Aluminium adalah logam yang paling umum di planet ini, jadi wajar saja jika aluminium banyak digunakan dalam manufaktur dan produksi komponen. Namun, apakah penggunaannya begitu luas hanya karena mudah ditemukan? Tentu saja tidak! Aluminium bahkan lebih unggul daripada baja dalam hal rasio kekuatan-berat. Berbagai tingkatan paduan aluminium fleksibel dan mudah diproses. Oleh karena itu, paduan aluminium digunakan dalam berbagai aplikasi.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, terdapat berbagai jenis aluminium, masing-masing dengan karakteristiknya sendiri. Oleh karena itu, artikel ini akan menjadi panduan dalam memilih material. Pertama, artikel ini akan menjelaskan berbagai jenis logam aluminium, kegunaannya, dan cara kerjanya. Selain itu, artikel ini juga akan menjelaskan berbagai jenis pemesinan sampel yang dapat dilakukan dengan setiap jenis aluminium. Gulir ke bawah hingga akhir untuk mempelajari cara cepat memilih jenis logam terbaik untuk pembuatan komponen.
Daftar isi
Sifat-Sifat Aluminium
Paduan aluminium sebagian besar terdiri dari aluminium, tetapi tembaga, seng, magnesium, dan silikon juga ditambahkan untuk meningkatkan sifat-sifat spesifik tertentu. Berbagai jenis paduan aluminium didasarkan pada komposisi kimianya, dan setiap jenis memiliki keunggulan tersendiri untuk penggunaan yang berbeda. Jenis paduan aluminium yang digunakan sangat penting untuk pembuatan prototipe cepat. Hal ini karena memengaruhi efektivitas prototipe akhir, biayanya, dan seberapa baik kesesuaiannya dengan persyaratan.
- Sifat Fisik. Aluminium murni adalah logam yang sangat lunak. Namun, paduan aluminium adalah logam yang sangat kuat. Karena kepadatannya yang relatif rendah, paduan aluminium memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat terbaik dibandingkan logam lainnya. Paduan aluminium juga tahan terhadap cuaca dingin dan korosi.
- Sifat Termal dan Listrik. Aluminium merupakan material yang baik untuk pembuatan komponen pertukaran panas pada mobil karena konduktivitas termalnya yang tinggi. Selain itu, berbagai paduan aluminium dapat menghantarkan dan menahan listrik. Oleh karena itu, beberapa paduan aluminium dapat digunakan untuk membuat kabel listrik, sementara yang lain digunakan untuk keperluan resistivitas.
- Sifat Mekanik. Kekuatan tarik aluminium bisa tinggi atau rendah, tergantung pada kualitasnya. Beberapa aluminium memiliki kekuatan tarik hingga 100 ksi, sementara yang lain hanya 1,5 ksi.
- Reflektansi. Jika aluminium dipoles, permukaannya dapat dibuat sangat mengkilap. Hasilnya, paduan aluminium sangat baik dalam memantulkan energi radiasi, kualitas yang diinginkan pada banyak lampu dan aksesori dekoratif.
Keuntungan dan Kerugian Aluminium untuk Tujuan Pemesinan
Aluminium adalah logam yang sangat berguna dan dapat digunakan dalam berbagai cara. Beberapa sifatnya membuatnya sangat populer untuk permesinanNamun, seperti halnya semua hal baik lainnya, aluminium memiliki kelebihan dan kekurangan.
Keunggulan Aluminium dalam Pemesinan
Ketahanan Korosi
Aluminium tidak akan berkarat atau terkorosi. Lapisan pelindung aluminium oksida cepat terbentuk pada permukaan paduan aluminium, yang membantunya menahan korosi akibat cuaca. Jika aluminium diberi perlakuan permukaan yang baik dan dirawat secara teratur, ia tidak akan terkorosi bahkan di lingkungan yang paling keras sekalipun. Berkat sifat aluminium ini, ia dapat digunakan untuk memproduksi komponen yang terpapar kondisi lingkungan yang keras.
