Selección de aleaciones y templados para perfiles industriales
Los perfiles de aluminio industriales son secciones extruidas que se utilizan para marcos de máquinas, protecciones, estaciones de trabajo, estructuras de transportadores y recintos eléctricos. La selección comienza con la aleación y el temple, porque estas dos variables fijan la resistencia que se puede garantizar, la conformabilidad de la sección y el acabado superficial que se puede aplicar posteriormente.
La aleación 6063 con temple T6 es la opción estándar para secciones estructurales ligeras y arquitectónicas. ASTM B221 establece propiedades de tracción mínimas para extrusiones 6063-T6 en una resistencia a la tracción de 207 MPa (30 ksi) y un límite elástico de 172 MPa (25 ksi). La aleación 6061-T6 se especifica cuando se requiere una mayor capacidad de carga; el mismo estándar requiere un mínimo de 290 MPa (42 ksi) de tracción y 241 MPa (35 ksi) de rendimiento. Ambas aleaciones tienen una densidad nominal de 2,70 g/cm3.
| Aleación / temple | Mín. tracción (MPa) | Mín. rendimiento (MPa) | Uso típico de la sección |
|---|---|---|---|
| 6063-T6 (ASTM B221) | 207 | 172 | Guardas, pasamanos, marcos ligeros. |
| 6061-T6 (ASTM B221) | 290 | 241 | Bases de máquinas,-bastidores de carga |
| 6005A-T6 (EN 755-2) | 270 | 225 | Transporte y armazón estructural. |
Cuando una sección debe doblarse después de la extrusión, a menudo se especifica la condición T4 más blanda para el conformado y luego se envejece a T6. Esto añade un paso de tratamiento térmico-pero evita el agrietamiento que el conformado en frío puede producir en una sección completamente envejecida.
Diseño de secciones transversales y tolerancias dimensionales
Los perfiles de ranura en T-estándar se construyen alrededor de anchos de ranura de 6, 8, 10 y 12 mm, y la dimensión de la ranura coincide con la serie de sujetadores utilizados en el marco. El espesor de la pared de estas secciones suele estar entre 1,5 mm y 4 mm, y el diseñador debe mantener el espesor de la pared tan uniforme como lo permita el troquel de extrusión para limitar la distorsión durante el enfriamiento y la anodización.
Las tolerancias de forma y dimensiones para perfiles extruidos están definidas por EN 755-9, mientras que EN 12020-2 cubre perfiles de precisión con tolerancias más estrictas utilizadas en equipos de manipulación automatizados. Los puntos prácticos para fijar en un dibujo incluyen la dimensión de referencia para la ranura, la torsión permitida en toda su longitud, la rectitud y la ubicación de cualquier mecanizado secundario.
Acabado superficial y protección contra la corrosión
El anodizado es el acabado más común. EN ISO 7599 define las clases de óxido anódico por espesor nominal, incluyendo AA10, AA15, AA20 y AA25, correspondientes a 10, 15, 20 y 25 micras de recubrimiento. Un recubrimiento de 15 micrones (AA15) es la especificación habitual para marcos de automatización de interiores, mientras que de 20 a 25 micrones se especifica para entornos exteriores o-lavados.
Cuando un marco está expuesto a agentes de limpieza alcalinos o ácidos, con frecuencia se opta por un recubrimiento en polvo sobre un pretratamiento sin cromato-en lugar de anodizar. Las caras maquinadas y los extremos cortados deben enmascararse o sellarse para que la aleación desnuda no quede expuesta en áreas húmedas.
Práctica de fabricación y montaje.
Los sistemas de ranuras en T-permiten ensamblar marcos con conectores internos, por lo que no se necesita soldadura y el perfil mantiene su temperamento. Cuando es necesario mecanizar secciones, los datos de corte adecuados para aleaciones 6xxx mantienen la cara de corte limpia y dimensionalmente estable.
Los soportes de esquina, los sujetadores de los extremos y las tuercas ranuradas están dimensionados según la serie de ranuras, y una verificación de la precarga en cada unión atornillada es parte de la rutina normal de ensamblaje. Para marcos que transportan cargas en movimiento, la deflexión debe verificarse en lugar de juzgarse únicamente por el límite elástico, ya que la rigidez controla la precisión del posicionamiento.
Preguntas frecuentes
Q:¿Qué aleación se debe utilizar para el bastidor de una máquina-que soporta carga?
R: Utilice 6061-T6 cuando el bastidor soporte masa de la máquina o cargas dinámicas, porque ASTM B221 requiere un límite elástico mínimo de 241 MPa (35 ksi). Utilice 6063-T6 cuando el marco sea principalmente una protección o soporte y la rigidez, no la resistencia, sea el factor limitante.
Q:¿Qué significa el número en el nombre del perfil de una T-slot?
R: Es el ancho nominal de la ranura en milímetros. Un perfil de 30x30 con ranura de 8 mm acepta tuercas, soportes y bisagras de la serie 8, por lo que se debe confirmar la serie de ranura antes de realizar el pedido de accesorios.
Q:¿Qué clase de anodizado es adecuada para uso en exteriores?
R: EN ISO 7599 clase AA20 o AA25, que proporciona 20 o 25 micrones de óxido, normalmente se especifica en exteriores porque el recubrimiento más grueso proporciona más margen de abrasión y corrosión que AA10 o AA15.
Q:¿Se pueden soldar perfiles extruidos?
R: Sí, 6061 y 6063 se pueden soldar fácilmente, pero la soldadura sobre-envejece la zona afectada por el calor- y reduce la resistencia localmente. Se prefieren las conexiones atornilladas con ranura en T-donde el marco debe conservar todas sus propiedades de diseño.
Q:¿Cómo se verifica la tolerancia de espesor en el momento de la entrega?
R: El espesor de la pared se compara con el dibujo en puntos de medición fijos, y la rectitud y la torsión se miden en toda su longitud de acuerdo con EN 755-9. Cada lote debe ir acompañado de un certificado de material que indique los valores mecánicos, de aleación y de temple.
Q:¿Cuál es la temperatura de servicio continuo más alta para estos perfiles?
R: Las aleaciones 6xxx mantienen una resistencia útil de aproximadamente 150 grados Celsius; por encima de eso, la exposición prolongada hace que los precipitados fortalecedores se vuelvan más gruesos y ya no se pueden asumir las propiedades garantizadas de T6.