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● Entendendo a liga de alumínio 7075
>> Propriedades -chave de 7075 alumínio
● O processo de extrusão de alumínio
● Vantagens da extrusão de alumínio 7075
● Aplicações de 7075 extrusões de alumínio
● Processamento e extrusão assistidos por cisalhamento (forma)
● O papel do alumínio 7075 em veículos elétricos (VEs)
● Superando desafios com 7075 extrusão de alumínio
● O futuro da extrusão de alumínio
● Análise comparativa com outras ligas
● Custo-efetividade de 7075 alumínio
● Aplicações entre indústrias
● Conclusão
● Perguntas frequentes
>> 1. Qual é a vantagem principal de usar o alumínio 7075?
>> 2. Como o processo de extrusão afeta as propriedades do alumínio?
>> 3. 7075 é resistente ao alumínio à corrosão?
>> 4. O alumínio 7075 pode ser soldado?
>> 5. Em que indústrias é 7075 alumínio comumente usado?
● Citações:
O alumínio é um dos materiais mais utilizados em várias indústrias devido à sua resistência leve e de corrosão e excelentes propriedades mecânicas. Entre as várias ligas de alumínio, '7075 alumínio' se destaca por sua notável força e durabilidade. Este artigo investiga como '7075 A extrusão de alumínio 'aprimora a durabilidade do produto, examinando suas propriedades, aplicações e vantagens sobre outros materiais.
Entendendo a liga de alumínio 7075
7075 O alumínio é uma liga de alta resistência composta principalmente por zinco, com quantidades menores de magnésio, cobre e outros elementos. Sua composição única oferece propriedades mecânicas excepcionais, tornando -a adequada para aplicações que requerem alta resistência e resistência ao estresse.
Propriedades -chave de 7075 alumínio
-Razão de alta força / peso: 7075 O alumínio oferece uma relação de força / peso que é significativamente maior do que muitas outras ligas de alumínio e até alguns aços [2]. Isso o torna ideal para aplicações em que a economia de peso é crítica sem comprometer a força.
- Resistência à tração: A resistência à tração de 7075-T6 pode atingir até 83.000 psi (aproximadamente 572 MPa), tornando-o uma das ligas de alumínio mais fortes disponíveis [5].
- Resistência à fadiga: exibe excelente resistência à fadiga, permitindo suportar cargas cíclicas sem falha [5].
- Resistência à corrosão: Embora não seja tão resistente à corrosão quanto algumas outras ligas, 7075 podem ser tratadas (por exemplo, anodizadas) para melhorar sua resistência à corrosão [2].
O processo de extrusão de alumínio
A extrusão de alumínio é um processo de fabricação que transforma a liga de alumínio em formas desejadas, forçando -a através de um dado. O processo envolve várias etapas:
1. Preparação da matriz: a matriz de extrusão é pré -aquecida para garantir o fluxo de metal ideal.
2. Pré -aquecendo o tarugo de alumínio: o tarugo é aquecido para torná -lo maleável o suficiente para extrusão.
3. Extrusão: o tarugo aquecido é empurrado através da matriz sob alta pressão para formar a forma desejada.
4. Resfriamento e corte: o material extrudado é resfriado e cortado em comprimentos especificados.
Vantagens da extrusão de alumínio 7075
O processo de extrusão aprimora as propriedades do alumínio 7075 de várias maneiras:
- Uniformidade na estrutura: a extrusão resulta em uma estrutura de grão mais uniforme em comparação com outros processos de formação. Essa uniformidade contribui para melhorar as propriedades mecânicas e a durabilidade.
- Força aprimorada: o processo de extrusão alinha a estrutura de grãos ao longo da direção do fluxo, aumentando significativamente a força do produto extrudado.
- Formas versáteis: a capacidade de criar formas complexas permite designs inovadores que podem melhorar o desempenho do produto e reduzir o peso [2].