Biaya Rendah
Aluminium memang bukan yang termurah dalam biaya produksi, tetapi jika mempertimbangkan keunggulannya, biayanya cukup rendah. Artinya, aluminium lebih murah daripada logam lain dengan manfaat yang sama dan merupakan pilihan terbaik dalam banyak kasus.
Kuat dan Ringan
Aluminium adalah logam dengan rasio kekuatan-terhadap-berat terbaik dan karenanya sangat kuat. Karena itu, aluminium dapat digunakan di tempat yang membutuhkan kekuatan ekstra. Rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi menunjukkan bahwa kekuatan ini tidak mengorbankan berat. Paduan aluminium digunakan untuk komponen mekanis yang harus seringan mungkin tetapi tetap sangat kuat. Hal ini karena paduan aluminium hampir tiga kali lebih padat daripada baja.
Dapat didaur ulang
Aluminium dapat didaur ulang berulang kali. Aluminium juga lebih mudah didaur ulang dibandingkan banyak logam lainnya, menjadikannya pilihan yang baik bagi lingkungan.
Dapat Digunakan untuk Pembuatan Cetakan Cepat
Metode produksi yang disebut perkakas cepat (rapid tooling) kini semakin populer. Hal ini karena menghemat biaya dan mengurangi waktu tunggu. Aluminium adalah material yang umum digunakan untuk pembuatan cetakan cepat. Paduan aluminium mudah dibentuk dan tidak memerlukan biaya banyakAlasan mengapa produsen menyukainya sudah jelas.
Tidak Perlu Perawatan Berlebihan
Komponen aluminium tetap mempertahankan kualitas dan kinerjanya bahkan dalam kondisi terburuk sekalipun. Oleh karena itu, komponen aluminium merupakan pilihan yang baik untuk komponen yang sulit dirawat secara berkala. Selain itu, aluminium juga dapat menahan suhu yang sangat rendah tanpa pecah atau retak.
Dapat disesuaikan
Karena aluminium mudah dikerjakan, ia dapat dibentuk menjadi hampir semua bentuk. Aluminium tidak hanya dapat dicat dengan baik, tetapi permukaannya juga dapat menahan sebagian besar lapisan akhir dengan baik.
Kerugian Aluminium dalam Pemesinan
- Konduktivitas Mudah. Hal ini merupakan keuntungan sekaligus kerugian, tergantung di mana ia digunakan. Namun, ini berarti bahwa paduan aluminium tidak dapat digunakan dalam aplikasi tertentu di mana hambatan listrik penting.
- Titik Leleh Rendah. Karena aluminium memiliki titik leleh yang rendah, aluminium tidak cocok digunakan di tempat yang panasnya tinggi. Namun, ada beberapa paduan aluminium yang dapat mengatasi masalah ini.
Kelas Paduan Aluminium
Ada dua jenis utama paduan aluminium: paduan tempa dan paduan cor.
Paduan Tempa
Umumnya, jenis paduan aluminium ini lebih kuat daripada logam cor. Mereka juga menggunakan metode empat digit, tetapi tanpa titik desimal. Digit pertama menunjukkan unsur paduan utama, sama seperti nama besi cor. Jika bukan nol, angka kedua menunjukkan bahwa paduan tersebut telah berubah, dan dua angka terakhir menunjukkan jenis paduannya dalam seri tersebut. Berikut adalah daftar tujuh seri paduan tempa:
Seri 1xxx
Paduan aluminium ini terkadang disebut "aluminium murni" karena harus mengandung setidaknya aluminium 99%. Paduan ini tidak terlalu kuat, tetapi para ahli mesin memilih untuk menggunakannya. Hal ini karena paduan ini tidak berkarat dan berenergi tinggi. Paduan ini juga dapat dilas, tetapi ahli mesin harus sangat berhati-hati karena titik lelehnya sangat rendah.
