и в сохранении целостности листового материала в месте деформации.

Технология гибки листового алюминия

При наличии воздушного зазора между стенками V-образной матрицы и листом осуществляется «свободная» гибка, называемая еще «воздушная». Это очень популярный метод обработки металла.

Гибка при полном прижатии листа к матрице называется калибровкой. Этот метод появился очень давно и в настоящее время используется для определенных случаев, когда другой метод не эффективен. Рассмотрим подробнее данные способы гибки листового алюминия.

1. Свободная.

С помощью этого метода происходит сгибание листа, но с ограниченной точностью.

Основные характеристики метода:

Лист вдавливается траверсой с помощью пуансона на выбранную глубину по оси Y в канавку матрицы.
Лист не имеет точек соприкосновения со стенками матрицы, оставаясь в воздушном пространстве.
Соответственно, геометрия гибочного инструмента не является определяющей. Угол гибки зависит от положения оси Y.

Современные прессы позволяют настроить точность оси Y до 0,01 мм. Верно определить угол в зависимости от положения оси Y достаточно трудно, поскольку для каждого угла эта величина будет отличаться. Различия обусловлены свойствами самого металла, особенностями гибочного инструмента и настройками хода опускания траверсы.

Свободная гибка обладает рядом достоинств:

Высокая упругость: Можно получить любой угол гибки (входящий в промежуток между углом раскрытия V-образной матрицы), не меняя гибочных инструментов.
Снижаются расходы на инструмент.
Не требуется больших усилий для сгибания.
Варьирование усилий позволяет достичь различных результатов. Чем больше раскрыта матрица, тем меньше усилий необходимо для гибки. При удвоении ширины канавки понадобится в два раза меньше усилий. Соответственно, вы можете обрабатывать более толстый металл, раскрывая шире матрицу с тем же усилием.
Не требует больших вложений, поскольку необходим пресс с меньшим усилием.

Конечно, это чисто теоретические выкладки, так как, возможно, вы захотите приобрести дополнительное оснащение к столь экономичному прессу в виде оси заднего упора, манипуляторов и пр.

Недостатки воздушной гибки:

углы гибки тонкого листа не отличаются высокой точностью;
свойства материала могут оказывать влияние на точность повторения;
специфические гибочные операции данным методом не выполнить.

Воздушная гибка листового алюминия подходит для листов толще 1,25 мм. Если ваш материал толщиной менее 1 мм, то лучше использовать калибровку.

При гибке наименьший внутренний радиус должен быть больше толщины листа. В противном случае подходит только калибровка. Внутренний радиус меньше толщины листа можно сделать лишь на очень мягком материале. Так, для этих целей можно использовать медь.

Воздушная гибка помогает изготавливать большой радиус. Это достигается с помощью пошагового перемещения заднего упора. Но если вы хотите получить высокое качество большого радиуса, то рекомендуем обратиться к методу калибровки.

2. Калибровка.

Отличается высокой точностью, но малой гибкостью. Угол гиба зависит от усилия и гибочного инструмента. Металл плотно зажимается пуансоном и матрицей. При таком варианте свойства материала не могут повлиять на угол гиба и отсутствует упругая деформация.

При калибровке сложно рассчитать требуемое усилие. Сделать это можно пробным путем, согнув на гидравлическом прессе небольшой образец. Следует понимать, что усилие калибровки может до 10 раз превышать те, что необходимы для свободной гибки.

Калибровка дает целый ряд преимуществ:

позволяет сделать любые формы с помощью металлического инструмента;
доступен маленький внутренний и большой внешний радиус;
обеспечивает высокую точность углов гиба, независимо от толщины и свойств материала;
позволяет сделать Z-образные профили и глубокие U-образные каналы;
применяя стальные пуансоны и матрицы из полиуретана, можно изготовить любые формы для толщины до 2 мм;
эффективна на гибочных прессах, которые сами по себе не обладают точностью, позволяющей качественно выполнять свободную гибку.

