Vergleich von Aluminiumlegierungen: Eigenschaften, Anwendungen und Auswahlhilfe

Aluminium ist ein weit verbreiteter und beliebter Metallwerkstoff, der in zahlreichen Bereichen Anwendung findet, darunter Automobilteile, Luft- und Raumfahrtstrukturen, Schiffe und Marineausrüstung, Unterhaltungselektronik (wie Smartphones), Industriemaschinen und viele weitere. Dank seiner hervorragenden Eigenschaften wie geringes Gewicht, hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und einfache Verarbeitung zählt Aluminium zu den bevorzugten Werkstoffen von Ingenieuren und Produktdesignern bei der Entwicklung von Prototypen und Endprodukten.

Im Produktentwicklungsprozess ist die Wahl der richtigen Aluminiumlegierung von besonderer Bedeutung. Unterschiedliche Aluminiumlegierungen weisen völlig unterschiedliche mechanische Eigenschaften, Verarbeitungseigenschaften, Kostenstrukturen und Umweltverträglichkeiten auf. Diese Unterschiede beeinflussen direkt den Fertigungsprozess, die Lebensdauer und die Gesamtleistung der Bauteile. Daher ist ein tiefgreifendes Verständnis der Eigenschaften verschiedener Aluminiumlegierungen die Grundlage für die Sicherstellung von Produktqualität und Wirtschaftlichkeit.

Eigenschaften von Aluminiumlegierungen

Aluminium ist ein leichter metallischer Werkstoff mit einer Dichte von etwa 2,7 g/cm³. Aluminiumlegierungen bestehen aus Reinaluminium, dem weitere Elemente beigemischt werden, um bestimmte mechanische und physikalische Eigenschaften zu verbessern. Die Oberfläche von Aluminiumlegierungen oxidiert und bildet eine schützende Oxidschicht, die diesen Legierungen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit verleiht.

Das Festigkeits-Gewichts-Verhältnis von Aluminiumlegierungen lässt sich durch die Zugabe von Legierungselementen deutlich verbessern. Die Zugfestigkeiten reichen von 70 MPa für Reinaluminium bis über 700 MPa für hochfeste Legierungen für die Luft- und Raumfahrt. Gängige Legierungselemente sind Kupfer, Silizium, Magnesium, Mangan und Zink. Jedes dieser Elemente besitzt einzigartige Eigenschaften, wie z. B. verbesserte Bearbeitbarkeit, optimierte Gießeigenschaften oder ein erhöhtes Ausscheidungshärtungspotenzial.

Motorradfilter aus Aluminiumlegierung

Im Vergleich zu Zink- und Magnesiumlegierungen bieten Aluminiumlegierungen in bestimmten Anwendungsbereichen einzigartige Vorteile. Zinklegierungen zeichnen sich durch hervorragende Dimensionsstabilität und Gießeigenschaften sowie einen niedrigen Schmelzpunkt aus; die Dichte von Magnesium beträgt etwa 1,8 g/cm³. Obwohl Magnesiumlegierungen leichter als Aluminiumlegierungen sind, neigen sie stärker zu elektrochemischer Korrosion und sind bei Raumtemperatur nur begrenzt umformbar. Aluminiumlegierungen bieten eine bessere Korrosionsbeständigkeit und höhere Einsatztemperaturen.

Aluminiumlegierungen bieten ein optimales Verhältnis zwischen Gewichtsreduzierung, struktureller Integrität und Verarbeitungsflexibilität und sind daher das bevorzugte Material für Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Schifffahrtsindustrie. Beispielsweise kann der Einsatz von Aluminiumlegierungsteilen anstelle von Gusseisenteilen in modernen Autos das Gewicht um bis zu 30 % reduzieren, die Kraftstoffeffizienz um etwa 10 % verbessern und die Crashsicherheit durch bessere Energieabsorption erhöhen.

Aluminium-Roboter-Terminalausgang

Häufig verwendete Aluminiumlegierungswerkstoffe

Reines Aluminium besitzt hervorragende Eigenschaften, allen voran sein geringes Gewicht. Allerdings weist reines Aluminium nicht die für viele Anwendungsbereiche erforderliche Haltbarkeit auf. Daher muss Aluminium mit anderen Elementen zu Legierungen kombiniert werden, um die Haltbarkeit zu verbessern und es für verschiedene Anwendungsbereiche geeignet zu machen.

