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Comparación de las características de resistencia de los sujetadores de aleación de aluminio y los sujetadores metálicos.
El peso de los sujetadores de aluminio es 1/3 del peso de sujetadores de acero similares. Las características de resistencia de esta aleación de uso frecuente son sorprendentemente buenas. De hecho, en términos de relación resistencia-calidad, los sujetadores de aluminio son más altos que cualquier otro sujetador hecho de materiales industriales y comerciales. El aluminio no es magnetizable. La conductividad térmica y eléctrica del aluminio es muy buena, aproximadamente 2/3 de la conductividad del cobre en el mismo volumen. El aluminio tiene buenas características de procesamiento y es fácil de moldear en frío y forjar en caliente.
Comparación de las características de resistencia de los sujetadores de aleación de aluminio y los sujetadores metálicos.:
Es necesario explicar las dos diferencias en las propiedades mecánicas entre los sujetadores roscados de aleación de aluminio y los sujetadores de otros materiales metálicos.
El primer punto es: al calcular la capacidad de carga de la pieza, se debe medir el área de la parte inferior de la sección transversal en lugar del área de la tensión de tracción mayor. Sólo los valores de resistencia a la tracción y al límite elástico de las muestras de prueba mecánica que figuran en la Tabla 2 de ASTMF468 son los valores de resistencia reales. Al calcular la resistencia de todo el tamaño del sujetador, se pueden realizar los ajustes apropiados. De esta manera, al multiplicar el valor de la tensión y el área del área roscada por la capacidad de carga en libras, el resultado del cálculo es aproximadamente el producto del “valor verdadero” en la tabla y el área del fondo del diente más pequeño.
El segundo punto es que la diferencia en la dureza de la aleación de aluminio es muy pequeña y carece de sentido como criterio de inspección. Como alternativa a las pruebas de dureza, generalmente se introducen las pruebas de resistencia al corte.
La aleación de aluminio 2024-T4 (que contiene 4,5% de cobre, 1,6% de manganeso, 1,5% de magnesio y el resto es aluminio) es una aleación de alta resistencia. Logra un equilibrio perfecto en la combinación de fuerza, resistencia a la corrosión, capacidad de fabricación y economía, y se utiliza ampliamente en la fabricación de sujetadores roscados.
Los pernos, tornillos y pernos fabricados con aleación de aluminio 7075-T73 (contiene 1,6 % de cobre, 2,5 % de manganeso, 0,3 % de cromo y el resto es aluminio) han logrado ligeras mejoras en su resistencia. Y debido al proceso especial de tratamiento térmico del 'T73', puede prevenir en gran medida la aparición de corrosión por tensión. Sin embargo, su elevado coste ha limitado su popularidad.
La aleación de aluminio 6061-T6 (contiene 0,6 % de silicio, 0,25 % de cobre, 1 % de magnesio, 0,2 % de cromo y el resto es aluminio) se puede utilizar para diseñar roscas internas y externas con mayores requisitos de sujetadores resistentes a la corrosión.
La aleación de aluminio 6062-T9 (que contiene 0,6% de silicio, 0,25% de cobre, 1% de magnesio, 0,09% de cromo, 0,5% de plomo y el resto es aluminio) se utiliza casi exclusivamente para tuercas de diseño. Esta aleación es más resistente que la aleación de aluminio 6061-T6 y tiene una resistencia a la corrosión relativamente mejor.
La tuerca de espesor total hecha de aleación de aluminio 6062-T9 tiene suficiente resistencia para igualar los pernos hechos de aleación de aluminio 2024-T4 o 7075-T73. Los tornillos para metales, tuercas y otras tuercas de 1/4 de pulgada y más pequeñas están hechas de aleación de aluminio 2024-T4.
Ventajas de la aleación de aluminio utilizada en la fabricación de sujetadores.
Las cuatro aleaciones de aluminio mencionadas son las más utilizadas en la fabricación de elementos de fijación roscados de carga, mientras que otras aleaciones de aluminio se utilizan en la fabricación de otro tipo de elementos de fijación. Los pequeños remaches sólidos, de medio tubo y ciegos están hechos de aleaciones de aluminio 1100-F, 5052-F y 5056-F. Las aleaciones de aluminio tratables térmicamente 2017-T4, 2117-T4, 2024-T4, 6061-T6 y las aleaciones de aluminio 7075-T73 de desarrollo relativamente nuevo tienen una resistencia al corte superior y no requieren tratamiento previo a la transmisión. Se puede conducir.
Las arandelas planas suelen estar hechas de aleación 2024-T4 recubierta de aluminio; las arandelas elásticas en espiral suelen estar hechas de aleación 7075-T6; los tornillos autorroscantes pueden estar hechos de aleación 7075-T6; Los tornillos autorroscantes están hechos del mismo material, aleación a través del ánodo. La aleación de aluminio 2011-T3 (que contiene 5,5% de cobre, 0,5% de plomo, 0,5% de bismuto y el resto es aluminio) se puede utilizar para fabricar piezas para máquinas cortadoras de roscas.
En circunstancias normales, el aluminio tiene suficiente resistencia a la corrosión. Y cuando el entorno de exposición esperado es muy severo, su resistencia a la corrosión se puede mejorar enormemente mediante la anodización. La anodización es un proceso de mecanizado eléctrico que forma una película de óxido sobre la superficie del metal. El anodizado no sólo mejora la capacidad de resistir la corrosión, sino que también mejora la capacidad de protección contra el desgaste y los rayones. El revestimiento del ánodo viene en muchos colores con fines decorativos e identificación. En la corrosión atmosférica, el aluminio forma una película de óxido de color gris claro en la superficie. Estos productos de corrosión no contaminarán la superficie del aluminio ni se extenderán a la superficie adyacente, lo cual es diferente de muchos otros metales bajo el efecto de la corrosión.
La resistencia a la tracción del aluminio puro es de aproximadamente 13.000 psi. Es posible aumentar considerablemente la resistencia añadiendo una pequeña cantidad de elementos de aleación. Las aleaciones de aluminio de 2XXX, 6XXX y 7XXX tienen un buen efecto en el tratamiento térmico. Por lo tanto, de hecho, todos los sujetadores roscados utilizados para la transmisión de carga están hechos de estos tres tipos de aleaciones de aluminio. Hay cuatro aleaciones de aluminio que están casi dedicadas.
