Warum die Wahl der Aluminiumlegierung entscheidend ist
Aluminium ist der meistverarbeitete Nichteisen-Werkstoff in der CNC-Zerspanung. Doch hinter der Bezeichnung "Aluminium" verbirgt sich eine Vielzahl von Legierungen mit höchst unterschiedlichen Eigenschaften. Die richtige Legierungswahl beeinflusst Zerspanbarkeit, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und letztlich die Kosten Ihres Bauteils.
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In diesem Artikel vergleichen wir die wichtigsten Aluminiumlegierungen für die CNC-Bearbeitung und geben Empfehlungen für die Praxis.
Das Legierungssystem verstehen
Knetlegierungen (1000-7000er Reihe)
Aluminiumlegierungen werden nach ihrem Hauptlegierungselement in Serien eingeteilt:
- 1000er: Reinaluminium (99%+ Al), weich, hervorragende Leitfähigkeit
- 2000er (AlCu): Kupfer-Legierungen, hohe Festigkeit, Luftfahrt
- 5000er (AlMg): Magnesium-Legierungen, seewasserbeständig, schweißbar
- 6000er (AlMgSi): Universallegierungen, gut zerspanbar, anodisierbar
- 7000er (AlZnMg): Zink-Legierungen, höchste Festigkeit
Aushärtbare vs. nicht-aushärtbare Legierungen
Ein wichtiger Unterschied: Aushärtbare Legierungen (2000, 6000, 7000) können durch Wärmebehandlung gehärtet werden. Nicht-aushärtbare Legierungen (1000, 3000, 5000) werden durch Kaltumformung verfestigt. Für die Zerspanung bedeutet das: Aushärtbare Legierungen im Zustand T6 oder T651 lassen sich besser zerspanen als im weichen Zustand.
Die wichtigsten Legierungen im Detail
AW-6082 (AlMgSi1): Der Allrounder
Die meistverwendete Legierung in der CNC-Bearbeitung. Bietet ein ausgezeichnetes Verhältnis von Festigkeit, Zerspanbarkeit und Preis. Ideal für Maschinenbauteile, Vorrichtungen und allgemeine Konstruktionsteile.
- Zugfestigkeit: 290-340 MPa (T6)
- Zerspanbarkeit: Sehr gut
- Eloxierbarkeit: Gut, gleichmäßige Schichtdicke
- Schweißbarkeit: Gut (MIG/TIG)
AW-7075 (AlZnMgCu): Die Hochfeste
Die festeste Standard-Aluminiumlegierung mit Zugfestigkeiten vergleichbar mit manchen Stählen. Häufig im Motorsport, der Luftfahrt und für hochbelastete Bauteile eingesetzt.
- Zugfestigkeit: 510-570 MPa (T6)
- Zerspanbarkeit: Gut, erfordert aber scharfe Werkzeuge
- Eloxierbarkeit: Mäßig (gelblicher Farbton möglich)
- Schweißbarkeit: Eingeschränkt
AW-5083 (AlMg4,5Mn): Die Seewasserbeständige
Bevorzugte Wahl für Marineanwendungen und korrosive Umgebungen. Nicht aushärtbar, daher geringere Festigkeit als 6082 oder 7075.
AW-2024 (AlCuMg): Der Luftfahrt-Standard
Klassische Luftfahrtlegierung mit hoher Festigkeit und guter Ermüdungsbeständigkeit. Korrosionsschutz durch Plattierung (Alclad) oder Oberflächenbehandlung erforderlich.
Zerspanungsempfehlungen pro Legierung
Jede Legierung erfordert angepasste Werkzeuge und Schnittparameter:
- AW-6082: Standardwerkzeuge, vc = 200-400 m/min, hohe Vorschübe möglich
- AW-7075: Scharfe, polierte Werkzeuge, vc = 250-500 m/min, guter Spänebruch
- AW-5083: Vorsicht vor Aufbauschneiden, gute Kühlung wichtig
- AW-2024: Ähnlich wie 7075, etwas niedrigere Schnittgeschwindigkeiten
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Welche Aluminiumlegierung ist am besten zerspanbar?
AW-2011 und AW-6082 gelten als besonders gut zerspanbar. AW-2011 ist speziell als Automatenlegierung entwickelt und liefert ausgezeichnete Oberflächen und kurze Späne.
Kann man verschiedene Legierungen optisch unterscheiden?
Nein, die Unterschiede sind mit bloßem Auge nicht erkennbar. Die Legierung muss über Materialzeugnisse oder Spektralanalyse identifiziert werden.
Ist AW-7075 schwerer zu bearbeiten als AW-6082?
Nicht schwieriger, aber anders. AW-7075 erfordert schärfere Werkzeuge und höhere Schnittgeschwindigkeiten, liefert dafür aber einen sehr guten Spänebruch und saubere Oberflächen.
Fazit: Die Legierung bestimmt den Erfolg
Die Wahl der richtigen Aluminiumlegierung ist eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Bauteilkonstruktion. Sie beeinflusst nicht nur die mechanischen Eigenschaften, sondern auch die Fertigungskosten und die erreichbare Qualität.
Unsicher bei der Legierungswahl? Kontaktieren Sie uns, wir beraten Sie basierend auf Ihrer Anwendung und helfen bei der optimalen Werkstoffauswahl.