по сравнению со свободной гибкой требуется большее усилие (в 3–10 раз больше);
для каждой формы нужен свой специальный инструмент;
необходима частая смена инструмента (кроме больших серий).

Многие разновидности листового алюминия сгибаются очень легко. Но сплав дюралюминия и специальные закаленные листы с повышенной жесткостью подвергнуть гибке очень трудно, поскольку они могут просто лопнуть в месте сгиба.

В связи с этим гибка листового алюминия композиционных составов выполняется путем предварительной выборки паза в том месте, где планируется делать сгиб. Технология выборки достаточно проста: по закрепленным направляющим ручным фрезером делают паз на 2/3 глубины листа. Если вы хотите согнуть листовой алюминий под углом 90°, то при выборке паза угол развертки должен быть 90–110°.

Состояния алюминиевых сплавов

Уровень механических свойств любого алюминиевого сплава определяют два основных фактора:

химический состав сплава, то есть содержание в процентах, как легирующих элементов, так и примесей;
состояние сплава, то есть обработка, которую получил сплав в процессе изготовления готового алюминиевого продукта, деформационная и термическая.

Для состояний, которые достигаются в основном термической обработкой обозначение состоит из заглавной буквы Т и одной или нескольких цифр, например, Т66.

Для состояний, которые достигаются деформационной обработкой, применяются обозначения, которые состоят из заглавной буквы Н и одной или нескольких цифр, например, Н14.

Сплавы для профилей ограждающих конструкций

Профили для ограждающих конструкций зданий – окон, дверей, фасадов – отличаются сложной формой поперечного сечения, в том числе, довольно тонкими стенками и полками, пазами для уплотнителей и термовставок. Кроме того, эти профили требуют повышенной точности размеров поперечного сечения, а также формы, поперечной и продольной. Поэтому для их изготовления применяются обычно только алюминиевые сплавы 6060 и 6063 (АД31).

Содержание основных легирующих элементов этих сплавов – магния и кремния – показано на рисунке 1. Для сравнения приведены другие сплавы серии 6ххх – среднелегированный сплав 6005 и высоко легированные сплавы 6061 и 6082.

Рисунок 1 – Магний и кремний в сплавах серии 6ххх

Основные преимущества алюминиевых сплавов серии 6060, 6063 и АД31 заключаются в том, что они легко прессуются и способны подвергаться полной закалке прямо на прессе с достижением максимально прочного состояния Т6 с применением только воздушного охлаждения.

Алюминиевые сплавы для алюминиевых профилей

Российский СП 128.13330.2012 (актуализированный СНиП 2.03.06-85) предписывает для применения в строительных алюминиевых профилях следующие деформируемые алюминиевые сплавы: АД31, 6060, 6063, АД33, АВ, 1915, 1925, В95.

Еврокод 9 применяет для алюминиевых профилей сплавы 5083, 5454, 5754, 6060, 6061, 6063, 6005А, 6106, 6082, 7020.

Российский СП 128.13330.2012 и европейский Еврокод 9 «пересекаются» на сплавах 6060, 6063, АД33 (6082) и, частично на сплавах 1915 и 1925 (7020).

Заметим, что Еврокод 9 не применяет высокопрочных сплавов, таких как 7075, (аналог сплава В95). Кроме того, Еврокод рекомендует для алюминиевых профилей три сплава серии Al-Mg (5ххх). В СП 128.13330.2012 подобные сплавы для профилей отсутствуют.

Способы гибки алюминиевых труб

Чаще всего гнут такие марки алюминия, как АД0, АД31, АД33 и т.п., а также и дюралюминий типа Д1. Далее читайте как можно согнуть алюминиевую трубу.

Как согнуть алюминиевую трубу — этот вопрос не может показаться странным для людей, которые уже имели дело с гибкой алюминия (и, в частности, сплавов на его основе). Данный металл, несмотря на высокую пластичность, капризен при деформировании, особенно в пустотелых сечениях. Между тем, алюминиевые трубы часто встречаются как элементы трубопроводных соединений.

