Wat niemand je vertelt over aluminium?

Wat niemand je vertelt over aluminium?

Wanneer je op een mechanische afdeling of op de R&D afdeling aan het werk gaat, weet je eigenlijk niet meer van materialen dan wat je op school of tijdens stage geleerd hebt.

En laten we eerlijk zijn; Materiaalkunde is meestal het vak dat als saaiste gegeven wordt.

Dan kom je op een afdeling en mag je ontwerpen en dan hoort daar ook een materiaalkeuze bij.

Lastig want meestal heb je daar vrij weinig kaas van gegeten. Je vraagt je ervaren collega’s. Die stellen je een paar vragen en zeggen dan “oh kijk maar naar dat onderdeel. Dan zit je wel goed.”

.
Hoe vaak gebeurt het niet dat oude materiaal aanduidingen tekening op tekening worden overgenomen? Vaak kan de materiaalkeuze optimaler. “Ja die keuze moet de engineer maken” roept iedereen “die moet dat toch weten”. Als engineer zijnde moet je heel veel weten. Gelukkig ben je met een team en kun je elkaar aanvullen en soms is er iemand die alles weet van materialen en soms moet je bij de ene collega zijn voor een vraag ten aanzien van aluminium en bij de ander voor een ander materiaal.

Maar wat niemand je vertelt is dat aluminium eigenlijk helemaal niet zo ingewikkeld is.

Als je het eenmaal snapt kun je het overal toepassen. Het aluminium is onderverdeeld in 8 hoofdgroepen. Afhankelijk van het legeringselement dat in hoogste percentage in het materiaal wordt toegevoegd.
Het doel hiervan is om het materiaal sterker te maken en de best mogelijke eigenschappen voor de toepassing te realiseren.

.
De hoofdgroepen zijn:

De 1000-reeks, belangrijkste “legeringselement” is hier aluminium, een zuivere kwaliteit met een aantal veel gebruikte legeringen. Goed vervormbaar en hoogglanzend maar niet erg sterk.

De 2000-reeks heeft als hoofdlegeringselement koper. Dit om het aluminium door middel van ingenieuze precipitaten sterker te maken. Het nadeel van koper is dat de corrosie bestendigheid negatief beïnvloed wordt.

De 3000-reeks, hoofdlegeringselement Mangaan. Dit zorgt ook voor een betere sterkte dan de zuivere kwaliteit maar is minder sterk dan de koperhoudende legeringen, echter de corrosie bestendigheid is over het algemeen erg goed.

De 4000-reeks bevat Silicium meestal in een percentage tussen de 7-12 %. Het silicium geeft behalve sterkte aan het materiaal ook gunstige eigenschappen ten aanzien van het vloeibaar vormgeven van aluminium, ofwel gieten.

De 5000-reeks bevat Magnesium. Het magnesium maakt het materiaal sterker dan bovengenoemde varianten, uitgezonderd de 2000 reeks met koper, en heeft ook nog eens zeer gunstige corrosie bestendigheid. Het magnesium zorgt dat de oppervlakte van het aluminium egaler en dus minder onaantrekkelijk zijn beschermende oxidelaag vormt. De zeewaterbestendige kwaliteiten vallen in deze categorie.

De 6000-reeks bevat een combinatie van Magnesium en Silicium. Deze combinatie is samen sterk en vormen samen precipitaten die als blokkades in de metaalstructuur het materiaal versterken. Hiervoor zijn specifieke recepten in combinatie met ovenbehandelingen de crux.

De 7000-reeks; Dit zijn de hoog-sterke legeringen die met de nodige voorzichtigheid moeten worden ingezet. Je kan er hele mooie sterke producten mee maken maar dit vergt echt kennis van zaken. Toepassen omdat het zo lekker sterk is levert veelal een teleurstelling op.

Een voorbeeld van een vaak toegepaste aluminium extrusie legering is: EN AW-6063 T6.

.
Aluminium is eigenlijk helemaal niet zo moeilijk. Er zijn een tiental legeringen die zeer goed verkrijgbaar zijn en afhankelijk van het product dat je wilt maken, kom je al snel tot een keuze. Loont het de moeite om voor jouw product een specifieke legering te “laten maken” zoals in automotive of voor Apple producten, of bijvoorbeeld de bijna nergens verkrijgbare 5083 extrusiekwaliteit voor marine en offshore? Er zijn legio aan mogelijkheden, hierbij is diepgaande kennis benodigd.

.
Wil jij weten welke legering je waar inzet?