Aplicações de 7075 extrusões de alumínio
Devido às suas propriedades superiores, 7075 extrusões de alumínio são usadas em várias aplicações exigentes:
- Componentes aeroespaciais: usados em estruturas de aeronaves onde é crítico e leve e de alta resistência [2]. Também é usado em acessórios e prendedores de aeronaves [2].
- Peças automotivas: ideal para veículos de alto desempenho que requerem componentes duráveis e leves [2]. É empregado em componentes do chassi, sistemas de suspensão e componentes do motor [2].
- Equipamento esportivo: comumente encontrado em bicicletas, equipamentos de escalada e outros equipamentos onde a força e o peso são fatores cruciais.
- Indústria marinha: usada para construir cascos de barco, mastros e outros componentes estruturais [2].
- Indústria da construção: usado em andaimes, quadros de janelas e outros elementos arquitetônicos [2].
Processamento e extrusão assistidos por cisalhamento (forma)
A extrusão convencional de 7075 alumínio é limitada por sua velocidade lenta, geralmente em torno de 2 metros por minuto [3] [6]. Essa limitação é devida a fatores como rasgo de superfície e rachaduras causados pelo derretimento de fases de baixo ponto de fusão (LMP), crescimento anormal dos grãos e problemas de fluxo de material [6]. Para combater essas questões, um novo método chamado Processamento e Extrusão Assistido por Shear (Shape) foi desenvolvido [3] [6].
Shape oferece várias vantagens sobre a extrusão convencional:
- Aumento da velocidade de extrusão: a forma pode atingir velocidades de extrusão de até 12,2 metros por minuto, significativamente mais rápidas que os métodos convencionais [3] [6].
-Tratamentos térmicos reduzidos: a forma elimina a necessidade de homogeneização e pré-aquecimento de biletas e também pode eliminar o tratamento térmico da solução pós-extrusão [3].
- Propriedades mecânicas aprimoradas: 7075 extrudado em alumínio usando a forma exibe excelente resistência ao escoamento, resistência à tração final e alongamento [3].
O aumento da velocidade alcançado pela forma é atribuído a uma deformação de cisalhamento mais extensa, o que resulta em uma alta densidade de limites de grãos de baixo ângulo que facilitam a deformação contínua e atrasam o início da ruptura da superfície [6].
O papel do alumínio 7075 em veículos elétricos (VEs)
O mercado de veículos elétricos (EV) deve impulsionar o crescimento no setor de extrusão de alumínio, exigindo extrusões de liga de alumínio de alto desempenho [1]. 7075 O alumínio pode ser usado para produzir componentes estruturais para VEs, como bandejas de bateria [1]. A relação de alta força / peso de 7075 alumínio o torna um material ideal para essas aplicações, pois pode ajudar a reduzir o peso geral do veículo, melhorando sua eficiência e desempenho energéticos [2].
Superando desafios com 7075 extrusão de alumínio
Apesar de suas vantagens, a extrusão de 7075 alumínio apresenta vários desafios:
- Velocidade de extrusão lenta: Como mencionado anteriormente, o alumínio 7075 é difícil de extrudar em altas velocidades devido ao risco de rasgar e rachaduras na superfície [6]. A forma é um método para abordar isso [3] [6].
- Alto custo: os processos de fabricação para extrusões de alumínio 7075 podem ser mais caros do que os de outras ligas [6].
- Soldabilidade: 7075 O alumínio não é facilmente soldável em comparação com outras ligas como 6061 devido à sua suscetibilidade à rachadura de corrosão ao estresse [6].
Para superar esses desafios, pesquisadores e fabricantes estão explorando novos métodos de extrusão e técnicas de pós-processamento. Esses avanços visam melhorar a extrudabilidade do alumínio 7075, reduzir os custos de fabricação e aumentar sua soldabilidade e resistência à corrosão.
O futuro da extrusão de alumínio
O setor de extrusão de alumínio está em evolução continuamente, com novas e aprimoradas ligas de alumínio sendo desenvolvidas para atender às demandas de várias indústrias [4]. O aumento de ligas de alumínio de alta resistência, como 7075 e 7050, está revolucionando as aplicações de perfis de alumínio em setores exigentes, como aeroespacial, militar e automotivo [4].