Какие марки можно гнуть, а какие нет

Для начала определимся, какие виды алюминиевого проката выпускают на производстве.

Так можно выделить несколько основных видов сортопроката алюминиевого листа, которые могут значительно отличаются друг от друга своими физическими свойствами и возможностями деформации. Итак, наиболее распространенные виды:

Отожженный, имеет в обозначении букву М, является самым мягким сортом, поэтому прекрасно поддается деформации, но при этом легко мнется и рвется при чрезмерном растяжении.
Полунагартованный обозначается, как Н2 и имеет более жесткие свойства, чем сорт М также хорошо деформируется и способен выдержать сгибание свыше 90 градусов за раз. При этом за счет своей повышенной жесткости неплохо сохраняет форму и препятствует образованию вмятин, поэтому чаще всего применяется как облицовочный материал.
Нагартованный, в обозначении сорта содержит одну букву Н. Нагартовкой называется метод придания листовому металлу повышенной прочности при помощи холодного уплотнения. Для этого алюминиевый лист дополнительно прокатывают между двумя валами на специальном станке. Этот сорт хорошо гнется на углы до 90 градусов и способен выдерживать значительные нагрузки на свою поверхность.
Закаленный или естественно состаренный, как правило, маркируется буквой Т. Представляет собой достаточно твердый алюминиевый прокат, поэтому он более требователен при обработке, так как при сгибании на холодную под 90 градусов трескается в месте сгиба. Используется для изготовления деталей и узлов, работающих с повышенной нагрузкой.

Основные выпускаемые виды сплавов алюминиевого листопроката можно расположить следующим образом:

Технические сплавы марок 1105 и ВД1, имеют сравнительно малый удельный вес листа и без особых проблем легко сгибаются.
Алюминиево-магниевые сплавы, маркируются буквами АМГ. Их производят из алюминия, легированного с помощью добавления магния и марганца. Марка АМГ обладает кислотостойкими свойствами и хорошо гнется, поэтому в основном применяет для производства емкостей и баков, а также деталей катеров и лодок.
Пищевые сплавы марок А5 и АД, выпускают нагартованными, полунагартованными или отожженными сортами.
Повышенной пластичности сплавы АМЦ специально предназначены для изготовления сложноизогнутых деталей, таких как автомобильные радиаторы и т. п.
Дюралюминий маркируется буквой Д. Он относиться к высокопрочным сортам, основным отличием которого является высокая устойчивость к внешнему воздействию. Дюралюминий практически не гнется, поэтому применяется только при изготовлении деталей методом штамповки.
Авиационные особо прочные сплавы марки В, гнутся по особой технологии штамповки и прессования. Их используют при изготовлении высоконагруженных деталей в автомобильной промышленности и отраслях авиастроения.

Более детально описаны свойства и характеристики выпускаемых сортов и видов алюминиевого листового проката в ГОСТ 21631-76.

Какие марки листового алюминия можно подвергать гибке

Современные производства выпускают несколько разновидностей листового алюминия, отличающегося своими физическими свойствами и пластичностью. Наибольшую популярность получили следующие виды алюминиевого листа:

Отожженный (маркировка М). Представляет собой очень мягкий сорт алюминия, имеющий высокую пластичность и широкие деформационные возможности. К его недостаткам можно отнести то, что такой лист может легко порваться, если приложить слишком большую силу.
Полунагартованный (маркировка Н2). По сравнению с сортом М имеет большую жесткость, но сохраняет свои пластичные свойства. Гибка листового алюминия сорта Н2 может выполняться за один проход свыше угла 90°. Повышенная жесткость такого листового алюминия позволяет предотвратить появление вмятин на его поверхности. Широкое применение он получил при выполнении облицовочных работ.
Нагартованный (маркировка Н). Этот сорт алюминия получается методом холодного уплотнения, когда готовый листовой алюминий дополнительно пропускают через валы специального станка. В результате материал приобретает повышенную прочность, выдерживая серьезные нагрузки без деформации поверхности. Может гнуться в пределах 90°.
Закаленный или естественно состаренный (маркировка Т). Является наиболее твердым сортом листового алюминия. Обладает высокими прочностными характеристиками, но довольно сложен в обработке. Гибка листового алюминия марки Т на холодную под углом 90° может стать причиной появления трещин. Из этого сорта металла делают детали и узлы, на которые в процессе эксплуатации возлагается очень большая нагрузка.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Сплавы алюминиевого листопроката принято классифицировать следующим образом:

