Analyser les caractéristiques et les excellentes propriétés des fixations en aluminium

Le poids des fixations en aluminium ne représente que 1/3 du poids des fixations en acier similaires. Les caractéristiques de résistance de cet alliage à très haut taux d’utilisation sont exceptionnelles. Mais en fait, en termes de rapport de résistance, les fixations en aluminium sont supérieures à toutes les autres fixations fabriquées à partir de matériaux industriels et commerciaux. L'aluminium n'est pas magnétisable. La conductivité thermique et électrique des fixations en aluminium est très bonne, environ 2/3 de la conductivité du cuivre sous le même volume. L'aluminium a de bonnes caractéristiques de traitement et est facile à former à froid et à forger à chaud.

Comparaison des caractéristiques de résistance des fixations en alliage d'aluminium et des fixations métalliques:

Les caractéristiques de résistance des matériaux en alliage d'aluminium de fixation à filetage externe 2024-T4, 6061-T6 et 7075-T73 sont spécifiquement discutées dans ASTMF468 à la page B-158 ; matériaux en alliage d'aluminium pour écrous 2024-T4, 6061-T6 et 6062. Les caractéristiques de résistance du T9 sont discutées en détail dans ASTMF467 à la page B-184.

Il est nécessaire d'expliquer les deux différences de propriétés mécaniques entre les fixations filetées en alliage d'aluminium et les autres fixations en matériaux métalliques.

Le premier point est le suivant : lors du calcul de la capacité de charge d'une pièce, la surface de la partie inférieure de la section transversale est mesurée au lieu de la surface de la contrainte de traction plus grande. Seules les valeurs de traction et de limite d'élasticité u200bu200b des éprouvettes mécaniques données dans le tableau 2 de la norme ASTMF468 sont les véritables valeurs de résistance. Lors du calcul de la résistance de toute la taille de la fixation, des ajustements appropriés peuvent être effectués. De cette façon, en multipliant la valeur de contrainte et la surface de la zone filetée par la capacité de charge en livres, le résultat du calcul est approximativement le produit de la valeur réelle dans le tableau et de la surface de la zone inférieure de la dent la plus petite.

Le deuxième point est que la différence de dureté de l’alliage d’aluminium est très faible et n’a pas moins de sens que les critères d’inspection. Comme alternative aux essais de dureté, les essais de résistance au cisaillement sont généralement introduits.

L'alliage d'aluminium 2024-T4 (contenant 4,5 % de cuivre, 1,6 % de manganèse, 1,5 % de magnésium et le reste est de l'aluminium) est un alliage très résistant. Il atteint un équilibre parfait entre résistance, résistance à la corrosion, fabricabilité et économie, et est largement utilisé dans la fabrication de fixations filetées.

Les boulons, vis et goujons en alliage d'aluminium 7075-T73 (contient 1,6 % de cuivre, 2,5 % de manganèse, 0,3 % de chrome et le reste est de l'aluminium) ont apporté de légères améliorations en termes de résistance. Et grâce au processus de traitement thermique spécial du T73, il peut empêcher dans une large mesure l’apparition de corrosion sous contrainte. Cependant, son coût élevé a limité sa popularité.

L'alliage d'aluminium 6061-T6 (contenant 0,6 % de silicium, 0,25 % de cuivre, 1 % de magnésium, 0,2 % de chrome et le reste est de l'aluminium) peut être utilisé pour concevoir des filetages internes et externes avec des exigences plus élevées en matière de fixation résistante à la corrosion.

L'alliage d'aluminium 6062-T9 (contenant 0,6 % de silicium, 0,25 % de cuivre, 1 % de magnésium, 0,09 % de chrome, 0,5 % de plomb et le reste est de l'aluminium) est presque exclusivement destiné aux écrous de conception. Cet alliage est plus résistant que l’alliage d’aluminium 6061-T6 et présente une résistance à la corrosion relativement meilleure.

L'écrou pleine épaisseur en alliage d'aluminium 6062-T9 a suffisamment de résistance pour correspondre aux boulons en alliage d'aluminium 2024-T4 ou 7075-T73. Les vis mécaniques, écrous et autres écrous de 1/4 de pouce et plus petits sont fabriqués en alliage d'aluminium 2024-T4.

Avantages de l'alliage d'aluminium utilisé dans la fabrication de fixations

Les quatre alliages d'aluminium mentionnés sont les plus largement utilisés dans la fabrication de fixations porteuses filetées, tandis que d'autres alliages d'aluminium sont utilisés dans la fabrication d'autres types de fixations. Les petits rivets pleins, demi-tubes et aveugles sont fabriqués en alliages d'aluminium 1100-F, 5052-F et 5056-F. L'alliage d'aluminium 2017-T4, 2117-T4, 2024-T4, 6061-T6 traitable thermiquement et l'alliage d'aluminium 7075-T73, relativement nouveau, ont une résistance au cisaillement supérieure et peuvent rouler sans traitement préalable à la transmission. .

Les rondelles plates sont généralement en alliage 2024-T4 plaqué aluminium ; les rondelles élastiques en spirale sont généralement en alliage 7075-T6 ; les vis taraudeuses peuvent être en alliage 7075-T6 ; les vis autotaraudeuses sont fabriquées dans le même alliage de matériau grâce à l'anode. Poignée. L'alliage d'aluminium 2011-T3 (contenant 5,5 % de cuivre, 0,5 % de plomb, 0,5 % de bismuth et le reste est de l'aluminium) peut être utilisé pour fabriquer des pièces pour machines à fileter.

Dans des circonstances normales, l’aluminium présente une résistance à la corrosion suffisante. Et lorsque l’environnement d’exposition prévu est très rude, sa résistance à la corrosion peut être grandement améliorée par anodisation. L'anodisation est un processus d'usinage électrique qui forme un film d'oxyde sur la surface métallique. L'anodisation améliore non seulement la capacité à résister à la corrosion, mais améliore également la capacité à protéger contre l'usure et les rayures. Le revêtement anodique est disponible dans de nombreuses couleurs à des fins de décoration et d'identification. Lors de la corrosion atmosphérique, l'aluminium forme un film d'oxyde gris clair en surface. Ces produits de corrosion ne contamineront pas la surface de l’aluminium, ni ne se propageront à la surface adjacente, ce qui diffère des performances de nombreux autres métaux sous l’effet de la corrosion.

La résistance à la traction de l'aluminium pur est d'environ 13 000 psi. Il est possible d'augmenter considérablement la résistance en ajoutant une petite quantité d'éléments d'alliage. Les alliages d'aluminium 2XXX, 6XXX et 7XXX ont un bon effet sur le traitement thermique. Par conséquent, pratiquement toutes les fixations filetées utilisées pour le transfert de charge sont constituées de ces trois principaux types d’alliages d’aluminium. Il existe quatre alliages d'aluminium presque dédiés