Feuille d'aluminium 1050 1060 3003 H14 H16 H24


Feuille d'aluminium 1050 1060 3003 H14 H16 H24 : Choisir la bonne feuille pour des performances réelles

Lorsque les gens parlent de « papier d’aluminium », ils imaginent souvent le rouleau fin et brillant qui se trouve dans le tiroir de la cuisine. Dans l’industrie, cependant, l’expression couvre une famille de matériaux très différents, chacun étant conçu pour un équilibre particulier entre douceur, résistance, résistance à la corrosion et formabilité.

Parmi les plus largement utilisés figurent les alliages de feuilles des séries 1xxx et 3xxx : 1050, 1060 et 3003. Lorsque ces numéros d'alliage sont combinés avec des désignations de trempe telles que H14, H16 et H24, vous n'avez plus de feuille générique : vous disposez d'un matériau précisément réglé pour un travail spécifique.

L’examen simultané de ces alliages et de ces états fournit une perspective utile : au lieu de se demander « Quelle feuille est la moins chère ? » cela devient « Quelle combinaison de produits chimiques et de trempe donne le comportement exact dont mon procédé a besoin ? »

De la pureté à la finalité : 1 050 contre 1 060 contre 3 003

Les feuilles d'aluminium 1050 et 1060 sont souvent regroupées sous le nom de feuilles d'aluminium « commercialement pures ». Leur ingrédient principal est l’aluminium, très proche du métal pur, avec juste assez d’éléments mineurs pour répondre aux spécifications standard.

Les plages de composition chimique typiques sont les suivantes (valeurs en pourcentage en masse, solde Al) :

AlliageEtFeCuMnMgZnDeAutres (chacun)Tout (min)
1050≤ 0,25≤ 0,40≤ 0,05≤ 0,05≤ 0,05≤ 0,05≤ 0,03≤ 0,0399.50
1060≤ 0,25≤ 0,35≤ 0,05≤ 0,03≤ 0,03≤ 0,05≤ 0,03≤ 0,0399.60
3003≤ 0,60≤ 0,70≤ 0,201,0–1,5≤ 0,10≤ 0,05Reste

Alliage 1050
Cette nuance est l’un des alliages d’aluminium commerciaux les plus purs à usage industriel. Avec une teneur minimale en aluminium de 99,5 %, il offre une excellente conductivité électrique et thermique, une très bonne résistance à la corrosion et une formabilité exceptionnelle. Le « prix » de cette pureté est une résistance relativement faible ; L'aluminium pur ne durcit tout simplement pas comme le font les qualités alliées.

Alliage 1060
Chimiquement, le 1060 est même un peu plus pur que le 1050, avec au moins 99,6 % d'aluminium. D'un point de vue pratique, il se comporte de manière très similaire : extrêmement formable, souple à l'état entièrement recuit et respectueux des outils de formage et des matrices. En raison de sa conductivité élevée, la feuille 1060 est souvent privilégiée dans les applications électriques et thermiques : languettes de batterie, enroulements de transformateur, ailettes pour échangeurs de chaleur et blindages.

Alliage 3003
Ici, la mentalité change. Le 3003 introduit le manganèse comme principal élément d'alliage, transformant l'aluminium pur en une feuille de travail avec une résistance nettement supérieure tout en conservant une bonne résistance à la corrosion. Il ne peut toujours pas être traité thermiquement, mais il réagit fortement au travail à froid. Comparé aux 1050 et 1060, le 3003 est moins « doux comme du beurre » et plus « structurel », ce qui en fait un choix courant pour les récipients alimentaires, les échangeurs de chaleur automobiles et les revêtements décoratifs où la formabilité et la résistance sont requises.

Vus à travers le prisme du design, les modèles 1050 et 1060 sont idéaux lorsque la pureté, la conductivité ou la ductilité maximale sont la priorité, tandis que les modèles 3003 interviennent lorsque le produit doit résister à des contraintes mécaniques plus élevées, à un emboutissage plus profond ou à une manipulation plus brutale sans se déchirer.

Le cadran caché : Tempérament H14, H16, H24

Si la composition de l’alliage est la base, la température est le bouton de réglage. Un même alliage peut se comporter très différemment selon la façon dont il a été traité après coulée et laminage à chaud.

Pour les alliages de feuilles non traitables thermiquement comme les 1050, 1060 et 3003, le mécanisme de renforcement typique est le travail à froid : laminage du matériau plus fin à température ambiante pour introduire des dislocations dans la structure cristalline. Les états comme H14, H16 et H24 décrivent à quel point le matériau est « travaillé » et s'il a été partiellement recuit par la suite.

Ces codes de trempe peuvent être lus comme un raccourci pour l’histoire interne du film :

H14
This stands for strain-hardened to about half-hard. The material has been cold-rolled to achieve roughly 50% of the maximum hardening possible for that alloy and thickness. It offers a balanced combination of strength and formability. Pour le papier aluminium, le H14 est un « juste milieu » populaire lorsque la feuille ou la bobine doit résister aux bosses tout en se formant facilement lors de simples opérations de presse ou d’estampage.

H16
Ici, l'écrouissage va encore plus loin. Le H16 est « trois quarts dur », avec une résistance supérieure et un allongement inférieur à celui du H14. La feuille à l'état H16 est moins indulgente lors d'un pliage sévère ou d'un emboutissage profond, mais elle conserve mieux sa forme et peut résister à des tensions de ligne et à des pressions d'enroulement plus élevées. Il convient aux applications telles que les ailettes des serpentins de climatisation ou les emballages rigides où la rigidité compte plus que l'extrême formabilité.

H24
Cet état indique que le matériau a d'abord été écroui puis partiellement recuit. Le recuit partiel réduit certaines contraintes internes, adoucissant le matériau par rapport au H18 (entièrement dur), tout en le gardant plus résistant qu'un revenu O entièrement recuit. Pour les feuilles, le H24 est souvent choisi lorsqu'un emboutissage profond ou un formage plus complexe est impliqué : il a une limite d'élasticité suffisante pour maintenir la stabilité dimensionnelle, mais suffisamment de ductilité pour s'étirer sans se fissurer.

Du point de vue d’un concepteur, l’alliage et la trempe sont deux axes d’une grille. Une fois que vous avez compris les deux, vous pouvez placer chaque qualité de feuille exactement là où vous en avez besoin :

  • 1050-H24 : plus tendre, très formable avec écrouissage modéré
  • 1060-H14 : haute conductivité avec un équilibre de résistance pour les composants électriques ou thermiques
  • 3003-H16 : film renforcé présentant une bonne résistance à la déformation en service

Aperçu des propriétés mécaniques

Les valeurs varient selon l'épaisseur et la norme, mais les propriétés typiques à température ambiante pour la gamme de feuilles/feuilles fines sont illustratives :

Alliage – TrempeRésistance à la traction (MPa)Limite d'élasticité (MPa)Allongement (%)
1050-H14~ 75-95~ 35-60~ 5-15
1050-H24~ 85-105~ 45-70~ 4 à 12
1060-H14~ 80-100~ 40-65~ 5-15
1060-H16~ 95-115~ 55-80~ 3 à 10
3003-H14~ 110-150~ 60-120~ 4 à 12
3003-H24~ 115-160~ 70-130~ 3 à 10

Dans les applications de feuilles, ces différences se traduisent par la tension que la feuille peut prendre sur la ligne de refendage, par la façon dont elle peut être enroulée sans se froisser et par la profondeur à laquelle elle peut être formée avant de se déchirer.

Faire correspondre l'alliage et l'état aux utilisations réelles

En regardant ces feuilles du point de vue d’un ingénieur de production, la priorité n’est pas seulement la chimie, mais aussi la compatibilité des processus.

Là où règne la conductivité
Si une application implique une conduction (chaleur ou électricité), les modèles 1050 et 1060 passent naturellement au premier plan. Pour les enroulements de transformateur, les feuilles de batterie, les barres omnibus et certains ailettes CVC, le 1060-H14 ou le H16 offrent une conductivité élevée combinée à suffisamment de rigidité pour fonctionner de manière stable sur des équipements à grande vitesse. En épaisseurs fines, ces états résistent à l'étirement sous la tension de la ligne, ce qui maintient un alignement précis des couches dans les bobines étroitement enroulées.

Où la formabilité est reine
Lorsque la feuille doit être estampée, pressée ou dessinée pour lui donner des formes tridimensionnelles, le matériau doit coopérer. Les récipients, couvercles et plateaux en aluminium pour emballages alimentaires s'appuient souvent sur le 3003-H24 ou le 1050-H24. Le recuit partiel du H24 donne une ductilité supplémentaire, tandis que le renforcement au manganèse du 3003 empêche les trous d'épingle et les déchirures dans les coins et les courbures.

Là où la résistance à la corrosion et l’esthétique comptent
Pour les utilisations exposées ou décoratives (gaine isolante, panneaux réfléchissants ou revêtement), les matériaux 1050 et 1060 sont populaires en raison de leur surface brillante et de leur excellente résistance à la corrosion atmosphérique. Dans des environnements légèrement plus exigeants, la feuille 3003 ou la feuille mince en H14 ou H24 offre une meilleure robustesse mécanique sans sacrifier les performances contre la corrosion.

Normes de mise en œuvre et considérations de qualité

L'utilisation industrielle des feuilles d'aluminium 1050, 1060 et 3003 fait généralement référence à des normes telles que :

  • ASTM B209 pour les tôles et plaques d'aluminium et d'alliage d'aluminium
  • EN 485 / EN 573 pour les spécifications européennes des alliages et des propriétés mécaniques
  • JIS H4000 / H4100 pour les normes japonaises de feuilles et bandes

Dans ces cadres, les paramètres de mise en œuvre souvent spécifiés par les clients incluent :

  • Tolérance d'épaisseur : étroitement contrôlée pour un formage uniforme et des performances de barrière constantes
  • Tolérance de largeur et qualité des bords : importantes pour la transformation ou le laminage de feuilles à grande vitesse
  • Qualité de la surface : le niveau d'huile, la propreté, la rugosité et le nombre de trous d'épingle doivent correspondre à l'utilisation finale (par exemple, contact alimentaire ou feuille de condensateur)
  • Précision de la trempe : maintien des propriétés mécaniques dans une bande étroite afin que les outils et les lignes de formage ne nécessitent pas d'ajustement constant

Dans le domaine des emballages alimentaires, des exigences supplémentaires régissent la sélection des alliages, les lubrifiants et la propreté afin de garantir la conformité réglementaire en matière de contact direct avec les aliments. Ici, les 3003-H24 et 1050-H24 sont souvent adaptées avec des huiles de laminage de qualité alimentaire et un contrôle strict des éléments résiduels comme le Pb et le Cd.

Considérer la feuille comme un composant technique

Ce qui ressemble à un simple ruban de métal brillant est en réalité un produit minutieusement conçu. Le choix entre les feuilles d'aluminium 1050, 1060 et 3003 (et entre les états H14, H16 et H24) dépend moins des numéros de catalogue que du comportement requis lors du formage, du remplissage, du scellage et de la durée de vie.

Lors de la sélection d’un film, la question la plus pertinente n’est pas « Quel alliage est standard ? » mais « Comment ce film doit-il se comporter sur ma ligne et dans mon produit ? » S'il doit s'étirer gracieusement, 3003-H24 ou 1050-H24 pourrait être la solution. S'il doit transporter le courant efficacement et rester plat à grande vitesse, le 1060-H16 peut être plus approprié.

En traitant ces films comme des matériaux sur mesure plutôt que comme des produits de base, les concepteurs et les acheteurs peuvent éviter une ingénierie excessive, prévenir les problèmes de traitement et, en fin de compte, obtenir des produits plus fiables et plus rentables. En ce sens, la feuille d’aluminium est moins une fine feuille de métal qu’une interface finement réglée entre la métallurgie, la fabrication et la performance.

1050    1060    3003   

https://www.al-alloy.com/a/aluminum-foil-1050-1060-3003-h14-h16-h24.html

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