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Aluminium 5052 vs. 6061, welches ist das Richtige für Ihr CNC-Projekt?

September 23, 2023

Aluminiumlegierungen sind technische Werkstoffe, die durch Einspritzen geringer Mengen anderer Metalle in Reinaluminium hergestellt werden. Die Eigenschaften verschiedener Aluminiumlegierungen variieren je nach Legierungselementen, um spezifische Produktionsanforderungen zu erfüllen. Aluminium ist typischerweise der bevorzugte Werkstoff für die meisten Fertigungsunternehmen und eines der beliebtesten Metalle überhaupt. Die Aluminiumlegierungen 6061 und 5052 sind in der Fertigungsindustrie besonders geschätzt. Daher kann die Wahl der optimalen Legierung für Ihr CNC- Bearbeitungsprojekt etwas verwirrend sein. Jede Legierung hat ihre spezifischen Vor- und Nachteile, wie z. B. hervorragende Haltbarkeit, Vielseitigkeit, mechanische Eigenschaften, Verarbeitbarkeit und vieles mehr. In diesem Artikel untersuchen wir die Unterschiede zwischen Aluminium 6061 und 5052 hinsichtlich Leistung, Kosten und Anwendungsbereichen und helfen Ihnen bei der Auswahl der richtigen Legierung für Ihr CNC-Projekt.

Was ist Aluminiumlegierung 5052?

Aluminium 5052 gehört zur Familie der Aluminiumlegierungen der Güteklasse 5xxx, wird seit 1930 verwendet und erhielt 1954 seine Standardbezeichnung. Das Hauptlegierungselement der Aluminiumlegierung 5052 ist Magnesium, etwa 3–5 %. Daher wird es auch Aluminium-Magnesium-Legierung genannt. Die Hauptmerkmale der Aluminiumlegierung 5052 sind niedrige Dichte, hohe Zugfestigkeit, hohe Dehnung und können nicht wärmebehandelt werden. Aluminium 5052 verfügt über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute Schweißbarkeit und hohe Dauerfestigkeit.

Aluminium 5052 ist die stärkste nicht wärmebehandelbare Aluminiumsorte, die üblicherweise verwendet wird. Daher eignet sich Aluminium 5052 sehr gut als Platte oder Blech. Auf diese Weise verbindet das Blech oder die Platte eine hervorragende Schweißbarkeit und Umformbarkeit mit erhöhter Festigkeit. 5052-Aluminium enthält kein Kupfer, wodurch es weniger anfällig für Salzwasserkorrosion ist. Daher wird 5052-Aluminium häufig in Meeresumgebungen, im Baugewerbe, in Druckbehältern und Kraftstoffbehältern verwendet. Die Dichte von 5052-Aluminium beträgt 2.68 g/cm3 und ist damit etwas niedriger als die von reinem Aluminium. Daher wird es sehr häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, beispielsweise in Flugzeugtreibstofftanks. 5052-Aluminium wird auch häufig in einigen traditionellen Industriezweigen verwendet, beispielsweise bei 3C-Produkten, Kraftstofftankmaterialien, hochwertigen Vorhangfassadenpaneelen, Jalousien, Druckbehältern und medizinischen Geräten.

Was ist Aluminiumlegierung 6061?

Die Hauptbestandteile der Aluminiumlegierungen der 6000er-Serie sind Magnesium und Silizium. Die repräsentativste Legierung ist 6061. Diese Legierung zeichnet sich durch mittlere Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit, Formstabilität nach der Verarbeitung, gute Einfärbbarkeit und gute Oxidationsbeständigkeit aus. Aluminium 6061 ist eine der am weitesten verbreiteten Aluminiumlegierungen und findet sich in nahezu allen Bereichen der Fertigungsindustrie. Sie gilt als die vielseitigste Aluminiumlegierung und vereint die meisten nützlichen Eigenschaften von Aluminium. Diese Aluminiumsorte wurde 1935 entwickelt und trug ursprünglich die Bezeichnung „ Legierung 61S “.

Aluminium 6061 ist eine ausscheidungshärtende Aluminiumlegierung, die häufig in verschiedenen industriellen Strukturteilen verwendet wird, die eine bestimmte Festigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern, wie z. B. Mobiltelefonsteckplätze, Mobiltelefongehäuse, Produktions-LKWs, Turmgebäude, Strukturmaterialien, Schiffe und Schienenfahrzeuge , Präzisionsbearbeitung usw.