Технические сплавы с маркировкой 1105 и ВД1 – легко гнутся и обладают малым удельным весом листа.
Алюминиево-магниевые сплавы с маркировкой АМГ – хорошо гнутся и устойчивы к воздействию кислот. Сделаны из легированного алюминия с добавлением магния и марганца. Основная сфера применения: баки и емкости, детали яхт и других плавательных средств.
Пищевые сплавы с маркировкой А5 и АД – представляют собой нагартованный, полунагартованный или отожженный сорт металла.
Сплавы повышенной пластичности с маркировкой АМЦ – материал, созданный для изготовления деталей сложной формы (автомобильные радиаторы и пр.).
Дюралюминий с маркировкой Д – является высокопрочным сортом алюминия, способным выдержать значительную силу воздействия без изменения поверхности материала. Не способен гнуться. Чаще всего используют для изготовления изделий путем штамповки.
Особо прочные авиационные сплавы с маркировкой В – разработаны специально для изготовления деталей авиастроительной и автомобильной промышленности, где на изделие ложится высокая степень нагрузки. Гибка листового алюминия марки В осуществляется при помощи специального метода прессования и штамповки.

В ГОСТе 21631-76 вы можете более подробно изучить особенности и технические характеристики существующих разновидностей алюминиевого листового проката.

Особенности гибки листового алюминия

Алюминий широко применяется в области машиностроения, строительства и других промышленных отраслях. Большинство изделий из этого материала изготавливают в результате его сгибания или резки. Чтобы придать изделию сложную форму, понадобится гибка . Современное высокотехнологичное оборудование значительно упрощает этот процесс, позволяя создавать изделия, полностью отвечающие требованиям заказчика.

Посредством гибки листового алюминия изготавливается огромное количество металлических изделий, включая:

оконные и дверные профили;
уголки, швеллеры, полочки;
кожухи для оборудования;
складские стеллажи и полки;
торговые лотки;
корпуса для оборудования;
кронштейны;
водоотводы, карнизы и пр.

Любой алюминиевый сплав можно подвергнуть сгибанию. Толщина листового материала и его пластичность будут иметь определяющее влияние на радиус гибки .

Для каждой стороны обрабатываемой заготовки гибка листового алюминия будет проходить по-своему, поскольку упругопластическая деформация разных сторон может существенно отличаться.

Внутри угла изгиба металл сжимается в продольном направлении и растягивается в поперечном. Снаружи ситуация повторяется наоборот: происходит сжатие в поперечном направлении и растягивание в продольном. Так реагируют крайние слои листовой заготовки, а нейтральный слой, расположенный между укороченным и удлиненным слоями, остается равен первоначальному размеру заготовки.

В процессе гибки узкой полосы листового алюминия происходит значительная деформация поперечного сечения. Толщина в месте изгиба снижается, а внутри угла происходит расширение материала с поперечной кривизной. При этом снаружи происходит сужение. Таким образом происходит смещение нейтрального слоя в месте изгиба ближе к малому радиусу.

Это существенно отличает процессы сгибания узких и широких полос. В случае гибки листового алюминия в виде широких полос также наступает утончение материала, при этом изменения поперечного сечения не происходит из-за большой ширины изделия. Деформация может наступить только на краю полосы.

