EN
Farklı alüminyum alaşımları, çeşitli sektörlerde mukavemet, esneklik ve ısıya karşı davranış gibi farklı kombinasyonları karşılamak üzere tasarlanır. Örneğin 6061 alaşımı, kopmadan önce yaklaşık %12 ila %17 uzama ile 240 ila 310 MPa arasında çekme kuvvetlerine dayanabilir ve bu da yapısal bütünlüğün en önemli olduğu uçak parçaları ya da bisiklet çerçeveleri gibi ürünlerin üretiminde kullanılmasını sağlar. Diğer taraftan 6063'ün şekillendirilme özellikleri daha iyi olup ısıyı yaklaşık 218 W/m·K ile iletir; bu nedenle üreticiler, ısıyı verimli bir şekilde dağıtmaları gereken aydınlatma armatürleri ya da pencere doğramaları gibi ürünlerde bunu tercih ederler. Bu farklılıkların var olmasının nedeni temel metale ne karıştırıldığıdır: magnezyum ve silisyum 6061'in mukavemetini artırırken, 6063'te bakır oranının düşürülmesi üretim sırasında şekillendirilmenin kolaylaşmasını ve bitmiş ürünlere daha kaliteli yüzeyler kazandırmasını sağlar.
Alüminyumun dayanıklılık-ağırlık oranı, otomobiller ve uçaklar gibi şeyler için hem hafif hem de sağlam tasarımlar oluşturmayı mümkün kılar. Örneğin 7075 alaşımını ele alalım. Çelik kadar aynı miktarda dayanıklılığa sahiptir ancak yalnızca üçte biri kadar ağırlığa sahiptir. Geçen yıl Transportation Engineering Journal'dan yapılan bir çalışmaya göre bu, araçlarda enerji kullanımını yaklaşık %18 oranında azaltmaya yardımcı olur. Özellikle uçaklara baktığımızda, Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği'nin 2023 raporuna göre, yalnızca bir kilogram ağırlık kaybı yıllık yakıt maliyetlerinde yaklaşık 1.200 ABD doları tasarruf sağlayabilir. Bu rakamlar, alüminyumun neden farklı sektörlerde operasyonların daha verimli hale getirilmesinde önemli bir rol oynamaya devam ettiğini göstermektedir.
Alüminyum hava ile temas ettiğinde oksitlenme yoluyla kendi kendine bir koruyucu tabaka oluşturur ve bu da paslanmasını zorlaştırır. Denizlik sınıfı 5052 alüminyumunu ele alalım - NACE International'ın 2023 yılındaki testleri, bu alaşımın deniz suyuna daldırıldığında bile yılda 0,05 mm'den daha az aşınma gösterdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca fabrikalarda ve depolarda gördüğümüz o sinir bozucu oyuklara karşı savaşan krom içeren 6061 alaşımı da mevcuttur. Ekstra koruma istiyor musunuz? Anodizasyon, burada büyük fark yaratır. Geçen yıl Corrosion Science'te yayımlanan araştırmaya göre, anodize edilmiş ekstrüzyonlar, kıyı bölgelerinde iki on yıl boyunca maruz kalındıktan sonra normal olanlara kıyasla iki kat daha uzun süre dayanmış ve aşınma belirtileri çok daha geç görülmüştür.
Alüminyum 6061, standart CNC makinelerinde çok iyi kesim yapabilmesi nedeniyle büyük ilgi görür ve sıkı ±0,1 mm toleranslara hiçbir zorluk çekmeden ulaşır. Deniz suyu korozyonunun bir sorun olabileceği gemi inşaatı veya açık deniz platformları gibi kaynak işlerinde özellikle iyi çalışan 5052 alüminyumu da vardır. Günümüzde çoğu atölyenin bildirdiğine göre, yeni nesil darbeli MIG kaynak teknikleri 6xxx serisi metallerdeki rahatsız edici hava kabarcıklarını önemli ölçüde azaltmıştır. Büyük ölçekli üretim süreçlerini değerlendirirken, 6063 alüminyumun ekstrüzyon kalıplarından ne kadar kolay geçtiği dikkat çeker. Bu, üreticilerin çelikle kıyaslandığında yaklaşık %15 ila %20 daha az kalıp maliyeti ile çeşitli karmaşık şekiller oluşturabilmesini sağlar.
Satıştaki alüminyum profiller değerlendirilirken bu özelliklere öncelik verilmesi, yapısal, termal ve korozyona karşı olan ortamlarda optimal performans sağlar.