À medida que as indústrias continuam a buscar soluções inovadoras para a leve e melhorar o desempenho do produto, é provável que o uso de 7075 extrusões de alumínio se expandam ainda mais. Com os esforços contínuos de pesquisa e desenvolvimento, os desafios associados à extrusão dessa liga de alta resistência estão sendo enfrentados, abrindo caminho para sua adoção mais ampla em várias aplicações.
Análise comparativa com outras ligas
Ao comparar 7075 alumínio com outras ligas populares como 6061, é evidente que o 7075 oferece força e durabilidade superiores [5]:
| Propriedade | 6061 alumínio | 7075 alumínio |
| Resistência à tracção | Até 310 MPA | Até 572 MPA |
| Força de escoamento | Até 276 MPA | Até 480 MPa |
| Força de fadiga | Moderado | Alto |
| Resistência à corrosão | Bom | Moderado |
Custo-efetividade de 7075 alumínio
Embora o alumínio 7075 possa ser mais caro do que alguns outros materiais, sua durabilidade e desempenho podem levar à economia de custos a longo prazo [2]. A necessidade reduzida de manutenção e substituição, juntamente com a eficiência aprimorada, pode compensar o investimento inicial [2]. Além disso, a longa vida útil dos produtos feitos de 7075 alumínio contribui para sua relação custo-benefício [2].
Aplicações entre indústrias
Indústria aeroespacial:
A indústria aeroespacial depende muito de extrusões de alumínio 7075 devido à necessidade crítica de materiais leves e fortes no projeto e fabricação de aeronaves [2]. Componentes como quadros de aeronaves, estruturas de asa e trem de aterrissagem geralmente utilizam 7075 alumínio devido à sua alta resistência e resistência à fadiga [2]. O setor aeroespacial exige materiais que podem suportar condições extremas e o alumínio 7075 atende a esses requisitos de maneira eficaz [2].
Indústria automotiva:
No setor automotivo, o alumínio 7075 é usado em veículos de alto desempenho, particularmente em carros de corrida e esportes [2]. A liga é empregada em peças como componentes do chassi, sistemas de suspensão e componentes do motor, onde a redução de peso é crítica para o desempenho [2]. A indústria automotiva valoriza 7075 por sua capacidade de suportar alto estresse, mantendo um perfil leve [2].
Indústria marinha:
Na indústria marinha, o alumínio 7075 é usado para construir casco de barco, mastros e outros componentes estruturais [2]. A resistência da liga à corrosão, especialmente quando anodizada, a torna adequada para ambientes marinhos [2]. Além disso, a natureza leve do alumínio 7075 ajuda a melhorar a velocidade e a eficiência de combustível dos barcos [2]. As aplicações marinhas geralmente requerem materiais que podem suportar condições agressivas de água salgada e o alumínio 7075 atende a essas demandas de maneira eficaz [2]. Sua força permite a construção de embarcações robustas que podem lidar com o mar áspero, mantendo o desempenho [2].
Indústria da construção:
A indústria da construção também se beneficia do uso de extrusões de alumínio 7075, particularmente em aplicações que exigem componentes estruturais leves [2]. Essa liga é usada em andaimes, quadros de janelas e outros elementos arquitetônicos em que força e peso são fatores críticos [2]. A capacidade de extrudar o alumínio 7075 em várias formas permite que arquitetos e construtores criem designs inovadores que são funcionais e esteticamente agradáveis [2].