Seri 2xxx
Tembaga merupakan unsur utama penyusun seri ini. Metode terbaik untuk mengolah logam-logam ini adalah proses perlakuan panas larutan padat. Akibatnya, paduan seri ini sangat kuat dan keras, tetapi tidak tahan korosi seperti seri lainnya. Oleh karena itu, ketika paduan ini perlu digunakan di area yang rawan korosi, teknisi mesin biasanya akan mengecat atau melapisinya dengan logam antikarat.
Seri 3xxx
Mangan adalah unsur utama pembentuk paduan ini. Paduan ini tidak terlalu kuat, tetapi memiliki ketahanan panas dan karat yang sangat baik. Hal ini menjadikannya ideal untuk digunakan sebagai peralatan memasak. Seri aluminium ini umumnya digunakan di pembangkit listrik dan otomotif sebagai suku cadang pengganti.
Seri 4xxx
Paduan seri 4xxx digunakan sebagai logam pengisi dalam pengelasan karena titik lelehnya yang rendah. Dalam seri ini, logamnya terbuat dari campuran aluminium dan silikon.
Seri 5xxx
Paduan aluminium ini tidak dapat dipanaskan, tetapi memiliki kekuatan tarik tertinggi. Unsur paduan utamanya adalah magnesium. Akibatnya, paduan ini tidak berkarat dan mudah dilas, menjadikannya pilihan yang baik untuk kendaraan dan komponen peralatan angkatan laut. Selain itu, kekuatan tarik tertingginya berkisar antara 18ksi dan 51ksi.
Seri 6xxx
Paduan seri ini memiliki ketahanan korosi yang baik. Kekuatan tarik maksimumnya antara 18ksi dan 58ksi. Magnesium dan silikon merupakan unsur paduan utama dalam kombinasi emas ini. Paduan ini digunakan untuk pelapis logam yang rentan korosi. Logam-logam ini juga mengandung magnesium dan silikon, sehingga menghasilkan magnesium silisida. Material ini dapat dipanaskan dalam larutan, sehingga membuatnya lebih kuat.
Seri 7xxx
Seng merupakan unsur paduan utama dalam paduan aluminium ini. Paduan ini memiliki kekuatan tarik tertinggi di antara semua paduan aluminium, dengan kekuatan tarik berkisar antara 32 hingga 88 ksi. Jenis logam ini digunakan oleh para ahli mesin untuk membuat perkakas dan komponen roda gigi yang mengalami tekanan lebih tinggi, seperti roda gigi olahraga dan kedirgantaraan. Selain aluminium, logam lain seperti tembaga dapat ditambahkan untuk mengubah cara kerja aluminium tempa.
Paduan cor
Paduan ini dapat diolah dengan atau tanpa pemanasan. Paduan ini menggunakan metode empat digit dengan titik desimal sebelum digit terakhir. Angka pertama menunjukkan unsur-unsur utama penyusun logam. Dua angka berikutnya menunjukkan jenis material, dan angka setelah titik desimal menunjukkan apakah logam tersebut merupakan ingot atau coran.
Perbedaan Antara Paduan Tempa dan Cor
- Kekuatan tarik paduan cor biasanya lebih rendah dibandingkan dengan paduan tempa karena sulitnya menghilangkan cacat selama proses proses pengecoran.
- Untuk bobot yang sama, paduan cor lebih murah daripada paduan tempa.
- Paduan aluminium tempa lebih mudah dikerjakan daripada logam cor.
- Bagian yang terbuat dari paduan aluminium tempa mungkin memiliki hasil akhir permukaan yang lebih baik daripada bagian yang terbuat dari logam cor.
Jenis-jenis Aluminium Umum
Aluminium 6061-T6
Paduan aluminium ini termasuk dalam seri 6xxx, seperti yang terlihat dari namanya. Karena angka kedua adalah nol, kita tahu bahwa paduan ini adalah aluminium industri dengan berbagai macam pengotor. Dua angka terakhir, 61, menunjukkan komposisi logam ini: aluminium 97,9%, silikon 0,6%, magnesium 1,0%, kromium 0,2%, dan tembaga 0,28%.