Was ist der Unterschied zwischen Aluminium 5052 und Aluminium 6061?

Sowohl Aluminium 5052 als auch Aluminium 6061 weisen hervorragende Eigenschaften auf. Sie haben unterschiedliche elementare Zusammensetzungen und dienen unterschiedlichen Zwecken. Darüber hinaus können beide Aluminiumlegierungen für den gleichen Zweck verwendet werden. Es klingt verwirrend. Um das Verständnis zu erleichtern, vergleichen wir die Eigenschaften der beiden Legierungen. Dies soll sicherstellen, dass Sie ein tieferes Verständnis für Aluminium 5052 und Aluminium 6061 haben, damit Sie die beste Wahl für Ihr nächstes CNC-Projekt treffen können.

NO.1 Chemische Zusammensetzung von Aluminium 5052 vs. 6061

Element	Komposition (%)
Element	5052-Legierung	6061-Legierung
Si	0.25	0.4-0.8
Fe	0.4	0.7
Cu	0.1	0.15-0.4
Mn	0.1	0.15
Mg	2.2-2.8	0.8-1.2
Cr	0.15-0.35	0.04-0.35
Ni	-	-
Zn	0.1	0.25
Ti	-	0.15
Andere: Jeder	0.05	0.05
Sonstiges:Gesamt	0.15	0.15
Aluminiumin	Rest	Rest

NO.2 5052 vs. 6061 Aluminium-Spezifikation

Legierung	5052	6061
Dicke (mm)	0.1-600	0.3-500
Breite (mm)	20-2650	100-2800
Länge (mm)	500-16000	500-16000

Nr. 3 5052 und 6061: Legierungsserie

5052-Aluminium und 6061-Aluminium gibt es in verschiedenen Formen. Diese Änderungen können zum Vergleich herangezogen werden. In diesem Abschnitt werden wir zwischen den einzelnen Legierungen unterscheiden, indem wir ihre jeweiligen Legierungsvarianten auflisten. Es gibt ungefähr 19 Legierungsvarianten von 5052 Aluminium. Sie beinhalten:

Aluminium 5052-O
Aluminium 5052-H38
Aluminium 5052-H39
Aluminium 5052-H34
Aluminium 5052-H36
Aluminium 5052-H32
Aluminium 5052-H322

Die 6061-Aluminiumsorten gibt es in vorgetemperter und gehärteter Qualität. Dazu gehören:

Nr. 4 5052 vs. 6061 Aluminiumdichte

Die Dichte der 5052-Aluminiumlegierung beträgt 2.68 g/cm 3 (0.0968 lb/in 3) und ist damit etwas niedriger als die von reinem Aluminium. Daher kann es in Anwendungen eingesetzt werden, die eine Gewichtsreduzierung erfordern, wie z. B. bei Materialien für Flugzeugtreibstofftanks, Fahrzeugen mit neuer Energie und anderen Bereichen. Aluminium 6061 hat eine Dichte von 2.7 g/cm 3 (0.0975 lb/in 3) und sein Gewicht entspricht ungefähr dem von reinem Aluminium.

NO.5 5052 vs. 6061 Aluminium mechanische Eigenschaften

Relativ gesehen lässt sich die Aluminiumlegierung 6061 besser bearbeiten, während 5052 eher für Blech- und Schweißanwendungen verwendet wird. Dieser Unterschied wird durch Unterschiede in der Legierungszusammensetzung verursacht. Die mechanischen Eigenschaften eines Materials sind die physikalischen Eigenschaften, die es zeigt, wenn eine Kraft oder ein Stoß einwirkt. Sowohl 5052-Aluminium als auch 6061-Aluminium weisen unterschiedliche mechanische Eigenschaften auf.