Чаще всего гибка сопровождается деформацией материала с образованием продольного и радиального напряжения, что обусловлено давлением наружных слоев металла на внутренние, при этом пик давления наблюдается около нейтрального слоя.

Поперечную деформацию можно уменьшить, если увеличить ширину заготовки. В этом случае ширина будет оказывать значительное сопротивление, препятствуя деформации. Чтобы упростить гибку листа, можно пренебречь изменением боковых поверхностей. В таком случае деформацию следует воспринимать как деформацию сдвига.

Гибка листового алюминия с малым радиусом закругления и высокой степенью пластической деформации существенно отличается от гибки с большим радиусом закругления и малой степенью пластической деформации. В первом случае напряжения и деформации распространяются на некоторую длину, не концентрируясь под ребром пуансона. Минимальные радиусы гибки определяются в зависимости от пластичных свойств материала, чтобы в процессе сгибания не появлялись трещины. То есть они соответствуют предельно допустимым изменениям крайних волокон.

Особенности ручной гибки алюминиевых труб

Как согнуть алюминиевую трубу самостоятельно, когда приобретение дорогостоящего специализированного станка нецелесообразно? Гибка трубы в домашних условиях может быть выполнена и без трубогиба, если воспользоваться следующими рекомендациями:

Для повышения пластичности металла и снижения нагрузок при гибке заготовку в зоне гиба подогревают, используя обычную газовую горелку. Исключение составляет анодированный алюминий. Критерием готовности заготовки к деформированию служит температура ее поверхности: бумага, расположенная на ней, задымит или воспламенится. Следует помнить, что при превышении температуры более 120…140 0 С в многокомпонентных сплавах (например, АМг) могут начаться структурные превращения. После нагрева немедленно приступают к гибке.
Для деформации подойдет шаблон из трубы того же радиуса гиба. Можно изготовить его и из древесины, предварительно пропитанной креозотом. На него накладывается и тщательно фиксируется исходная трубчатая заготовка. После этого целенаправленными ударами резиновой киянки трубе придают необходимый угол. При необходимости процесс повторяют.
При гибке труб диаметром до 15…20 мм на наружный диаметр заготовки надевают стальную пружину, а затем, используя вставленный в торец заготовки стальной прут, производят обжим материала по шаблону или фиксатору.
Вместо песка, в качестве заполняющей среды, можно использовать и воду, однако такой способ более сложен с точки зрения практической реализации, особенно при гибке трубы в домашних условиях.

Гибка листового алюминия

Свойства алюминия позволяют изготавливать из него огромное количество полезных вещей. При этом наибольшее удобство представляет собой листовой материал. Гибку тонкого листа можно выполнить с помощью специальных приспособлений разными способами. При работе с этим материалом существует своя специфика процесса сгибания и сохранения целостности изделия в месте деформации. О том, как выполняется гибка листового алюминия и каковы особенности этого процесса, мы расскажем в нашей статье.

Термическое и деформационное упрочнение

Свойства алюминиевого сплава зависят не только от его химического состава, но и от истории его термической и деформационной обработок.

Деформируемые алюминиевые сплавы, прочность которых можно увеличивать с помощью термической обработки, называются термически упрочняемыми сплавами. К этим сплавам относятся все сплавы серий 2ххх, 6ххх и 7ххх. Иногда к этим сплавам применяют также и деформационную обработку, как до, так и после термической обработки.

Алюминиевые сплавы серий 1ххх, 3ххх и 5ххх не способны повышать свою прочность под воздействием термической обработки. Их прочностные свойства повышают деформационной обработкой (нагартовкой).

Большинство литейных алюминиевых сплавов являются термически упрочняемыми. Нагартовке литейные алюминиевые сплавы обычно не подвергают из-за их малой пластичности.