Geef antwoord op de vraag: Welke legering zet jij het vaakst in?

Vermeld je antwoord hieronder in het commentaarveld en je ontvangt van mij de pdf met extra informatie en de tien best beschikbare legeringen. Ik wens je veel plezier met je volgende aluminium materiaalkeuze.

Lieve groet
Ellen

Checklist voor aluminium productontwerp

Checklist voor aluminium productontwerp

Je hebt een product ontworpen van aluminium.  Controleer jij of je de juiste aluminium keuzes gemaakt hebt? Hieronder speciaal voor jou de aluminium checklist:

Heb je alle functies die je in het onderdeel kunt meenemen opgenomen?

  • Materiaal op de uiterste vezelafstand gelegd?
  • Positioneer nokjes opgenomen?
  • Oplegvlak meegenomen?
  • Centreerlijnen?
  • Voorbereiding verbinding/ klikverbinding mee geëngineerd?
  • Laskantvoorbereiding (schuine kant)/ lasbad ondersteuning opgenomen
  • Montage oriëntatie ingebouwd?

Heb je de juiste aluminium materiaalaanduiding gehanteerd?

  • Kneedlegering EN AW- XXXX XX (voorbeeld EN AW-6082 T6 of EN AW-5083 H111)
  • Gietlegering EN AC-XXXXX (voorbeeld zandgieten EN AC-43000 T6, hogedruk EN AC-46200)
  • Is de gewenste toestand gespecificeerd?

Is de gekozen legering de meest voor de hand liggende?

  • Gangbaar?
  • Passend bij de gewenste hoeveelheid?
  • Goedkoopste voor het beoogde doel?
  • Passend bij de vorm/ het vervaardigingsproces?

Design voor corrosie

  • Niet in contact met andere metalen?
  • Geen spleten?
  • Afloop van water mogelijk?
  • Uitspoelbaar?
  • Oppervlaktebehandeling opgenomen?
  • Bij toepassing in de grond bescherming voorzien?
  • Bescherming aangebracht voor omgeving met pH hoog/laag

Wordt er gelast?

  • Is voor het lassen de juiste informatie op de TPD gezet?
  • Is de legering lasbaar?
  • Start-stop positie op positie met de minste belasting?
  • Lasdraad afgestemd op legeringen en omstandigheden?
  • Materiaalsoorten gelijksoortig?
  • Warmte beïnvloede zone op spanningsarme locatie?

Is het product recycle optimaal?

  • Gelijke legeringen gebruikt?
  • Voorkeur voor laagst gelegeerde soorten, bij voorkeur met minste zink en koper
  • Is de coating echt nodig?
  • Losneembaar / demontabel gemaakt?
  • Recycling systeem terugname materiaal mogelijk?

Is de aluminium kwaliteit geschikt voor de gewenste visuele uitstraling?

  • Anodiseerbaar?
  • Lakbaar?
  • Specifieke eigenschappen ingebouwd (zoals slijtage bestendig)?
  • Onbehandeld gewenste uitstraling?

Wordt er verspaand?

  • Is er een goed verspaanbare legering ingezet?
  • Wordt er veel verspaand? / Bestaat er gevaar voor kromtrekken van het product?

Kan ik er een modulair product van maken? 

  • In andere soortgelijke producten ook toe te passen?
  • Meer producten uit een basisvorm mogelijk?

Wordt het product dynamisch belast?

  • Zijn de radii zo groot mogelijk?
  • Is er een geschikte, sterke en taaie, legering ingezet?
  • Worden spanningsconcentraties vermeden? Geen scherpe overgangen, Van dik naar dun geleidelijk, lassen op de juiste locatie?
  • Worden de optimale materiaal condities voor deze toepassing ingezet?

 

Voorkom problemen en maak optimaal gebruik van aluminium. Gebruik de checklist en geef antwoord op de vraag: Welke van deze checks is voor jou het meest waardevol? Laat weten welke verbeteringen het in je ontwerp heeft opgeleverd. Mocht je aanvullingen hebben? Geef ze door.  Ben je tevreden? Deel de checklist met anderen die er belang bij hebben. Laat je mening hieronder in het commentaarveld achter en als beloning zal ik je op de hoogte houden van de nieuwste versie checklist of laat je gegevens hier achter.

