Khả năng uốn thường được các nhà sản xuất coi là một yếu tố đóng vai trò quan trọng trong việc xác định loại vật liệu có thể sử dụng trong sản phẩm của họ. Tuy kỹ thuật uốn tương đối đơn giản, nhưng không phải vật liệu nào cũng có thể uốn một cách dễ dàng. Hãy cùng nhomvietphap.biz tìm hiểu các yếu tố kiểm soát khả năng uốn và hợp kim nhôm nào tốt nhất để uốn thông qua bài viết dưới đây.
Khả năng uốn là mức độ uốn cong một vật liệu mà không làm gãy nó, thường được áp dụng nhiều nhất đối với vật liệu nhôm. Các hợp kim nhôm nguyên chất, chẳng hạn như những hợp kim được sử dụng cho lá nhôm gia dụng thường rất linh hoạt và có khả năng uốn tuyệt vời. Tuy nhiên, việc thêm các nguyên tố hợp kim khác để cải thiện độ bền hoặc các đặc tính khác có thể ảnh hưởng đến khả năng uốn.
Yếu tố nào ảnh hưởng đến khả năng uốn?
Như chúng ta đã biết, các sản phẩm như lá nhôm, máng xối, biển báo giao thông hay các bộ phận thân ô tô,… tất cả đều được làm từ hợp kim nhôm, tuy nhiên chúng lại có khả năng uốn khác nhau.
Ba yếu tố kiểm soát khả năng uốn của các hợp kim khác nhau trong các sản phẩm này là: khả nặng định hình, độ dày & bán kính uốn cong và độ kéo giãn. Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn về những yếu tố này nhé!
1. Khả năng định hình
Đây là khả năng của một loại vật liệu nhất định bị biến dạng vĩnh viễn mà không cần trải qua quá trình tạo hình làm nứt hoặc cắt.
Nhìn chung, khả năng định hình là một thuật ngữ tương đối và không phải là một giá trị cụ thể. Ví dụ, lực tác dụng cần thiết để định hình sản phẩm phụ thuộc nhiều vào độ bền và độ dẻo của vật liệu. Ngoài ra, nó cũng phụ thuộc vào các yếu tố như hình dạng của bộ phận và độ dày của nguyên liệu ban đầu.
2. Độ dày & bán kính uốn
Nếu đã từng xử lý lá nhôm thông thường, bạn sẽ biết rằng nó rất dễ uốn cong. Tuy nhiên, nếu phải uốn một tấm nhôm dày hơn lá nhôm gấp một nghìn lần, nó sẽ khó hơn nhiều! Đó là bởi vì vật liệu càng dày thì càng khó uốn.
Mặt khác, uốn kim loại với bán kính uốn nhỏ lại có khả năng gây vỡ hoặc nứt. Do đó, việc xác định bán kính uốn cong tối thiểu đối với các độ dày cụ thể của tấm nhôm là rất quan trọng trong kỹ thuật uốn.
3. Độ kéo giãn
Độ kéo giãn thể hiện khả năng bị biến dạng của vật liệu dưới lực căng. Nó còn được gọi là biến dạng dẻo vượt quá giới hạn độ bền chảy của vật liệu. Các hợp kim nhôm càng dẻo càng có khả năng bị biến dạng dẻo nhiều hơn khi ứng suất tác dụng tăng lên. Điều này giúp khả năng uốn tổng thể của nhôm tốt hơn.
Cũng giống như các tính chất vật lý khác, độ kéo giãn của mỗi hợp kim là khác nhau. Hợp kim nhôm 3003 được nung (AA3003-O) có độ kéo giãn (% biến dạng) rất cao, khoảng 35%. Đây là hợp kim có khả năng uốn rất cao so với các hợp kim khác.
3 loại hợp kim nhôm phù hợp nhất để uốn
Có rất nhiều chất tạo hợp kim kim loại có thể kết hợp với nhôm để tạo thành các hợp kim nhôm khác nhau. Người ta đặt tên các loại hợp kim nhôm bằng cách sử dụng bốn chữ số, với chữ số đầu tiên đại diện cho thành phần hóa học của chúng. Nhìn chung, các hợp kim nhôm thuộc các dòng sê-ri 1XXX, 3XXX và 5XXX có khả năng uốn cong tốt hơn các hợp kim nhôm khác. Một số hợp kim dòng 6XXX cũng khá dễ uốn cong.
Tuy nhiên, các đặc tính khác nhau của mỗi dòng hợp kim nhôm có thể gây hạn chế hoặc đem lại các ứng dụng khác nhau. Ví dụ, nhôm dòng sê-ri 1XXX thường có tính chất cơ học kém và không phù hợp với các ứng dụng kiến trúc. Hãy cùng tìm ra hợp kim nhôm có khả năng uốn tốt nhất và khi nào nên sử dụng chúng nhé.
1. Hợp kim nhôm 3003
Đây là một trong những hợp kim nhôm được sử dụng phổ biến nhất cho các ứng dụng uốn. Nó có khả năng định hình tuyệt vời và không cần nung nóng để uốn cong hoặc tạo khuôn. Các nhà sản xuất thường làm máng xối, tấm lợp, vách ngăn, thiết bị hóa chất và bể chứa từ nhôm 3003.
2. Hợp kim nhôm 5052
Nhờ magiê là nguyên tố hợp kim chính, AA5052 có các đặc tính với cường độ từ trung bình đến cao. Đồng thời, nó vẫn giữ được khả năng uốn tốt và các nhà thiết kế có thể sử dụng nó cho các ứng dụng chuyên sâu hơn AA3003. Khả năng chống ăn mòn đối với nước biển của hợp kim này cũng rất tốt, do đó nó thường được ứng dụng trong các thiết bị hàng hải. Các nhà sản xuất thường sản xuất ống thủy lực, biển báo giao thông, thiết bị y tế, thiết bị hàng hải và thiết bị điện tử (khung và vỏ) từ nhôm 5052.
3. Hợp kim nhôm 6061
Có chứa magiê và silicon, 6061 là một hợp kim nhôm cực kỳ phổ biến trong cuộc sống hàng ngày. Mặc dù khả năng uốn và định hình không được cao như hai hợp kim ở trên, đây lại là hợp kim có độ cứng mạnh nhất trong cả ba hợp kim. Bạn thậm chí có thể gia tăng độ cứng của nó bằng cách xử lý nhiệt.
Hợp kim 6061 còn được gọi với cái tên “nhôm kết cấu” vì nó được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng kiến trúc & xây dựng. Tuy nhiên, do các đặc tính nổi bật, nó cũng được ứng dụng trong sản xuất hộp đựng thực phẩm, thang, phụ tùng ô tô và máy bay, bình dưỡng khí, khung xe đạp…
Tại sao 3 hợp kim này lại quan trọng?
Mặc dù có các đặc tính khác nhau, các hợp kim này là những ví dụ tuyệt vời về khả năng uốn đa dạng của hợp kim nhôm cùng ứng dụng của chúng. Dù sở hữu khả năng uốn thấp hơn các dòng hợp kim 3003 và 5052 một chút, nhưng nhờ có độ cứng bền bỉ mà hợp kim nhôm 6061 đã trở thành một trong những hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.
*Nguồn bài viết: gabrian.com
*Nguồn ảnh: Sưu tầm