Eigenschaften im Vergleich	5052 Aluminium		6061 Aluminium
Einheit	Englisch	Metrisch	Englisch	Metrisch
Schermodul	3760 ksi	25.9 Gpa	3770 ksi	26.0 Gpa
Elastizitätsmodul	10200 ksi	70.3 Gpa	10000 ksi	68.9 Gpa
Ermüdungsfestigkeit	17000 psi	117 Mpa	14000 psi	96.5 Mpa
Schiere Stärke	20000 psi	138 Mpa	30000 psi	207 Mpa
Elektrischer widerstand	3.99 x 10-6 Ohm-cm		5.15 x 10-6 Ohm-cm
Bearbeitbarkeit	Gut		Fair
Härte (Brinell)	95		150

Elastizitätsmodul

Der Elastizitätsmodul ist ein Maß dafür, wie gut ein Legierungsmaterial einer plastischen Verformung unter Einwirkung äußerer Kräfte widersteht. Materialien mit einem höheren Modul gelten als elastischer. Dies liegt daran, dass zusätzliche Kraft erforderlich ist, um eine dauerhafte Verformung des Materials zu bewirken. Daher werden Legierungen mit höheren Modulindikatoren für Umformanwendungen bevorzugt. Darüber hinaus neigen elastische Materialien weniger dazu, bei Verformung zu brechen. Wir haben 5052-Aluminium mit 6061-Aluminium verglichen und festgestellt, dass 5050-Aluminium den höchsten Elastizitätsmodul (70.3 GPa) aufweist. Wenn daher bei der Auswahl einer Legierung für Ihr CNC-Projekt die Belastbarkeit eine Rolle spielt, ist 5052-Aluminium die geeignetere Wahl.

Leitfähigkeit

Leitfähigkeit ist der Grad, in dem ein Material Elektrizität leitet. Sie wird als Verhältnis der Stromdichte zum elektrischen Feld gemessen, das den Stromfluss verursacht. Bei einem Vergleich mit dem gleichen Volumen von 5052-Aluminium und 6061-Aluminium war die Leitfähigkeit von 5052-Aluminium etwa 7 % niedriger als die von 6061-Aluminium. Dies deutet darauf hin, dass 6061-Aluminium dem 5052-Aluminium in Anwendungen überlegen sein könnte, bei denen die Leitfähigkeit wichtiger ist.

Bearbeitbarkeit

Aluminium 6061 bietet eine bessere Bearbeitbarkeit. Die Bearbeitbarkeit beschreibt, wie gut ein Werkstoff auf CNC-Fräsen , Stanzen, Drehen oder andere Bearbeitungsverfahren reagiert. Diese Bearbeitungseigenschaften lassen sich anhand verschiedener Skalen messen. Unsere Skala verwendet eine Likert-Skala mit den Bewertungsstufen „Exzellent“, „Gut“, „Mäßig“ und „Schlecht“. Hinsichtlich der Bearbeitbarkeit erhält Aluminium 6061 die Bewertung „Gut“, während Aluminium 5052 als „Schlecht“ eingestuft wird. Dies liegt daran, dass Aluminium 6061 spröder ist und beim Bearbeiten leichter bricht, was zu weniger Spänen führt. Aluminium 5052 hingegen wird aufgrund seiner elastischen Eigenschaften als schlecht bewertet.

Materialhärte

Die Härte eines Legierungsmaterials hängt von seinem Widerstand gegen Einkerbungen oder durchdringende Verformungen ab. In diesem Fall wurde unterschiedlich viel Kraft aufgewendet, um zwei Aluminiumlegierungen zu durchdringen, und die Ergebnisse zeigten, dass 6061-Aluminium in der Lage war, dem Eindringen unter Druck ohne große Verformung zu widerstehen. Dies bedeutet, dass 6061-Aluminium (276 MPa) schwieriger dauerhaft zu verformen ist als 5052-Aluminium (193 MPa).

Wärmeleitfähigkeit

Wie wir alle wissen, sind Aluminiumlegierungen gute Wärmeleiter. Daher sind 5052-Aluminium und 6061-Aluminium keine Ausnahme. Die Wärmeleitfähigkeit ist ein Maß dafür, wie viel Wärme eine Metalllegierung übertragen kann. Der wichtigste Faktor, der bei der Herstellung von Teilen für Wärmetauscher und Heizkörper berücksichtigt werden muss, ist die Wärmeleitfähigkeit des Materials. Die Wärmeleitfähigkeit von 6061 Aluminium ist höher als die von 5052 Aluminium. Daher ist 6061 Aluminium ein ideales Material für CNC-gefräste Kühlkörper.