Yapısal uygulamalar söz konusu olduğunda, ASM International'ın 2023 verilerine göre yaklaşık 310 MPa'lık etkileyici çekme mukavemeti ile 6061 profiller öne çıkar. Bu özellikler, hem dayanıklılık hem de sağlamlık gerektiren uçak gövdesi ve endüstriyel robot kolları gibi uygulamalar için onları ideal hale getirir. 6061'in özellikle faydalı olmasını sağlayan şey, gerilim altında bile sağlam kalan kaynaklar oluşturan magnezyum-silisyum alaşım kompozisyonudur. Diğer yandan, pürüzsüz yüzeyler ve estetik görünüm en önemlise, o zaman sahnenin merkezinde 6063 alüminyum yer alır. Bu kalite, üretim hattından çıktığı anda çok daha iyi bir yüzey kalitesi sunar ve korozyona karşı direnci de daha yüksektir. Bu nedenle mimarlar, şimdi her yerde gördüğümüz pencereler, kapılar ve büyük cam duvar sistemleri için genellikle 6063'ü tercih ederler. Görünüşün performans kadar önemli olduğu projelerde, 6061'e kıyasla biraz daha az güçlü olmasına rağmen uzun vadede 6063 daha iyi sonuç verir.
6063'ün daha düşük akma gerilimi vardır ve bu da 6061'e göre %15-20 daha hızlı ekstrüzyon hızlarına ve daha karmaşık profil tasarımlarına olanak tanır; dekoratif çıtalar ve ısı yayıcılar için idealdir (Aluminum Association 2022). 6061'in yüzey kusurlarını önlemek için sıkı sıcaklık kontrolü gerektirirken, 5052 otomotiv bileşenlerinde çatlama olmadan derin çekme işlemlerini destekleyen %30 daha yüksek uzamaya sahiptir.
Uzman alaşımlar aşırı mühendislik taleplerini karşılar:
Bu seçenekler, mühendislerin kritik uygulamalarda ağırlık, dayanıklılık ve imalat ihtiyaçları için malzeme seçimini özelleştirmesine olanak tanır.
Satış için doğru alüminyum ekstrüzyonlarını seçmek, yapısal, mimari ve endüstriyel kullanımlar genelinde mekanik performans, çevresel dayanıklılık ve üretim uyumluluğunun gerçek dünya gereksinimleriyle uyumlu hale getirilmesini gerektirir.
6061-T6 alaşımı, yüksek mukavemet sunarken fazla ağırlık eklemediği için vinç kolları ve köprü parçaları için tercih edilen seçenektir. Binalar söz konusu olduğunda mimarlar genellikle perde duvarlar ve güneş gölgelendirme yapıları gibi uygulamalarda 6063 alüminyumunu tercih ederler. Neden mi? Çünkü bu alaşımın düzgün yüzeyi toz kaplama uygulamaları veya anodize işlemi sırasında çok iyi sonuç verir. Ağır makinaların çalıştığı fabrikalarda ise hidrolik pres çerçevelerinin içinde 5052 alaşımını görürüz. Bu özel kalite diğerlerine göre titreşimleri daha iyi tolere eder ve yaklaşık 140 MPa'lık bir kuvvete kadar dayanabilir. Bu özellikler, hem dayanıklılık hem de stabilite en önemli olan uygulamalar için uygun hale getirir.
2023 yılına ait bir çalışmaya göre, güneş paneli montajlarında normal çelik yerine anodize 6005A-T5 ekstrüzyonlar kullanıldığında toplam ağırlık yaklaşık %38 oranında azalmıştır. Bu hafif malzemeler, tuzlu hava metal yüzeylerini oldukça hızlı şekilde aşındıran kıyı bölgelerinde bile yaklaşık 25 yıl boyunca korozyona karşı dayanıklılık göstermiştir. Asıl dikkat çeken nokta, bu yeni tasarımın montajcılar için panellerin açısını hiçbir kaynak işlemi gerektirmeden 10 derece ile 40 derece arasında herhangi bir değere ayarlanabilir hale getirmesidir. Bu tür malzeme seçimleri, güneş paneli kurulumunu çok daha hızlı ve kolay hale getirir. Ayrıca yenilenebilir enerji uygulamalarında sistemlerin kullanım ömrü boyunca bakım gereksiniminin azalması nedeniyle uzun vadede maliyet tasarrufu sağlar.
Elektrikli araç üreticileri, çelikle karşılaştırıldığında \%50 ağırlık azalması sağlarken çarpışma güvenliği standartlarını karşılamak için pil muhafazalarında artan oranda 7xxx serisi ekstrüzyonlar kullanmaktadır. Havacılık innovatörleri, dar gövdeli bir uçağın kabin iç mekanlarında uçak başına 120 kg ağırlık tasarrufu sağlayan ve FAA yanıcılık düzenlemelerine uygun olan iç oyuklu 2024-T3 profillerini benimsemiştir.