Dalam hal ini, T6 menunjukkan perlakuan panas larutan dan penuaan. Diperlukan 40 ksi untuk meregangkan aluminium 6061 dan 45 ksi untuk menariknya hingga benar-benar terpisah. Ini berarti logam ini sangat kuat dan dapat digunakan dalam struktur bangunan. Aluminium 6061 tidak akan berkarat. Aluminium ini terutama digunakan dalam pembuatan suku cadang otomotif, penukar panas, dan elektronik.
Aluminium 7075-T6
Nomor seri Aluminium 7075, 7xxx, menunjukkan bahwa seng merupakan unsur paduan utamanya dan logam ini memiliki kekuatan tarik yang tinggi. Komposisi utamanya adalah aluminium (90%), seng (5,6%), mangan (2,5%), tembaga (1,6%), dan mangan (0,23%). Aluminium 7075 merupakan salah satu paduan aluminium terkuat dan teringan. Aluminium ini memiliki densitas 2,81 g/cm³ dan kekuatan tarik maksimum 83 ksi. Angka T6 menunjukkan bahwa aluminium ini telah mengalami perlakuan panas. Logam ini umumnya digunakan dalam pembuatan roda gigi perkakas mesin dan komponen pesawat terbang.
Aluminium 5052
Aluminium 5052 cukup kuat dan memiliki ketahanan korosi yang sangat baik. Karena tidak mengandung tembaga, aluminium ini sangat berguna dalam aplikasi air asin. Karena logam ini termasuk dalam seri 5xxx, logam ini tidak dapat dipanaskan dan diubah bentuknya. Paduan ini umumnya digunakan untuk membuat komponen peralatan kelautan.
Aluminium 6063
Aluminium 6063, juga dikenal sebagai aluminium dekoratif, adalah paduan aluminium yang terbuat dari magnesium dan silikon. Paduan ini cukup kuat dan ulet, sehingga ideal untuk pembuatan cetakan. Paduan ini sangat tahan korosi dan dapat digunakan di luar ruangan karena kandungan tembaga dan magnesium silisidanya yang rendah. Logam yang digunakan untuk membuat komponen ini dapat digunakan dalam bahan bangunan, pipa dan tabung, serta furnitur.
Bagaimana Cara Memilih Jenis Aluminium yang Tepat?
Anda dapat memilih berbagai jenis aluminium. Berbagai jenis aluminium memiliki sifat yang berbeda-beda seperti kemampuan las, kekuatan, dan ketahanan korosi. Anda dapat memilih jenis aluminium berdasarkan fitur-fitur penting yang Anda butuhkan untuk kebutuhan Anda. Sebelum memutuskan, pertimbangkan hal-hal berikut.
Memahami Peringkat Kemampuan Mesinnya
Peringkat kemudahan pemesinan paduan aluminium akan memberi Anda gambaran tentang seberapa baik paduan tersebut akan bekerja dengan mesin CNC. Paduan aluminium yang mudah dimesin mudah dipotong dan dihaluskan. Oleh karena itu, paduan ini dapat digunakan untuk membuat komponen mesin yang kompleks. Misalnya, aluminium 2011 sangat mudah dimesin.
Biaya dan Ketersediaan
Salah satu pertimbangan terpenting saat memilih jenis aluminium untuk suatu pekerjaan adalah biaya paduannya. Langkah penting dalam memulai proses produksi adalah menemukan kesesuaian antara biaya target dan sifat terbaik dalam kisaran harga tersebut. Ketersediaan jenis logam aluminium yang dipilih juga bergantung pada harganya. Ketersediaan juga sangat penting, karena paduan aluminium langka yang sulit diperoleh dapat memperlambat proses produksi.
Seberapa Praktis?
Ini mengacu pada seberapa mudah suatu paduan aluminium tertentu dibentuk. Paduan dengan keuletan tinggi mudah dikerjakan dan sebagian besar digunakan di tempat yang membutuhkan ketahanan lelah, seperti pada komponen pesawat terbang.
Bisakah Dilas?