Streckgrenze

Die Streckgrenze stellt die maximale Spannung dar, die zu einer instabilen (elastischen) und dauerhaften (plastischen) Verformung führt. Die Streckgrenze von 5052-Aluminium beträgt etwa 193 MPa und die Endzugfestigkeit beträgt 226 MPa. Die Streckgrenze von 6061 Aluminium beträgt etwa 276 MPa und die Endzugfestigkeit beträgt 310 MPa. Dies zeigt, dass 6061-Aluminium eine bessere Streckgrenze aufweist als 5052-Aluminium.

Schiere Stärke

Unter Scherfestigkeit versteht man die maximale Belastung, die bei rechtwinkliger Anwendung auf die Achse eines Verbindungselements ausgeübt werden kann, bevor es bricht. In dieser Hinsicht hat 5052-Aluminium eine Scherfestigkeit von 138 MPa (20,000 psi), während 6061 eine Scherfestigkeit von 207 MPa (30,000 psi) hat. Dies zeigt, dass 6061-Aluminium eine höhere Scherfestigkeit aufweist als 5052-Aluminium.

Ermüdungsfestigkeit

Unter Dauerfestigkeit versteht man die Fähigkeit eines Materials, zyklischen Belastungszyklen standzuhalten. Wenn genügend Zeit zur Verfügung steht, können kleine, sich wiederholende Kräfte zu „Metallermüdung“ oder Schwächung aufgrund molekularer Mikrobrüche führen und letztendlich die Festigkeit der Legierung verringern. Die Ermüdungsfestigkeit der 6061-Aluminiumlegierung ist geringer als die der 5052-Aluminiumlegierung (96.5 MPa gegenüber 117 MPa), was bedeutet, dass die 5052-Aluminiumlegierung mehr Verformungszyklen standhalten kann.

Nr. 6: Wärmebehandlung der Aluminiumlegierung 5052 vs. 6061

5052 ist eine nicht wärmebehandelbare Aluminiumlegierung. Dies bedeutet, dass die Aluminiumlegierung 5052 durch Kaltumformung oder Kaltverfestigung (z. B. Walzen oder Schmieden) verstärkt werden kann. Allerdings kann die Aluminiumlegierung 6061 wärmebehandelt werden, um ihre Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen. Es wird in einem Tauchofen auf 533 °C (990 °F) erhitzt und anschließend mit Wasser abgeschreckt. Die Aluminiumlegierung 6061 T4 und die Aluminiumlegierung 6061 T6 sind die häufigsten Wärmebehandlungszustände von 6061 und werden häufig in Hochleistungskonstruktionen verwendet.

NO.7 5052 und 6061 Aluminium: Vergleich der Korrosionsbeständigkeit

Wenn Aluminiumlegierungen Luft oder Wasser ausgesetzt werden, bilden sie eine Oxidschicht. Diese Oxidschicht verhindert, dass die Legierung mit korrosiven Elementen reagiert. Die Korrosionsbeständigkeit solcher Materialien hängt von den Wasser-/Atmosphärenbedingungen wie der Temperatur, den in der Luft befindlichen Chemikalien und der chemischen Zusammensetzung ab. 5052-Aluminium enthält keine Kupferelemente und verhält sich daher unter Umgebungsbedingungen sehr gut. Beim Einsatz in Salzwasserumgebungen ist es weniger anfällig für Korrosion, die Kupfer-Metall-Verbundwerkstoffe schwächen und korrodieren kann. Daher wird 5052-Aluminium gegenüber 6061-Aluminium in chemischen und maritimen Anwendungen bevorzugt.

Wenn beide Legierungen außerdem alkalischem Boden ausgesetzt werden, kann es zu einer Reaktion namens Lochfraß kommen. Aufgrund des Magnesiumgehalts von 5052-Aluminium und 6061-Aluminium sind beide jedoch beständig gegen Korrosion durch Ammoniak, Ammoniumhydroxid und Salpetersäure. Zur Vermeidung von Korrosion kann durch Legierungsüberzüge eine Schutzschicht für beide Legierungen geschaffen werden.

Nr. 8 Aluminium 5052 und 6061: Vergleich der Schweißbarkeit

Beide Legierungen zeichnen sich durch eine hervorragende Schweißbarkeit aus. 5052-Aluminium verfügt über die besten Schweißeigenschaften aller Aluminiumlegierungen und eignet sich daher ideal für die Herstellung von Aluminiumgehäusen. Bei 6061-Aluminium ist beim Schweißen von Zusatzwerkstoffen Vorsicht geboten. Um die ursprüngliche „T“-Markierung der Schweißnaht wiederherzustellen, kann eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich sein.