Help, ik heb je feedback nodig

Help, ik heb je feedback nodig

Je kent me nu al even, je ontvangt regelmatig Blogartikelen over aluminium en je hebt misschien al wel een cursus van me gehad, een doorverwijzing of een advies gekregen…… Je kennis over aluminium is gegroeid, misschien gebruik je de schema’s of Alu-Key om makkelijk gegevens van aluminium op te zoeken. Nu kun je al eenvoudiger de juiste aluminium legering, vorm en/of proces inzetten. Allemaal doelen die ik me stel om jou te helpen aluminium nog beter in te zetten.

En nu is voor ons het moment om van ‘good’ naar ‘great’ te gaan.

We gaan veranderen, we gaan dit Blog bijzonder maken, echt remarkable. Mijn focus komt volledig bij jou te liggen. De doelstelling van dit Blog is om jou als lezer zoveel mogelijk te ondersteunen over het optimaal toepassen van aluminium: Dat jij succesvol aluminium kan inzetten voor jouw producten.

En daarom wil ik je graag om hulp vragen, ik zou het zeer waarderen…

Als extraatje heb ik nog iets gaafs voor je, het e-book over aluminium en zijn legeringen, een selectieve verzameling van Blogs. Dit e-book is bijna klaar, jij kan als eerste hierover beschikken.

Vertel me wat jouw problemen/uitdagingen zijn. Ik zou het ontzettend fijn vinden als je een moment de tijd wilt nemen om de volgende drie vragen in het commentaarveld hieronder te beantwoorden.

  1. Wat houd je tegen om optimale producten met aluminium te ontwikkelen?
  2. Wat heb je nu nodig om aluminium succesvol in te kunnen zetten?
  3. Waar loop je tegenaan bij (aluminium) productontwikkelingen?

Graag zie ik jouw antwoord op deze vragen door dit te delen in het commentaarveld beneden aan de pagina! Natuurlijk mag je elkaar ook helpen door op elkaar te reageren. Zodra je commentaar geplaatst is ontvang je meer informatie over het e-book aluminium en haar legeringen.

Is dit voor andere mensen in je netwerk ook relevant, deel gerust dit artikel.

Heel erg bedankt dat je de tijd wilt nemen om te helpen.

Aluminium Toolingplate

Aluminium Toolingplate

Aluminium toolingplate of wel dikke plaat wordt in de apparatenbouw en verspanende industrie veelvuldig toegepast. Maar er zijn heel veel soorten en maten.

1. Welke legeringen toolingplate zijn er zoal
2. Wat zijn de eigenschappen
3. Waar moet je op letten
4. Een EN AW-5083
5. Oppervlakte behandeling

foto: Reinold Tomberg

foto: Reinold Tomberg

Welke legeringen toolingplate zijn er zoal

De legeringen voor aluminium toolingplate zijn divers. Zet je dus op tekening “toolingplate“ of “spanningsarme plaat” dan is je technische product data, TPD, onvolledig!

Toolingplate kan zowel gegoten als een gewalste (dikke) plaat zijn in verschillende legeringen. Ieder met zijn eigenaardigheden.
Voor toolingplate zijn er verschillende kwaliteiten/legeringen die gevoerd worden.

Voorbeelden zijn:
EN AW-7075 T651
EN AW-5083 (toestand vaak O of O3)
EN AW-6082 T651
EN AW-2017 T451

Maar ook de EN AW-2024, de EN AW 7021 T79, de EN AW-7019, en de EN AW-7022 zijn kwaliteiten die je tegenkomt.

Wat zijn de eigenschappen

toolingplate

Waar moet je op letten

Iedere legering presteert anders en heeft zijn eigen voor of tegen. Dat is niet anders in de vorm van dikke plaat. De eigenschappen van een legering worden in grote mate bepaald door de samenstelling én zijn mechanische eigenschappen, welke door de fabricageprocessen worden bepaald. Zoals dat voor alle kwaliteiten geldt.

Hierboven zie je de gegevens zoals door de norm voorgeschreven. Je mag ervan uitgaan dat een kwaliteit, met de juiste gespecificeerde aanduiding, deze waarden tenminste heeft. Er zijn echter heel veel variaties, met name doordat fabrieken in staat zijn door nauwkeurige procesvoering de kwaliteit en dus ook deze waarden verder te optimaliseren. Dit kost meer effort, maar voor specifieke toepassingen is dit van belang en dus rendabel. Zo zijn er speciale kwaliteiten voor defensie, vliegtuigbouw of bijvoorbeeld semiconductor apparatenbouw. Vaak worden deze middels een fabrieksnaam in de markt gezet.

