Confronto delle caratteristiche di resistenza degli elementi di fissaggio in lega di alluminio e degli elementi di fissaggio in metallo
Il peso degli elementi di fissaggio in alluminio è 1/3 del peso degli elementi di fissaggio simili in acciaio. Le caratteristiche di resistenza di questa lega frequentemente utilizzata sono sorprendentemente buone. Infatti, in termini di rapporto resistenza/qualità, gli elementi di fissaggio in alluminio sono superiori a qualsiasi altro elemento di fissaggio realizzato con materiali industriali e commerciali. L'alluminio non è magnetizzabile. La conduttività termica ed elettrica dell'alluminio è molto buona, circa 2/3 della conduttività del rame a parità di volume. L'alluminio ha buone caratteristiche di lavorazione ed è facile da formare a freddo e a caldo.
Confronto delle caratteristiche di resistenza degli elementi di fissaggio in lega di alluminio e degli elementi di fissaggio in metallo:
È necessario spiegare le due differenze nelle proprietà meccaniche tra gli elementi di fissaggio filettati in lega di alluminio e gli altri elementi di fissaggio in materiale metallico.
Il primo punto è: quando si calcola la capacità di carico della parte, si dovrebbe misurare l'area della parte inferiore della sezione trasversale invece dell'area della maggiore sollecitazione di trazione. Solo i valori di resistenza alla trazione e allo snervamento dei campioni di prova meccanica riportati nella Tabella 2 di ASTMF468 sono i valori di resistenza reali. Quando si calcola la resistenza dell'intera dimensione dell'elemento di fissaggio, è possibile apportare le opportune modifiche. In questo modo, moltiplicando il valore di sollecitazione e l'area dell'area filettata per la capacità di carico in libbre, il risultato del calcolo è approssimativamente il prodotto del "valore reale" nella tabella e l'area dell'area inferiore del dente più piccolo.
Il secondo punto è che la differenza di durezza della lega di alluminio è molto piccola ed è priva di significato quanto i criteri di ispezione. In alternativa alla prova di durezza, viene solitamente introdotta la prova di resistenza al taglio.
La lega di alluminio 2024-T4 (contenente 4,5% rame, 1,6% manganese, 1,5% magnesio e il resto è alluminio) è una lega resistente. Raggiunge un perfetto equilibrio nella combinazione di robustezza, resistenza alla corrosione, producibilità ed economia ed è ampiamente utilizzato nella produzione di elementi di fissaggio filettati.
Bulloni, viti e prigionieri realizzati in lega di alluminio 7075-T73 (contiene 1,6% di rame, 2,5% di manganese, 0,3% di cromo e il resto è alluminio) hanno apportato lievi miglioramenti in termini di resistenza. E grazie allo speciale processo di trattamento termico del "T73", può prevenire in larga misura il verificarsi di tensocorrosione. Tuttavia, il suo costo elevato ne ha limitato la popolarità.
La lega di alluminio 6061-T6 (contiene 0,6% silicio, 0,25% rame, 1% magnesio, 0,2% cromo e il resto è alluminio) può essere utilizzata per progettare filettature interne ed esterne con requisiti più elevati di dispositivi di fissaggio resistenti alla corrosione.
La lega di alluminio 6062-T9 (contenente 0,6% silicio, 0,25% rame, 1% magnesio, 0,09% cromo, 0,5% piombo e il resto è alluminio) è quasi esclusivamente per dadi di design. Questa lega è più resistente della lega di alluminio 6061-T6 e ha una resistenza alla corrosione relativamente migliore.
Il dado a tutto spessore in lega di alluminio 6062-T9 ha una resistenza sufficiente per adattarsi ai bulloni in lega di alluminio 2024-T4 o 7075-T73. Le viti, i dadi e altri dadi da 1/4 di pollice e più piccoli sono realizzati in lega di alluminio 2024-T4.
Vantaggi della lega di alluminio utilizzata nella produzione di elementi di fissaggio
Le quattro leghe di alluminio menzionate sono le più utilizzate nella produzione di elementi di fissaggio portanti filettati, mentre altre leghe di alluminio vengono utilizzate nella produzione di altri tipi di elementi di fissaggio. I piccoli rivetti solidi, a mezzo tubo e ciechi sono realizzati in leghe di alluminio 1100-F, 5052-F e 5056-F. Le leghe di alluminio trattabili termicamente 2017-T4, 2117-T4, 2024-T4, 6061-T6 e le leghe di alluminio 7075-T73 di sviluppo relativamente recente hanno una resistenza al taglio superiore e non richiedono un trattamento pre-trasmissione. Può essere guidato.
Le rondelle piatte sono generalmente realizzate in lega 2024-T4 placcata in alluminio; le rondelle elastiche a spirale sono generalmente realizzate in lega 7075-T6; le viti autofilettanti possono essere realizzate in lega 7075-T6; le viti autofilettanti sono realizzate con la stessa lega di materiale attraverso l'anodo Maneggiarlo. La lega di alluminio 2011-T3 (contenente 5,5% rame, 0,5% piombo, 0,5% bismuto e il resto è alluminio) può essere utilizzata per realizzare parti per macchine da taglio.
In circostanze normali, l’alluminio ha una sufficiente resistenza alla corrosione. E quando l'ambiente di esposizione previsto è molto duro, la sua resistenza alla corrosione può essere notevolmente migliorata mediante l'anodizzazione. L'anodizzazione è un processo di lavorazione elettrica che forma una pellicola di ossido sulla superficie del metallo. L'anodizzazione non solo migliora la capacità di resistere alla corrosione, ma migliora anche la capacità di proteggere dall'usura e dai graffi. Il rivestimento dell'anodo è disponibile in molti colori a scopo decorativo e identificativo. Nella corrosione atmosferica, l'alluminio forma sulla superficie una pellicola di ossido grigio chiaro. Questi prodotti della corrosione non contamineranno la superficie dell'alluminio né si diffonderanno sulla superficie adiacente, a differenza di molti altri metalli sotto l'effetto della corrosione.
La resistenza alla trazione dell'alluminio puro è di circa 13.000 psi. È possibile aumentare notevolmente la resistenza aggiungendo una piccola quantità di elementi di lega. Le leghe di alluminio 2XXX, 6XXX e 7XXX hanno un buon effetto sul trattamento termico. Pertanto, tutti gli elementi di fissaggio filettati utilizzati per la trasmissione del carico sono realizzati con questi tre tipi di leghe di alluminio. Ci sono quattro leghe di alluminio quasi dedicate