Conclusão
Em resumo, o uso de extrusão de alumínio 7075 melhora significativamente a durabilidade do produto devido às suas propriedades mecânicas excepcionais, estrutura uniforme do processo de extrusão e versatilidade no design [2] [5]. O advento da tecnologia de forma aumenta ainda mais seu potencial, aumentando as velocidades de extrusão e reduzindo os tratamentos térmicos [3] [6]. Suas aplicações em várias indústrias destacam sua importância como material que combina força com características leves [2]. À medida que a tecnologia avança, o potencial de aprimoramentos adicionais nas técnicas de processamento pode levar a aplicações ainda mais amplas para essa liga notável [4]. Os esforços em andamento de pesquisa e desenvolvimento destinados a enfrentar os desafios associados à extrusão de 7075 alumínio prometem um futuro em que essa liga de alta resistência é mais amplamente adotada e utilizada em diversos setores [6].
Perguntas frequentes
1. Qual é a vantagem principal de usar o alumínio 7075?
A principal vantagem do uso de alumínio 7075 é sua alta relação resistência / peso, tornando-o ideal para aplicações que requerem materiais leves, mas duráveis [2] [5].
2. Como o processo de extrusão afeta as propriedades do alumínio?
O processo de extrusão aumenta a uniformidade da estrutura de grãos e o alinha ao longo da direção do fluxo, resultando em propriedades mecânicas aprimoradas, como resistência à força e fadiga.
3. 7075 é resistente ao alumínio à corrosão?
Embora o alumínio 7075 tenha resistência moderada à corrosão em comparação com outras ligas, ele pode ser tratado (por exemplo, anodizado) para aumentar sua resistência contra ambientes corrosivos [2].
4. O alumínio 7075 pode ser soldado?
A soldagem 7075 de alumínio é desafiadora devido à sua suscetibilidade à rachadura de corrosão ao estresse; No entanto, ele pode ser unido usando métodos específicos como soldagem de resistência [6].
5. Em que indústrias é 7075 alumínio comumente usado?
7075 O alumínio é comumente usado em indústrias aeroespacial, automotiva, de equipamentos esportivos, marítimos e de construção e qualquer aplicação que exija materiais de alta resistência [2].
Citações:
[1] https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/pnnl-32387.pdf
[2] https://www.yjing-extrusion.com/what-industries-most-commonly-utilize-7075-aluminum-extrusions.html
[3] https://www.osti.gov/servlets/purl/1843596
[4] https://www.fortune-alu.com/info-detail/trendshaping-the-future-of-aluminum-extrusion
[5] https://www.wellste.com/6061-vs-7075which-is-better--your-aluminum-extrusus-profiles/
[6] https://www.osti.gov/servlets/purl/1829474
[7] https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/80038.pdf
[8] https://www.chaluminium.com/common-aluminum-extrusion-defects-aseses-and-solutions
[9] https://www.researchgate.net/publication/223842777_extrusion_of_7075_aluminium_alloy_through_double-pocket_dies_to_manufacture_a_complex_profile
[10] https://hplmachining.com/blog/what-are-the-problems-with-aluminum-extrusion/
[11] https://www.mdpi.com/1996-1944/17/5/1210
[12] https://www.howardprecision.com/benefits-of-7075-aluminum-for-vary-industries/
[13] https://www.researchgate.net/publication/348246953_improving_both_strength_and_ductility_of_al-7075_by_combining_dual_equal_channel_lateral_extrusion_with_haging_heat_heat_dual_equal_channel_lateral_extrusion_with_heat_heat_heat_hatment_hequal_channel_lateral_extrusion_with_heats
[14] https://www.linkedin.com/pulse/7075-aluminum-market-report-in-depth-wb2nf/
[15] https://redstonemanufacturing.com/properties-of-alumunium-7075/
[16] https://www.researchgate.net/publication/257516704_case_studies_on_virtual_extrusion_of_aluminium_alloys_in_real_size
[17] https://www.zetwerk.com/resources/knowledge-base/aluminum-extrusions/6061-vs-7075-aluminum-the-ultimate-comparison-guide/
[18] https://www.researchgate.net/publication/225607252_extrusion_tests_of_7075_aluminium_alloy_at_high_solid_fraction
[19] https://profileprecisionExtrusions.com/lead time-for-7075-and-2024-aluminum-loy-extrusions- is-over-se-1-ense/
[20] https://www.zetwerk.com/aluminum-extrusions/