Kemampuan las suatu paduan penting untuk dipertimbangkan jika komponen yang diproduksi perlu dilas ke komponen lain. Jika pengelasan diperlukan, logam aluminium 3003 merupakan pilihan yang baik.
Ketahanan Korosi
Penggunaan komponen menentukan ketahanan korosinya. Misalnya, komponen yang digunakan di lingkungan kimia atau kelautan harus memiliki ketahanan korosi yang tinggi.
Bisakah Diolah dengan Panas?
Tempering logam aluminium melibatkan pemanasan pada suhu yang sangat tinggi atau sangat rendah. Proses ini, yang disebut perlakuan panas, membuat logam aluminium lebih kuat. Perlu diperhatikan seri paduan aluminium mana yang dapat dipanaskan dan mana yang tidak.
Seberapa Kuatnya?
Seberapa besar gaya yang dapat ditahan suatu paduan sebelum mengalami deformasi bergantung pada kekuatannya. Wajar jika menggunakan logam aluminium berkekuatan tinggi untuk komponen yang mengalami gaya tinggi.
Tergantung pada proyeknya, Anda mungkin juga perlu menggunakan baja. Jadi, bagaimana cara memilih baja dengan mutu yang tepat? Anda bisa merujuk ke Panduan pemilihan baja tahan karat 304 dan 316 untuk bantuan profesional.
Berbagai Penggunaan Aluminium
Aluminium memiliki banyak kegunaan di berbagai industri. Berikut ini adalah beberapa bidang di mana produk dan komponen aluminium umumnya digunakan:
Bidang Medis
Komponen dan produk aluminium sangat umum digunakan dalam industri yang membutuhkan kebersihan dan biokompatibilitas. Peralatan medis, seperti instrumen bedah dan ortopedi, terbuat dari berbagai jenis aluminium. Selain itu, aluminium merupakan komponen utama dalam beberapa barang sehari-hari seperti baki dan ember.
Dirgantara
Material yang digunakan untuk membangun pesawat terbang harus ringan dan kuat. Aluminium sangat cocok untuk pekerjaan ini karena ringan dan kekuatannya yang tinggi. Oleh karena itu, aluminium dapat menahan beban yang sama beratnya dengan logam yang lebih kuat. Selain itu, karena aluminium sangat tahan terhadap korosi, aluminium dapat membantu melindungi pesawat dari kerusakan saat terpapar cuaca buruk.
Industri Listrik
Paduan aluminium selalu digunakan oleh perusahaan-perusahaan yang memproduksi barang elektronik konsumen karena konduktivitas termalnya yang sangat baik. Komponen listrik seperti radiator dan komponen pendingin untuk sistem grafis menggunakan paduan aluminium.
Industri Otomotif
Mobil terbaik harus ringan, tahan lama, dan ramah lingkungan. Paduan aluminium dapat mencapai hal ini karena merupakan material yang ringan dan kuat. Oleh karena itu, mobil dapat fleksibel sekaligus kuat. Selain itu, komponen mobil aluminium dapat didaur ulang, sehingga mobil dengan komponen logam aluminium lebih ramah lingkungan.
Kesimpulan
Aluminium adalah logam yang sangat fleksibel sehingga kualitasnya berubah ketika dicampur dengan unsur lain. Berbagai jenis aluminium juga cocok untuk berbagai jenis bisnis karena sifatnya yang berbeda-beda. Namun, dengan beragamnya paduan aluminium yang tersedia, mungkin sulit bagi Anda untuk memutuskan paduan aluminium mana yang akan digunakan dalam desain sampel Anda.
Di Yonglihao Machinery, kami dapat membantu Anda pilih bahan terbaik untuk pekerjaan pemesinan Anda. Hubungi kami hari ini dan kami akan membantu Anda dalam pemilihan material. Saat memilih material, penting juga untuk memahami sifat-sifat paduan yang berbeda dan bagaimana kinerjanya dalam berbagai aplikasi. Anda dapat merujuk ke Baja tahan karat 316 dan 316L dalam pembuatan prototipe cepat untuk informasi yang lebih khusus.