Piyasadaki alüminyum ekstrüzyonlara bakıldığında, anodizasyon sert koşullara maruz kalındığında bile yaklaşık 15 ila 25 yıl boyunca korozyona karşı dirençli bir oksit tabakası oluşturur. İlginç olan, bu süreçle metalin koruma altına alınmasına rağmen orijinal görünüşünün korunmasıdır. Toz boya ise 200'den fazla renk seçeneğiyle kalın ve eşit kaplamasıyla işleri bir adım ileri taşır. Yapılan testler, toz boyaların yüzeylere sıradan sıvı boyalara göre yaklaşık %40 daha fazla darbe direnci kazandırdığını göstermiştir. 2024 yılında yayımlanan Metal Kaplama Raporu'ndaki en son verilere göre, anodize edilmiş bileşenler tuzlu su püskürtme testlerinde 3.000 saatin üzerinde dayanabilmektedir ki bu da özellikle kıyı bölgelerinde neden bu kadar iyi performans gösterdiklerini açıklar. Bu arada, parlak renklerin solmadan taze görünmesi gereken binalarda toz boya tercih edilen standart haline gelmiştir.
Kromat konversiyon kaplaması gibi işlemler, oksidasyonu %70–90 oranında azaltan moleküler bariyerler oluşturur. Mühürlendiğinde, kıyı bölgelerde oyuklanmaya neden olan temel etken olan klorür iyonu nüfuzunu engeller. Alan çalışmalarında, güneş çiftliklerindeki işlem gören ekstrüzyonların yapısal bütünlüğünü, sürekli UV maruziyeti ve termal çevrimlere rağmen 30 yılı aşkın süre koruduğu gösterilmiştir.
Modern üreticiler şunlar dahil özelleştirilebilir son işlemler sunar:
Alüminyum ekstrüzyonların düzgün çalışabilmesi için ASTM B221 alaşım özellikleri, Avrupa'nın mekanik gereksinimlerini kapsayan EN 755-9 ve Çin'den gelen GB/T 6892 gibi çeşitli uluslararası standartlara uymaları gerekir. Bu standartlar temel performans seviyelerini belirler. Yapısal olarak kullanıldığında 6061-T6 örneğini ele alalım; en az 200 MPa akma mukavemetine ve yaklaşık %10 uzamaya sahip olmalıdır. Üreticiler, metal bileşiminin yaklaşık %1 doğruluk içinde kalıp kalmadığını kontrol etmek için ICP-OES analizi adı verilen bir yöntem kullanarak sertifikalı malzemeleri test eder. Uluslararası Alüminyum Birliği, 2023 yılında bu tüm kurallara uyulmasının aslında yük taşıyan parçalarla çalışılırken arızaların yaklaşık %84 oranında azaldığını bildirmiştir. Mantıklı aslında, yapısal bileşenlerle çalışan herkes felaketle sonuçlanabilecek hatalardan kaçınmak ister.
Ekstrüzyon işlemlerinde hassasiyeti doğru ayarlamak, oldukça dar toleranslara bağlı kalmayı gerektirir. Ham kütük yaklaşık artı eksi 5 derece Celsius'ta ısıtılmalı, aynı zamanda pres kuvveti doğruluğu %2'lik bir aralık içinde korunmalıdır. Mimari profil işleri için duvar kalınlığı değişiklikleri, tüm uzunluk boyunca 0,1 milimetrenin altında kalmalıdır. Yüzey kaplaması açısından anodize edilmiş bileşenlerin, son işlem uygulamalarından sonra en fazla 1,6 mikrometre Ra (ortalama pürüzlülük) değerine ulaşmaları gerekir. Alüminyum alaşımlarında doğru T6 ısıl işlem sertliği elde etmek için sönükleme süreci de eşit derecede kritiktir ve genellikle saniyede 10 ile 30 derece Celsius arasında soğuma hızı gerektirir; bu da 95 ila 100 HB birimi arasında sertlik değerlerine neden olur. Otomatik optik muayene sistemlerini uygulayan üreticiler, geleneksel yöntemlere kıyasla yüzey hatalarında yaklaşık %40 oranında azalma bildirmişlerdir. Bu gelişmeler üretim kalite kontrolünde gerçek bir fark yaratmaktadır.
ISO/IEC 17025'e göre kütük izlenebilirliği, ham madde saflığını sağlar (6xxx alaşımlar için ≥%99,7). Üretim sonrası incelemeler, mikro çatlakları tespit etmek için ultrasonik kalınlık ölçümü ve sıvı nüfuz testini içerir. Parti doğrulaması, sertlik (Rockwell B), çekme mukavemeti ve tane tutarlılığını kapsar (ASTM E112). XRF analizörlerini kullanan üreticiler, AS9100 gibi havacılık standartlarına %98,5 oranında uyum sağlar.
Araştırmaları, üretimi, satışı ve tedarik zinciri yönetimini bir araya getiren tek noktadan çözüm sağlayıcısı.