Een aantal voorbeelden:
EN AW-2017: Aldur 570 # Avional-100 (Av-100) # Impalco 660 # Fortal 2017 A150 # Duralumin ZB 1/3 # WELDURAL

EN AW-5083:
# Planal 5083 # Alplan # ACP 5080 # G.AL C250 # Fibral # Alumold #Toolingplate AGP-5083
# Peraluman-460 (Pe-460) # Fortal 5083 # KS Seewasser 61.83 # Peraluman 152.460 # Top Form SPF # TopPlate® C of CM of RM # G.AL® C250 Aluminium Präzisionsplatte etc..

EN AW-6082:
# Aldur 533 # Anticordal-100 (Ac-100) # Korrofestal # Dekoral # Duranodic 2 # Fortal 6082 # Pantal 43

EN AW-7075:
# Planal 7075 # Perradur S # Constructal 20/74 # Duralumin Z6 # Fortal 7075 # Top Form UHS # HOKOTOL # G.AL® 7075GF

En dan zijn er nog andere de kwaliteiten zoals UNIDAL® (7019) & CERTAL®(7022) etc.

De EN AW-5083

Afhankelijk van de fabriek, waar bijvoorbeeld een EN AW-5083 materiaal gemaakt wordt, zijn de eigenschappen door de fabriek gegeven. In een bijgeleverd materiaalcertificaat lees je welke eigenschappen de batch precies heeft. Veelal zijn deze beter dan volgens de norm voorgeschreven. Maar kies je nu gewalste plaat (goed doorkneed) of bijvoorbeeld een gegoten plaat die eventueel extra geoptimaliseerd is op het gebied van weinig inwendige spanningen in het materiaal, t.b.v. verspaning.

Voor de toepassing is het van belang te weten welk aspect er essentieel is en of je met een gangbare kwaliteit uit de voeten kunt of dat je je verder moet verdiepen in de mogelijkheden. Hieronder staan 2 fabriekskwaliteiten vermeld onder een standaard genormaliseerde legering zoals eerder genoemd.

5083
Oppervlaktebehandeling

Er zijn kwaliteiten binnen de dikke plaat kwaliteiten, die makkelijk of lastiger oppervlakte te behandelen zijn. Als voorbeeld anodiseren. Indien de samenstelling van één en dezelfde legering net iets anders is als de ander kun je bij een identiek anodiseerproces al kleurverschil krijgen. Of, zoals ook wel eens bij een 7000 kwaliteit voorkomt, kunnen er strepen of vlekken verschijnen.

Er zijn leveranciers die een speciaal anodiseerkwaliteit leveren met een protocol voor het anodiseren. Om een zo hoog mogelijk kwalitatief product te kunnen nastreven.
Wat is jou grootste uitdaging met aluminium toolingplate? Plaats je reactie in het commentaarveld hieronder. Je ontvang van mij een persoonlijke uitnodiging voor het gratis bijwonen van een presentatie over aluminium ter waarde van € 100,-. Let op dit aanbod is beperkt geldig, slechts komende maand (maart)!
Wil je op de hoogte gehouden worden over Aluminium schrijf je nu in en ontvang 1x per maand de update.

Aluminium toestanden

Aluminium toestanden

Het materiaal aluminium wordt op ingenieuze wijze in de juiste “gesteldheid” gebracht voor zijn beoogde toepassing.

Hiervoor zijn verschillende facetten die bijdragen aan een optimale materiaal toestand. Er worden er in dit Blog drie besproken:

  • Versterken van het materiaal
  • Kristalstructuur
  • Energie absorptie en rek

Zuiver aluminium is niet echt sterk. Om het materiaal sterker te maken zijn er verschillende mogelijkheden.

legeringen & versterkenDoor aluminium te legeren, veredelen en/of te deformeren kun je het materiaal versterken. Middels het toevoegen van de juiste legeringselementen zorg je ervoor dat het materiaal sterker en harder wordt. Het ene legeringselement is beter op te lossen dan het andere. Het ene levert meer verhoging van sterkte op, zoals koper, dan het andere, bijvoorbeeld Mangaan.

