A6061 và A7075: Chọn hợp kim nhôm nào cho chi tiết gia công CNC?

A6061 và A7075 đều được sử dụng rộng rãi cho chi tiết gia công CNC, nhưng hai vật liệu này không thể thay thế cho nhau chỉ dựa trên ngoại quan hoặc khối lượng. A6061 thường được lựa chọn nhờ tính đa dụng, khả năng chống ăn mòn, khả năng hàn và chi phí hợp lý. A7075 có độ bền cao hơn đáng kể, phù hợp với chi tiết chịu tải, nhưng yêu cầu kiểm soát kỹ hơn về trạng thái vật liệu, ăn mòn và phương án hoàn thiện bề mặt. Việc lựa chọn nên bắt đầu từ chức năng của chi tiết, tải trọng, môi trường làm việc, dung sai, dạng phôi và yêu cầu xử lý sau gia công. Mác hợp kim chỉ là một phần của yêu cầu; ký hiệu đầy đủ như 6061-T6, 6061-T651 hoặc 7075-T651 mới giúp nhà gia công đánh giá đúng hơn.

Các giá trị dưới đây mang tính tham khảo cho trạng thái T6/T651 phổ biến. Cơ tính thực tế thay đổi theo dạng sản phẩm, chiều dày, phương cán hoặc đùn, tiêu chuẩn và chứng chỉ của nhà cung cấp.

Khi gia công plate hoặc block với lượng bóc vật liệu lớn, ứng suất dư trong phôi có thể được giải phóng không đối xứng, làm chi tiết cong hoặc xoắn sau khi tháo gá. Hiện tượng này có thể xảy ra với cả A6061 và A7075. Ký hiệu T651 cho biết vật liệu đã được hóa bền bằng nhiệt và kéo để giảm ứng suất sau tôi. Trạng thái này thường được ưu tiên cho plate gia công chính xác, nhưng không có nghĩa biến dạng sẽ bằng không. Độ ổn định còn phụ thuộc nguồn phôi, hướng cán, tỷ lệ bóc vật liệu, độ đối xứng của hình học và trình tự gia công. Đối với chi tiết thành mỏng hoặc plate có pocket lớn, phương án có thể gồm:

• Kiểm tra độ phẳng của phôi trước gia công.
• Phân bố lượng dư hợp lý giữa hai mặt.
• Gia công thô đối xứng và để chi tiết ổn định trước bước tinh.
• Duy trì chuẩn gá phù hợp, tránh lực kẹp quá lớn.
• Đo lại sau khi tháo gá thay vì chỉ kiểm tra khi chi tiết còn bị giữ trên đồ gá.

A6061 thường có khả năng đáp ứng anodizing tốt và được sử dụng phổ biến cho chi tiết cần tăng chống ăn mòn, chống mài mòn hoặc tạo màu. A7075 cũng có thể anodizing, nhưng thành phần đồng và kẽm cao hơn có thể làm màu sắc, độ đồng đều hoặc sắc độ khác so với A6061. Không nên ghi duy nhất “anodizing” trên bản vẽ. RFQ nên xác định: Anodizing làm thay đổi kích thước bề mặt. Vì vậy, dung sai lỗ, trục, ren hoặc rãnh lắp cần được đánh giá theo trạng thái trước hay sau xử lý.

• Loại anodizing hoặc tiêu chuẩn áp dụng.
• Màu sắc và yêu cầu mẫu giới hạn nếu ngoại quan quan trọng.
• Chiều dày lớp xử lý.
• Bề mặt cần che và vị trí tiếp điện cho phép.
• Ren, lỗ lắp hoặc kích thước cần kiểm soát sau xử lý.
• Tiêu chí chấp nhận đối với vết gá, sai khác màu và xước bề mặt.

A6061 thường là lựa chọn hợp lý khi:

• Chi tiết chịu tải ở mức thông dụng.
• Cần cân bằng giữa độ bền, chi phí và khả năng gia công.
• Cần hàn hoặc lắp ghép với kết cấu hàn.
• Chi tiết làm việc trong môi trường cần chống ăn mòn tương đối tốt.
• Cần anodizing với yêu cầu ngoại quan ổn định hơn.
• Nguồn phôi, thời gian cung ứng và chi phí là yếu tố quan trọng.

A7075 nên được cân nhắc khi: Việc đổi từ A7075 sang A6061 hoặc ngược lại là thay đổi vật liệu thiết kế. Nhà gia công không nên tự thay thế nếu chưa có phê duyệt bằng văn bản của khách hàng.

• Tải trọng hoặc độ cứng vững yêu cầu vượt khả năng của A6061.
• Cần giảm khối lượng nhưng vẫn duy trì độ bền cao.
• Chi tiết không phụ thuộc vào mối hàn kết cấu.
• Thiết kế đã kiểm tra tập trung ứng suất, tải lặp và môi trường làm việc.
• Có phương án bảo vệ bề mặt và kiểm soát ăn mòn phù hợp.
• Chi phí vật liệu cao hơn được chứng minh bằng yêu cầu chức năng.

Để đánh giá đúng phương án gia công và báo giá, hồ sơ nên có:

• Mác hợp kim và trạng thái đầy đủ, ví dụ A6061-T651 hoặc A7075-T651.
• Tiêu chuẩn vật liệu và yêu cầu chứng chỉ nếu có.
• Dạng phôi: plate, bar, extrusion hoặc phôi khách hàng cấp.
• Bản vẽ 2D đúng revision và mô hình 3D.
• Dung sai kích thước, dung sai hình học, chuẩn và độ nhám.
• Yêu cầu anodizing, vùng che, màu và chiều dày lớp xử lý.
• Trạng thái kiểm tra kích thước trước hoặc sau xử lý.
• Số lượng, sản lượng lặp lại và thời hạn mong muốn.

VietTech thực hiện phay CNC, tiện CNC, mài, cắt dây EDM và đo kiểm theo bản vẽ. Với chi tiết nhôm, phương án được xem xét dựa trên dạng phôi, trạng thái vật liệu, lượng bóc, kết cấu thành mỏng, dung sai và yêu cầu bề mặt. Công đoạn anodizing được phối hợp với đối tác phù hợp; tiêu chuẩn và trạng thái kiểm tra cuối được xác nhận theo từng đơn hàng.

A6061 phù hợp với nhiều chi tiết máy nhờ sự cân bằng giữa độ bền, khả năng gia công, chống ăn mòn, hàn và chi phí. A7075 mang lại độ bền cao hơn rõ rệt và phù hợp khi chi tiết cần tỷ số độ bền trên khối lượng lớn. Lựa chọn đúng không nằm ở việc vật liệu nào mạnh hơn, mà ở việc đặc tính nào thực sự cần thiết cho chức năng của chi tiết.