Kompendium materiałowe
Stopy aluminium do obróbki CNC — przewodnik EN AW
Praktyczne kompendium stopów aluminium używanych w obróbce skrawaniem: oznaczenia europejskie EN AW (z polskimi odpowiednikami PN), parametry mechaniczne, skrawalność, podatność na anodowanie oraz wskazówki doboru parametrów skrawania.
Jak czytać oznaczenia EN AW
Norma EN 573-3 wprowadziła czterocyfrowy system EN AW-XXXX (Aluminium Wrought). Pierwsza cyfra to grupa głównego pierwiastka stopowego:
- 1xxx — czyste aluminium (≥99%)
- 2xxx — Al-Cu (miedź) — np. 2024, 2017A
- 3xxx — Al-Mn (mangan)
- 5xxx — Al-Mg (magnez) — np. 5083, 5754
- 6xxx — Al-Mg-Si — np. 6060, 6061, 6082
- 7xxx — Al-Zn (cynk) — np. 7022, 7075
Po oznaczeniu występuje stan obróbki cieplnej: T4 (przesycony i naturalnie starzony), T6 (przesycony i sztucznie starzony — pełna wytrzymałość), T651 (T6 + odprężanie przez kontrolowane rozciąganie — minimalne naprężenia własne, zalecane do CNC), H111/H112(stany umacniane zgniotem dla serii 5xxx).
Najczęściej obrabiane stopy — porównanie
| EN AW (PN) | Rm [MPa] | Re [MPa] | HB | Skrawalność | Zastosowanie |
|---|---|---|---|---|---|
| 1050A (PA2) — H14 | 105 | 85 | 30 | słaba (mazisty) | elektrotechnika, przewodnictwo |
| 2024 (PA7) — T351 | 470 | 325 | 120 | bardzo dobra | lotnictwo, części wytrzymałe |
| 2017A (PA6) — T451 | 425 | 275 | 110 | bardzo dobra | elementy konstrukcyjne, części maszyn |
| 5083 (PA13) — H111 | 275 | 125 | 75 | średnia | morski, zbiorniki, spawane konstrukcje |
| 5754 (PA11) — H22 | 220 | 130 | 60 | średnia | blachy, przemysł spożywczy |
| 6060 (PA38) — T66 | 215 | 160 | 75 | dobra | profile prasowane, stolarka |
| 6061 (PA45) — T651 | 310 | 275 | 95 | bardzo dobra | uniwersalny, prototypy, ramy |
| 6082 (PA4) — T651 | 340 | 295 | 100 | bardzo dobra | najpopularniejszy w UE, konstrukcje |
| 7022 (AlZn5Mg3Cu) — T651 | 510 | 450 | 145 | doskonała | formy, oprzyrządowanie, płyty narzędziowe |
| 7075 (PA9) — T651 | 570 | 505 | 150 | doskonała | aerospace, narzędzia, części odpowiedzialne |
Wartości orientacyjne wg PN-EN 485 i kart materiałowych producentów; mogą się różnić w zależności od grubości i kierunku walcowania.
Charakterystyka grup stopów
Seria 2xxx (Al-Cu)
EN AW-2017A (PA6) i EN AW-2024 (PA7) — wysokowytrzymałe stopy duraluminowe. Wiór łamliwy, znakomita skrawalność. Wada: obniżona odporność na korozję. Anodowanie jest możliwe, ale powłoka ma żółto-brązowy odcień i nie spełnia jakości architektonicznej (non-A.Q. wg AAC) — dla wymagających aplikacji stosuje się proces OX-W, platerowanie lub lakierowanie.
Seria 5xxx (Al-Mg)
EN AW-5083 (PA13) i EN AW-5754 (PA11) — doskonała odporność na korozję, w tym wodę morską. Dobrze spawalne. Skrawalność średnia (mazisty wiór, skłonność do narostu na ostrzu). Anodowanie dekoracyjne daje czyste, srebrzyste wykończenie.
Seria 6xxx (Al-Mg-Si) — koń roboczy CNC
EN AW-6082 T651 (PA4) — w Europie najczęściej stosowany stop ogólnego przeznaczenia. Świetna skrawalność, dobra spawalność, bardzo dobra odporność na korozję, idealny do anodowania dekoracyjnego i twardego.
EN AW-6061 T651 (PA45) — amerykański odpowiednik 6082, częsty w dokumentacji importowanej z USA.
EN AW-6060 (PA38) — głównie profile prasowane, kształtowniki, elementy dekoracyjne.
Seria 7xxx (Al-Zn)
EN AW-7075 T651 (PA9) — najwyższa wytrzymałość spośród stopów aluminium, porównywalna ze stalą konstrukcyjną przy 1/3 masy. Skrawalność doskonała. Wada: podatność na korozję naprężeniową (w aplikacjach krytycznych stosuje się stan T73). EN AW-7022 (AlZn5Mg3Cu) — wysokowytrzymały stop stosowany na płyty narzędziowe, formy i oprzyrządowanie.
Podatność na anodowanie
Anodowanie (eloksalacja) to elektrochemiczny proces tworzenia warstwy tlenku Al2O3. Rozróżniamy anodowanie dekoracyjne (5–25 µm, możliwość barwienia) i anodowanie twarde (25–100 µm, twardość ~330–500 HV, odporność na ścieranie). Skład stopu — szczególnie zawartość Cu, Si, Zn, Mg — decyduje o jakości, kolorze i maksymalnej grubości powłoki.