NO.9 5052 und 6061 Aluminium: Preisvergleich

Der Preis einer 6061-Aluminiumplatte mit dem gleichen Volumen ist höher als der einer 5052-Aluminiumplatte. Dies liegt daran, dass 6061-Aluminium schwieriger zu verarbeiten ist. Der Preis beider Legierungen hängt jedoch stark von den Spezifikationsanforderungen und auch von den Anforderungen Ihres konkreten Projekts ab.

Nr. 10 5052 vs. 6061 Aluminiumlegierungsanwendungen

Anwendung einer Aluminiumlegierung 5052

Die Aluminiumlegierung 5052 wird aufgrund ihrer hervorragenden Zugfestigkeit, Dehnung, Korrosionsbeständigkeit und Rostbeständigkeit häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt. Aufgrund der Produkteigenschaften von 5052 wird es häufig in der Schifffahrtsindustrie, der Elektronikindustrie und in chemischen Anwendungen eingesetzt.

Marine Anwendungen: große maritime Bauwerke, LNG-Speichertanks, Schiffsausrüstung.

Architektonische Dekoration: Gebäudefassade.

Haushaltsgeräte : Elektronikgehäuse, Küchenschränke, Elektrogeräte, Ventilatoren und Ventilatorflügel, Haushaltsgefrierschränke, Uhrplatten, Zäune usw.

Transportwesen: Flugzeug-, Bus- und Lkw-Herstellung, Straßen- und Ortsschilder, Kraftstoffleitungen und -tanks, Straßenbeleuchtung und andere Schilder für die Transportbranche.

Industrielle Fertigung: Druckbehälter, Blechteile, Wärmetauscher, Chemieanlagen, Aluminiumpedale usw.

Anwendung einer Aluminiumlegierung 6061

Die Aluminiumlegierung 6061 ist eines der am häufigsten verwendeten extrudierten Aluminiumprofile. Dank seiner Formbarkeit kann es zu Blechen, runden, quadratischen, extrudierten, gewalzten oder beliebigen anderen Formen geformt werden. Aufgrund seiner guten Formbarkeit umfasst der Einsatzbereich der Aluminiumlegierung 6061 vor allem die folgenden Aspekte:
Schiffbau: Segelboote, Yachten, Schiffsrahmen, Schiffszubehör und Hardware.

Automobilherstellung: LKW- und Buskarosserien, Räder und diverse Transportendprodukte, Bremsen und Hydraulikkolben.

Luft- und Raumfahrt: Flugzeugstrukturteile, Rumpfteile.

Schienenverkehr: Komponenten von Eisenbahnfahrzeugen, U-Bahn-Bahnsteige, Treppen, Böden, Abdeckungen und Gehwege.

Lebensmittelindustrie: Konserven, Lebensmittel- und Getränkedosen.

Sonstige: Tauchflaschen, Rohrverbindungsstücke, Scharnierbolzen, Ventile und Ventilteile, Fahrradrahmen, Feuerleitern, Brückenteile, Kameraobjektivhalterungen, Kupplungen, elektrisches Zubehör und Steckverbinder, Magnetzünder, Tragwerksrahmen, Grundausrüstung und Knotenbleche.

Fazit

Ganz gleich, welche Aluminiumlegierung Sie verwenden möchten, sie alle bieten ihre Vorteile. Die Wahl der richtigen Legierung für Ihr CNC-Bearbeitungsprojekt ist jedoch entscheidend. Die optimale Aluminiumlegierung spart Ihnen dank ihrer hervorragenden Eigenschaften Zeit und Geld. Zu diesen Eigenschaften zählen Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Wirtschaftlichkeit, ein optimales Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und vieles mehr. AN-Prototype unterstützt seine Kunden bei der erfolgreichen Umsetzung ihrer CNC-Projekte in der Metall- und Kunststoffbearbeitung. Unser kompetentes und engagiertes Team freut sich darauf, Sie bei Ihrem nächsten CNC-Projekt zu begleiten. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen.

Martin.Mu