Алюминиевый сплав 6060

Имеет минимальное содержание магния 0,35 %, а кремния — 0,30 %
«Разбавленный» вариант сплава 6063
В состоянии Т6 обеспечивает прессованным профилям (толщиной до 3 мм) минимальную прочность 190 МПа
Легко прессуется даже при очень сложных поперечных сечениях профилей.
Хорошо формуется, например, гибкой, в состоянии Т4 – после закалки и естественного старения.
Применятся в окнах, дверях, фасадах, а также при изготовлении поручней, ограждений, мебели, спортивного инвентаря.
Хорошо подходит для анодирования – защитного и декоративного.

Алюминиевые сплавы 6063 и АД31

Минимальное содержание магния 0,45 %, а кремния — 0,20 %
Повышенный минимум магния обеспечивает более высокую, чем у сплава 6060 прочность: в состоянии Т6 – до 215 МПа
Повышенное содержание магния снижает скорость прессования: на 15-20 % по сравнению со сплавом 6060
Область применения – та же, что и у сплава 6060, кроме сложных и тонкостенных профилей, когда рекомендуют применять сплав 6060.

Особенности гибки алюминиевых профилей

Перед получением гнутого профиля требуется подготовить исходные данные, касающиеся:

Максимально допускаемого значения для внутреннего радиуса гибки трубчатой заготовки r_min.
Приемлемого изменения формы поперечного сечения трубы после деформирования (особенно это критично для элементов трубопроводов).
Длины свободного участка трубы после гибки.
Ожидаемой пластичности исходного материала.

Суммируя, стоит отметить, что залогом успешной гибки будет формирование в изгибаемой заготовке напряженного состояния всестороннего неравномерного сжатия. При этом усилие противодавления должно составлять не более 50…70% от основного усилия. Иначе деформировать даже алюминиевую трубу окажется нелегко. Для создания такого противодавления можно применять следующие технологические приемы:

Технически неграмотно использование трубогибов для алюминиевых труб, которые работают на ином принципе деформирования. Исключение составляет гибка по весьма большим радиусам, когда r_min > (8…10)D (где D — внешний диаметр заготовки). Впрочем, и в таком случае вероятность деформации торцов изделия является высокой.

Для расчета размерных параметров можно использовать следующие практические рекомендации:

При гибке мягких сплавов с толщиной стенки трубы до 1…1,5 мм значение r_min при угле гиба до 90 0 не может быть меньше толщины стенки заготовки;
Для гнутого трубчатого профиля из твердого/закаленного алюминия значение r_min при тех же условиях увеличивают не менее, чем в 4 раза;
Поверхность сгибаемого полуфабриката должна быть чистой от грязи и пыли, при этом сдирать окисную пленку (имеет белесый цвет) с заготовки не рекомендуется;
Пружинение алюминия не учитывают: абсолютные его значения малы, а догибку готового изделия, при необходимости, можно выполнить и вручную.

Старение алюминиевых сплавов: естественное и искусственное

Обычно естественное старение начинается сразу после закалки с относительно высокой скоростью, которая затем постепенно снижается (рисунок 2). В зависимости от сплава для достижения состояния Т4 может потребоваться несколько недель, как, например, для сплава 6060 при минимуме содержания магния и кремния. Для сплава 6063 с максимальным содержанием магния и кремния этот процесс практически заканчивается приблизительно в течение недели.

Рисунок 2 – Старение алюминиевых сплавов (не в масштабе) [3]

Через некоторое время после закалки – нескольких часов или суток, в зависимости от сплава и производственных условий – профили, которые должны быть состарены искусственно, помещают в печь старения. Типичный режим искусственного старения для профилей из сплава 6060 – нагрев до температуры 180 ºС и выдержка в течение 5 часов для достижения состояний Т6, а также Т5 или Т66. При этом стараются попасть в максимум прочности на кривой старения.

При более длительной выдержке прочность профилей снижается и тогда получается перестаренное состояние Т7. Это состояние обеспечивает повышенную электрическую проводимость. При более короткой выдержке материал получает недостаренное состояние, например, Т64.

Читайте также: