Алюминиевая фольга 1050 1060 3003 H14 H16 H24
Алюминиевая фольга 1050 1060 3003 H14 H16 H24: выбор фольги, подходящей для реальных условий эксплуатации
Когда люди говорят об «алюминиевой фольге», они часто представляют себе тонкий блестящий рулон в кухонном ящике. Однако в промышленности эта фраза охватывает семейство очень разных материалов, каждый из которых создан для достижения определенного баланса мягкости, прочности, коррозионной стойкости и формуемости.
Среди наиболее широко используемых сплавов фольги серий 1xxx и 3xxx: 1050, 1060 и 3003. Когда эти номера сплавов объединяются с обозначениями закалки, такими как H14, H16 и H24, у вас больше нет универсальной фольги — у вас есть точно настроенный материал для конкретной работы.
Совместное рассмотрение этих сплавов и закалок дает полезную информацию: вместо того, чтобы спрашивать: «Какая фольга самая дешевая?» он становится таким: «Какая комбинация химического состава и температуры дает именно то поведение, которое необходимо моему процессу?»
От чистоты к цели: 1050 против 1060 против 3003
Алюминиевую фольгу 1050 и 1060 часто объединяют в группу «технически чистой» алюминиевой фольги. Их основным ингредиентом является алюминий, очень близкий к чистому металлу, с достаточным количеством второстепенных элементов, чтобы соответствовать стандартным спецификациям.
Типичные диапазоны химического состава следующие (значения в массовых процентах, баланс Al):
| Сплав | И | Фе | Cu | Мин. | мг | Зн | Из | Другие (каждый) | Все (мин) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | ≤ 0,25 | ≤ 0,40 | ≤ 0,05 | ≤ 0,05 | ≤ 0,05 | ≤ 0,05 | ≤ 0,03 | ≤ 0,03 | 99,50 |
| 1060 | ≤ 0,25 | ≤ 0,35 | ≤ 0,05 | ≤ 0,03 | ≤ 0,03 | ≤ 0,05 | ≤ 0,03 | ≤ 0,03 | 99,60 |
| 3003 | ≤ 0,60 | ≤ 0,70 | ≤ 0,20 | 1,0–1,5 | — | ≤ 0,10 | — | ≤ 0,05 | Остаток |
Сплав 1050
Этот сорт является одним из самых чистых коммерческих алюминиевых сплавов, используемых в промышленности. При минимальном содержании алюминия 99,5% он обеспечивает превосходную электро- и теплопроводность, очень хорошую коррозионную стойкость и превосходную формуемость. «Цена» такой чистоты — сравнительно невысокая прочность; чистый алюминий просто не затвердевает так, как легированные сплавы.
Сплав 1060
Химически 1060 даже немного чище, чем 1050, и содержит не менее 99,6% алюминия. С практической точки зрения он ведет себя очень похоже: чрезвычайно пластичен, мягок в полностью отожженном состоянии и безопасен для формовочных инструментов и штампов. Из-за своей высокой проводимости фольгу 1060 часто используют в электрических и тепловых целях — выводах аккумуляторных батарей, обмотках трансформаторов, ребристых пластинах для теплообменников и экранировании.
Сплав 3003
Здесь меняется мышление. В 3003 марганец используется в качестве основного легирующего элемента, превращая чистый алюминий в рабочую фольгу со значительно более высокой прочностью, сохраняя при этом хорошую коррозионную стойкость. Он еще не поддается термической обработке, но сильно реагирует на холодную обработку. По сравнению с 1050 и 1060, 3003 менее «мягкий» и более «структурный», что делает его распространенным выбором для пищевых контейнеров, автомобильных теплообменников и декоративной облицовки, где требуются как формуемость, так и прочность.
С точки зрения дизайна, 1050 и 1060 идеальны, когда чистота, проводимость или максимальная пластичность являются приоритетом, а 3003 используется, когда продукт должен выдерживать более высокие механические нагрузки, более глубокую вытяжку или более грубое обращение без разрывов.
Скрытый циферблат: темперамент H14, H16, H24
Если состав сплава является основой, то закалка — ручка настройки. Один и тот же сплав может вести себя по-разному в зависимости от того, как он был обработан после литья и горячей прокатки.
Для нетермообрабатываемых сплавов фольги, таких как 1050, 1060 и 3003, типичным механизмом упрочнения является холодная обработка — прокатка материала тоньше при комнатной температуре для внесения дислокаций в кристаллическую структуру. Такие температуры, как H14, H16 и H24, описывают, насколько «обработан» материал и был ли он впоследствии частично отожжен.
Эти коды закалки можно рассматривать как сокращение внутренней истории фольги:
Н14
Это означает деформационно-упрочнённый примерно до полутвёрдого состояния. Материал был подвергнут холодной прокатке для достижения примерно 50% максимальной закалки, возможной для этого сплава и толщины. Он предлагает сбалансированное сочетание прочности и формуемости. Для фольги H14 является популярной «золотой серединой», когда лист или рулон должен противостоять вмятинам, но при этом легко образовываться при простых операциях прессования или штамповки.
Н16
Здесь деформационное упрочнение идет еще дальше. H16 «твердый на три четверти», имеет более высокую прочность и меньшее удлинение, чем H14. Фольга с закалкой H16 менее щадящая при сильном изгибе или глубокой вытяжке, но она лучше сохраняет форму и может выдерживать более высокие натяжения лески и давления намотки. Он подходит для таких применений, как ребра в змеевиках кондиционеров или жесткая упаковка, где жесткость важнее, чем исключительная формуемость.
Н24
Такой отпуск указывает на то, что материал сначала был подвергнут деформационному упрочнению, а затем частично отожжен. Частичный отжиг снижает некоторые внутренние напряжения, смягчая материал по сравнению с H18 (полностью закаленный), сохраняя при этом его прочность, чем полностью отожженный отпуск O. Для фольги H24 часто выбирают, когда речь идет о глубокой вытяжке или более сложной формовке: она имеет достаточный предел текучести, чтобы сохранять стабильность размеров, и в то же время достаточную пластичность, чтобы растягиваться без растрескивания.
С точки зрения дизайнера, сплав и закал — это две оси сетки. Как только вы поймете и то, и другое, вы сможете разместить каждый сорт фольги именно там, где он вам нужен:
- 1050-H24: более мягкий, легко формуемый, с умеренным упрочнением.
- 1060-H14: высокая проводимость с балансом прочности для электрических и тепловых компонентов.
- 3003-H16: усиленная фольга с хорошей устойчивостью к деформации в процессе эксплуатации.
Снимок механических свойств
Значения различаются в зависимости от толщины и стандарта, но показательны типичные свойства при комнатной температуре для тонкого листа/фольги:
| Сплав-Закалка | Предел прочности (МПа) | Предел текучести (МПа) | Удлинение (%) |
|---|---|---|---|
| 1050-H14 | ~ 75–95 | ~ 35–60 | ~ 5–15 |
| 1050-H24 | ~ 85–105 | ~ 45–70 | ~ 4–12 |
| 1060-H14 | ~ 80–100 | ~ 40–65 | ~ 5–15 |
| 1060-H16 | ~ 95–115 | ~ 55–80 | ~ 3–10 |
| 3003-H14 | ~ 110–150 | ~ 60–120 | ~ 4–12 |
| 3003-H24 | ~ 115–160 | ~ 70–130 | ~ 3–10 |
При использовании фольги эти различия выражаются в том, какое натяжение может выдержать фольга на линии разрезания, насколько плотно ее можно намотать без складок и насколько глубоко она может быть сформирована, прежде чем она порвется.
Сопоставление сплава и закалки с реальным применением
Глядя на эту фольгу с точки зрения инженера-технолога, приоритетом является не только химия, но и совместимость процессов.
Где правила проводимости
Если приложение связано с проводимостью (теплом или электричеством), 1050 и 1060 естественным образом переходят на передний план. Для обмоток трансформаторов, аккумуляторной фольги, шин и некоторых ребер HVAC 1060-H14 или H16 обеспечивают высокую проводимость в сочетании с достаточной жесткостью для стабильной работы на высокоскоростном оборудовании. В тонких калибрах эта закалка устойчива к растяжению при натяжении лески, что обеспечивает точное выравнивание слоев в плотно намотанных катушках.
Где формуемость имеет решающее значение
Когда фольгу необходимо штамповать, прессовать или рисовать в трехмерных формах, материал должен взаимодействовать. Контейнеры из фольги, крышки и лотки для упаковки пищевых продуктов часто используют марки 3003-H24 или 1050-H24. Частичный отжиг в H24 обеспечивает дополнительную пластичность, а марганцевое усиление в 3003 предотвращает образование микропор и разрывов в углах и изгибах.
Там, где важны устойчивость к коррозии и эстетика
Для открытого или декоративного использования (изоляционная оболочка, отражающие панели или облицовка) 1050 и 1060 популярны из-за их блестящей поверхности и превосходной устойчивости к атмосферной коррозии. В немного более жестких условиях фольга или тонкий лист 3003 H14 или H24 обеспечивают лучшую механическую прочность без ущерба для коррозионных характеристик.
Стандарты реализации и вопросы качества
Промышленное использование алюминиевой фольги 1050, 1060 и 3003 обычно соответствует таким стандартам, как:
- ASTM B209 для листов и пластин из алюминия и алюминиевых сплавов.
- EN 485 / EN 573 для европейских спецификаций сплавов и механических свойств.
- JIS H4000/H4100 для японских стандартов листов и полос
В этих рамках параметры реализации, часто указываемые клиентами, включают:
- Допуск по толщине: жесткий контроль для равномерного формования и стабильных барьерных характеристик.
- Допуск по ширине и качество кромки: важно для высокоскоростной обработки фольги или ламинирования.
- Качество поверхности: уровень масла, чистота, шероховатость и количество отверстий должны соответствовать конечному использованию (например, контакт с пищевыми продуктами или фольга конденсатора).
- Точность отпуска: сохранение механических свойств в узком диапазоне, поэтому формовочные инструменты и линии не требуют постоянной настройки.
В упаковке пищевых продуктов дополнительные требования регулируют выбор сплавов, смазочных материалов и чистоты, чтобы обеспечить соответствие нормативным требованиям при прямом контакте с пищевыми продуктами. Здесь 3003-H24 и 1050-H24 часто изготавливаются с использованием пищевых прокатных масел и строгим контролем содержания остаточных элементов, таких как Pb и Cd.
Рассмотрение фольги как инженерного компонента
То, что выглядит как простая лента из блестящего металла, на самом деле является тщательно разработанным продуктом. Выбор между алюминиевой фольгой марок 1050, 1060 и 3003, а также между закалками H14, H16 и H24, зависит не столько от каталожных номеров, сколько от поведения, необходимого во время формования, наполнения, запечатывания и срока службы.
При выборе фольги наиболее эффективным вопросом является не «Какой сплав является стандартным?» а «Как эта фольга должна вести себя на моей линии и в моем продукте?» Если необходимо изящно растягиваться, ответом могут быть 3003-H24 или 1050-H24. Если он должен эффективно проводить ток и оставаться стабильным на скорости, 1060-H16 может оказаться более подходящим.
Рассматривая эту фольгу как специально разработанный материал, а не как товар, дизайнеры и покупатели могут избежать чрезмерной инженерии, предотвратить проблемы с обработкой и, в конечном итоге, создать более надежную и экономически эффективную продукцию. В этом смысле алюминиевая фольга — это не тонкий лист металла, а скорее тонко настроенный интерфейс между металлургией, производством и производительностью.
https://www.al-alloy.com/a/aluminum-foil-1050-1060-3003-h14-h16-h24.html