Oceny zgodne z: Aluminum Anodizers Council (AAC) Technical Bulletin #4-13 „Aluminum Alloy Reference for Anodizing" oraz ogólnodostępnymi wytycznymi technicznymi anodowania. A.Q. = Architectural Quality (jakość architektoniczna — jednolity, powtarzalny wygląd dekoracyjny).
| Stop EN AW (PN) | Dekoracyjne | Twarde | Barwa po anodzie naturalnej |
|---|---|---|---|
| 1050A (PA2) | Doskonała — A.Q. | Dobra (niska twardość bazy) | srebrzysto-przezroczysta, najjaśniejsza |
| 2017A (PA6) | Możliwe (non-A.Q.) — odcień żółto-brązowy, słabsza ochrona | Ograniczone — ~250–280 HV, max ~25–40 µm; zalecany OX-W | żółto-brązowa (Cu) |
| 2024 (PA7) | Możliwe (non-A.Q.) — żółto-brązowy, niejednolity | Ograniczone — ~250–280 HV; zalecany OX-W | żółto-brązowa (Cu) |
| 5083 (PA13) | Bardzo dobra | Bardzo dobra (>330 HV) | jasnoszara, czysta |
| 5754 (PA11) | Bardzo dobra | Bardzo dobra | jasnoszara |
| 6060 (PA38) | Doskonała — A.Q. (wzorzec dla ekstruzji) | Bardzo dobra | jasnoszara, idealna pod barwniki |
| 6061 (PA45) | Bardzo dobra | Doskonała (>400 HV, do ~500 HV) | szara z lekkim odcieniem żółtym |
| 6082 (PA4) | Bardzo dobra | Doskonała (>400 HV) | szara, lekko żółtawa |
| 7022 (AlZn5Mg3Cu) | Dobra (lekki odcień brązowy) | Bardzo dobra (>330 HV) | brązowo-złota |
| 7075 (PA9) | Dobra (odcień brązowo-oliwkowy) | Bardzo dobra (>330 HV, do ~60 µm) | brązowo-oliwkowa (Zn, Mg) |
- Stopy 2xxx (PA6/PA7) — można anodować, ale powłoka ma żółto-brązowy odcień i obniżoną odporność korozyjną; brak jakości architektonicznej (non-A.Q. wg AAC). Dla wymagających aplikacji stosuje się proces OX-W.
- Stopy 5xxx i 6xxx — najlepsze do anodowania dekoracyjnego i kolorowego (czarne, niebieskie, czerwone obudowy); 6060/6063 są wzorcem A.Q.
- Stopy 7xxx — bardzo dobre do anody twardej; barwa naturalna brązowawa/oliwkowa.
- Anodowanie twarde zwiększa wymiar detalu o ok. 50% grubości powłoki na stronę — uwzględnij w tolerancjach.
- Krawędzie i otwory M3 i mniejsze przy anodzie twardej wymagają fazowania ≥0,3 mm.
Parametry skrawania — punkt wyjścia
| Stop | Vc VHM [m/min] | fz [mm/ząb] Ø10 | Chłodzenie |
|---|---|---|---|
| 1050A / 5754 | 400–600 | 0,05–0,10 | emulsja obficie (zapobiega narostom) |
| 5083 / 6060 | 500–800 | 0,06–0,12 | emulsja lub MQL |
| 6061 / 6082 | 600–1000 | 0,08–0,15 | MQL, emulsja, sprężone powietrze |
| 2017A / 2024 | 500–800 | 0,08–0,15 | MQL |
| 7022 / 7075 | 500–900 | 0,08–0,18 | MQL lub emulsja |
Wartości startowe dla frezów VHM z powłoką ZrN/DLC, geometria do aluminium (polerowane rowki, kąt natarcia 15–25°). Zawsze weryfikuj z kartą narzędzia.
Tabela decyzyjna — co wybrać
| Wymaganie | Rekomendacja |
|---|---|
| Uniwersalny detal CNC, anodowanie kolorowe | EN AW-6082 T651 (PA4) |
| Najwyższa wytrzymałość | EN AW-7075 T651 (PA9) |
| Środowisko morskie / chemiczne | EN AW-5083 (PA13) |
| Płyta bazowa bez naprężeń, ≥30 mm | EN AW-5083 walcowana, stress relieved |
| Forma do tworzyw, oprzyrządowanie | EN AW-7022 / 7075 |
| Cienkościenna obudowa, brak odkształceń | EN AW-5083 odprężony |
| Estetyka, eloksal czarny matowy | EN AW-6060 / 6082 |
| Anoda twarda, wysoka odporność na ścieranie | EN AW-6082 / 7075 |
| Element spawany konstrukcyjny | EN AW-5083 / 6082 |
Nie wiesz, który stop wybrać?
Przyślij rysunek lub model 3D — zaproponujemy stop, stan obróbki cieplnej i technologię, dobierzemy też wykończenie (anoda dekoracyjna lub twarda). Pracujemy na płytach i prętach EN AW od polskich i niemieckich hut. Wycena 24–48 h.