Legeringen met koper zijn echter minder corrosie bestendig en legeringen met Mangaan zijn weer heel goed vervormbaar tot producten zoals felsdaken en dakgoten. Niet alleen het hoofd legeringselement is van belang maar de complete mix van alle legeringselementen verzorgen de eigenschappen en dus de prestaties van een legering. Het is te vergelijken met koken. Neem het recept en de peper en zout zijn het die het gerecht op smaak maken.

kristalstructuur
De kristalstructuur

Afhankelijk van de vervaardiging verkrijgt het materiaal zijn kristalstructuur, bijvoorbeeld al of geen korrelverfijner en/of de mate van deformatie (harding), etc. Deze structuur wordt bewust voor een legering en zijn toepassing aangebracht zodat bijvoorbeeld de vervormbaarheid in een latere processtap ideaal kan worden ingezet. (Voorbeeld)

Energie absorptie en rek

Voor botsveilige lichtmasten of crashboxen in transportvoertuigen is het van belang dat een materiaal energie op kan nemen. Dit betekent dat het materiaal in staat moet zijn om te gaan vervormen om waarmee energie wordt opgenomen.

crash-alloys

Bron afbeelding: crash alloy

Mede door de FFC kristalstapeling (Face Centered Cubic Structure ofwel kubisch vlakken gecentreerde dichtste bolstapeling) van aluminium in combinatie met de juiste sterkte & rek eigenschappen is een optimale energie opname te realiseren.

Echter je moet dit wel bewust aanbrengen in je materiaal. Een extrusie kwaliteit zal hiermee niet standaard worden toegerust.

Een ander voorbeeld. Wil je een aluminium extrusie buis of profiel nog gaan buigen, bestel dan bij voorkeur een T4 toestand i.p.v. het standaard T6. T4 wordt ook wel betiteld als de buigkwaliteit.

Hierbij een overzicht van de toestanden in aluminium.

toestanden

Wil je alle toestanden en hun betekenis overzichtelijk op een rij. Klik hier en je verkrijgt het complete overzicht als PDF.

Tegen welke toestand met aluminium ben jij aangelopen en voldeed deze?

Wil je op de hoogte gehouden worden van de Blogs van Aluminium Metal Knowledge schrijf je in

Heb je aanvullingen en/of andere relevante opmerkingen, deel hieronder.

Coating op aluminium

Coating op aluminium

Op verzoek van een van mijn klanten is dit BLOG in het Engels
On request of one of my customers this new BLOG is in English.

Aluminium is a corrosion resistant material and used frequently, even uncoated, in marine and offshore application with success. For various reasons surface treatment can be required, e.g. visual appearance or specific technical protection.

In all cases corrosion control starts at the construction table, with or without surface treatment.

design for corrosion

Still, for coated products, corrosion can occur. Is it related to the use of aluminium or the way we use it?
In most cases problems can be avoided! As mentioned in the BLOG corrosion defects …
there are certain aluminium specific situations, to be aware of while using aluminium. For example, pH of the environment and nobility of the metals used in combination. If you would like to read that BLOG in English please make your request here and I will translate this for you.

This Blog focusses on the aspects to consider in order to prevent corrosion on coated aluminium.
Those are the aspects:

• Design for corrosion
• Material selection
• Pre-treatment
• Coating system dedicated to the situation

The design, to prevent corrosion underneath a coating layer make sure the coating system is closed and has covered the entire part. Crevices, blank spots, or local tiny coating layers can be devastating, corrosion starts from these areas. Also chambers where water may remain will not be of any help for corrosion protection and should be prevented.
legering aofb

Aluminium itself is, depending on the alloy, A or B …, corrosion resistant. Alloy with copper or zinc for instance are more sensitive for corrosion as many of the aluminium magnesium alloys. Coaters have learned from experience that the corrosion index is also a good indicator for coat ability, but it is too complex just to use this “standard rule” as “the only truth” (or law). Knowledge at the coating partner and experience with the selected alloy are of great importance.

Pre-treatment is essential for coating on aluminium. If a company is not familiar with aluminium it will go wrong, with e.g. “delamination” of the coating layer as result. Aluminium can be coated in all kind of colors but doing so, takes quit some investments. A well applied pre-treatment plays a major role to paint adhesion and therefore is important for the overall protection.

Last but not least the coating system. What is the environment for your aluminium product? Is it in the middle of the dessert and should it be painted Ferrari red? Or is your application an aluminium coated trailer with marks on it and in severe dynamics circumstances? Every different situation needs another solution. If the basics are right the issues can be solved.

If all the issues are covered with the right knowledge or partners you will have lifetime well preserved aluminium products.

Please take good care of your aluminium product. Reminder; If possible clean regularly, with pH neutral cleanser! Together we can create a better world with the right use of aluminium!

Would you like to be informed about the possibilities with aluminium?
Subscribe to our mailing list.

Did you face difficulties with your coated aluminium products? Please leave your reaction below.