Der vierstellige Code einer Aluminiumlegierung gibt deren Hauptzusammensetzung an. Die erste Ziffer steht für das Hauptelement: So steht beispielsweise die 1xxx-Serie für Reinaluminium, die 2xxx-Serie für eine Aluminium-Kupfer-Legierung und die 6xxx-Serie für eine Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung. Die restlichen Ziffern dienen der Unterscheidung des jeweiligen Legierungstyps und erleichtern so die Bestimmung von Eigenschaften und Anwendung.

Optionale Aluminium-Knetlegierungen

LVMA bietet Bearbeitungsdienstleistungen für Aluminiumknetlegierungen an. Die hergestellten Aluminiumlegierungsteile zeichnen sich durch hervorragende Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit aus und eignen sich ideal für Anwendungen in Architektur, Automobilindustrie und Industrie, die zuverlässige Leistung und einfache Fertigung erfordern.

Optionale Aluminiumgusslegierungen

Die Aluminiumgusslegierungen von LVMA bieten hervorragende Designflexibilität, Wirtschaftlichkeit und ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Wir fertigen Aluminiumgussteile exakt nach Ihren Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und Größe.

Aluminium 6061 vs. Aluminium 5052

Die Aluminiumlegierung 6061 zeichnet sich durch hervorragende Festigkeit und Bearbeitbarkeit aus. Mit einer Zugfestigkeit von bis zu 330 MPa ist sie ideal für Konstruktionsanwendungen geeignet. Sie ist gut schweißbar und korrosionsbeständig, und ihre mechanischen Eigenschaften werden durch Wärmebehandlung deutlich verbessert.

Im Vergleich zu 5052 ist 6061 in bestimmten korrosiven Umgebungen jedoch weniger korrosionsbeständig. Die Aluminiumlegierung 5052 hingegen weist zwar eine geringere Festigkeit (Zugfestigkeit von ca. 260 MPa) auf, ist aber in maritimen Umgebungen und bei chemischer Korrosion besser geeignet und zeichnet sich durch hervorragende Umformbarkeit und Schweißbarkeit aus.

Oberflächenbearbeitung von Aluminiumteilen

Aluminiumlegierungen weisen eine natürliche Korrosionsbeständigkeit auf, dennoch ist die Oberflächenbehandlung notwendig, um ihre Leistungsfähigkeit und Ästhetik weiter zu verbessern. Durch wissenschaftliche Oberflächenbehandlungsverfahren lassen sich nicht nur Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und dekorative Wirkung von Aluminiumlegierungen deutlich steigern, sondern auch die Oberflächeneigenschaften können gezielt an spezifische Bedürfnisse angepasst werden.

LVMA bietet ein umfassendes Lösungsportfolio für Aluminiumlegierungsprodukte – von funktionalen bis hin zu dekorativen Anwendungen. Kunden können aus den folgenden fünf gängigen Oberflächenbehandlungstechnologien wählen:

• ● Mechanische Nachbearbeitung: Erzielt die gewünschte Oberflächenstruktur (z. B. Ra 0,8µm beim Polieren) durch Verfahren wie Strahlen, Polieren oder Bürsten.
• ● Anodisieren: Erzeugt eine harte, korrosionsbeständige Oxidschicht, die die Oberflächenhärte um bis zu 270 % erhöht. Kann eingefärbt werden.
• ● Pulverbeschichtung: Durch das Aufsprühen einer Pulverbeschichtung auf die Oberfläche von Aluminiumlegierungen werden deren Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und dekorative Eigenschaften verbessert. Es stehen zahlreiche Farben zur Auswahl.
• ● Flüssiglackierung: Sorgt für ein glattes, ästhetisches Finish mit individuell einstellbaren Glanzgraden (z. B. von matt bis hochglänzend).
• ● Galvanisierung: Dabei wird eine Metallschicht (z. B. Nickel, Chrom) abgeschieden, um die Verschleißfestigkeit oder Leitfähigkeit zu verbessern und die Oberflächenhärte um 50 % oder mehr zu erhöhen.

Starten Sie hier Ihr nächstes Projekt

Sobald Sie die optimale Aluminiumlegierung für Ihr Projekt ermittelt haben, wählen Sie einen zuverlässigen Fertigungspartner. LVMA bietet Ihnen umfassende Lösungen für die kundenspezifische Bearbeitung und beschleunigt so die Teilefertigung. Ihre Ingenieure können sich ganz auf Ihr Projekt konzentrieren, wir kümmern uns um die komplexe Fertigung. Fordern Sie jetzt ein Angebot an – wir unterstützen Sie als zuverlässiger Partner bei der Produktinnovation.