¿Qué es una aleación de aluminio? Todo lo que debe saber

¿Se ha preguntado alguna vez por qué las aleaciones de aluminio son los héroes olvidados de la fabricación contemporánea? La misma tecnología de materiales que pone cohetes en órbita también impulsa sus desplazamientos diarios. Averigüémoslo. 

Las aleaciones de aluminio son cada vez más comunes en industrias como la aeroespacialIndustria aeroespacialde la automoción y la construcción debido a su ligereza, buena durabilidad y maquinabilidad excepcionalmente alta, sobre todo en la industria de la construcción. Mecanizado CNC.

¿Qué es una aleación de aluminio? Esta pregunta está siempre en la mente de los lectores. La respuesta más sencilla es que se trata de una aleación de aluminio y otros metales como cobremagnesio o zinc para aumentar la resistencia a la corrosión y la trabajabilidad. 

Esta guía cubrirá todo lo que necesita saber sobre la composición del aluminio, las propiedades químicas de las aleaciones de aluminio y sus diferentes tipos. Por lo tanto, lea esta entrada del blog hasta el final. 

Aleaciones de aluminio: El motor silencioso de la industria moderna

Las aleaciones de aluminio impulsan silenciosamente innumerables innovaciones, combinando fuerza, ligereza y resistencia para satisfacer las exigencias de la fabricación moderna. Tales cualidades las hacen perfectas en la producción actual, cuando la precisión, el ahorro de energía y la sostenibilidad son importantes. También consumen menos espacio a la hora de reciclarse, aportando así un valor añadido a los usos industriales en términos medioambientales.

La evolución del aluminio: Breve historia del metal y sus aleaciones

Un metal que valía más que el oro se llamaba aluminio. Este metal se hizo fácilmente disponible tras el proceso Hall-Héroult, que se remonta a 1886. Las limitaciones iniciales del aluminio puro dieron lugar al desarrollo de aleaciones de aluminio, que se han transformado en grados especiales como la aleación de aluminio 7005. Estas aleaciones se han convertido en fundamentales en el mundo del alto rendimiento, ya sea en aviones, teléfonos móviles, etc.

El valor actual de las aleaciones de aluminio

Para comprender completamente qué es una aleación de aluminio... ayudaría pensar en sus numerosas ventajas:

• Fuerza ligera:  La mejor razón por la que la aleación de aluminio se utiliza en un avión, un vehículo eléctrico o una estructura espacial.
• Resistencia a la corrosión: Las aleaciones de aluminio son resistentes a la corrosión, ya que forman una capa de óxido cuando se exponen al medio ambiente.
• Conductividad térmica y eléctrica superior: El nitruro de boro presenta un coeficiente de transferencia térmica superior y es adecuado para su uso como disipador térmico, línea de alimentación y en carcasas de LED.
• Buena maquinabilidad:  El mecanizado de aleaciones de aluminio como 6061 o 7075 es un proceso sencillo en las operaciones con máquinas CNC.
• Reciclabilidad: La otra razón importante es que las industrias utilizan aleaciones de aluminio por las ventajas medioambientales que poseen.

Mediante el conocimiento de qué es una aleación de aluminioEl fabricante puede seleccionar los distintos tipos en función del aspecto en el que más se va a incidir: la resistencia, la resistencia a la corrosión o la soldabilidad. Esta información se utiliza para respaldar el rendimiento, así como la rentabilidad, a largo plazo en aspectos como la ingeniería aeroespacial, el envasado, etc.

Cuando se trate del diseño, la creación de prototipos o el proceso de fabricación de productos, saber qué es una aleación de aluminio le proporcionará una ventaja competitiva. Incluso estará en condiciones de elegir la composición química adecuada de la aleación de aluminio, así como conocer las propiedades físicas de las aleaciones de aluminio y qué aleación de aluminio es adecuada para su diseño.

Ahora, cada vez que alguien le pregunte qué es una aleación de aluminio, podrá darle no sólo su definición, sino también las ventajas prácticas de la aleación de aluminio y las razones por las que constituye la base de cualquier proceso de fabricación contemporáneo.

Razones lógicas para utilizar aleaciones de aluminio en prestaciones de alta precisión

Es fundamental que un ingeniero, un diseñador y un fabricante comprendan la composición química de las aleaciones de aluminio. Dado que este metal se utiliza en fuerte, duradero, y también en términos de rendimiento de gama alta. 

• La composición química del aluminio puede ser muy diferente, y las series de aleaciones que lo componen identifican determinadas propiedades químicas y cualidades mecánicas.
• Los tipos básicos de aluminio consisten en todas las aleaciones de aluminio, que son básicamente aluminio.
• Otras aleaciones mezcladas con el aluminio, como el cobre, el magnesio, el silicio, el zinc, el manganeso y el hierro, convierten el aluminio simple en un tipo de metal más versátil y específico para cada aplicación. 
• Esto es lo que provoca la aparición de las distintas categorías de aleaciones de aluminioTodos tienen sus puntos fuertes y débiles.

Principales elementos utilizados en las aleaciones de aluminio 

Los componentes comunes presentes en la estructura química de las aleaciones de aluminio y su efecto en el rendimiento:

• Cobre (Cu): Tiene la ventaja de aumentar la resistencia y la dureza. Presente en la serie 2xxx (por ejemplo, 2024).
• Magnesio (Mg): Valoriza la resistencia a la corrosión y la solidez. Se encuentra regularmente en las series 5xxx seiscientos sesenta y siete (Five 0502, 6061)
• Silicio (Si): Mayor resistencia al desgaste y menor factor de fusión. Existente en las series 4xxx y 6xxx.
• Zinc (Zn): Proporciona una buena resistencia y también se encuentra en aleaciones aeroespaciales, por ejemplo, la aleación de aluminio 7075 y 7005.
• Manganeso (Mn): declaración de resistencia a la corrosión y a la corrosión; correa Sn 3xxx.
• Hierro (Fe): Aportador de impurezas que pueden afectar a la resistencia a la ductilidad o al mecanizado.

Las propiedades químicas mencionadas de las aleaciones de aluminio no sólo definen la resistencia física, sino también cómo se puede mecanizar, soldar o anodizar la aleación, especialmente en procesos como el mecanizado CNC y la creación rápida de prototipos.

Procesos habituales de tratamiento térmico del aluminio

Además del aluminio composición química, las aleaciones de aluminio suelen someterse a tratamientos térmicos para aumentar aún más sus prestaciones. Las temperaturas T4, T5, T6 y T7 son diversos tratamientos térmicos. Implican las propiedades de las aleaciones de aluminio, incluida la resistencia, la dureza y la resistencia a la tensión.

Algunos ejemplos populares son:

• El 6061-T6 desarrolla una mayor resistencia tras el tratamiento térmico y el envejecimiento artificial natural.
• La resistencia a la tracción del 7075-T6 es muy elevada, lo que se atribuye al mayor contenido de zinc y a la adopción de un proceso denominado revenido.
• La aleación de aluminio 7005 es soldable y se refuerza durante el envejecimiento natural (T53).

Aleaciones de fundición frente a aleaciones forjadas: Diferencias de composición

La selección de una composición de aleación adecuada en los productos de aluminio garantizará la idoneidad de las prestaciones para el fin previsto. Los elementos de aleación del aluminio afectan significativamente:

• Resistividad a la corrosión (marina e industrial)
• Soldabilidad (de importancia en usos estructurales)
• Conductividad térmica y eléctrica
• Maquinabilidad y conformabilidad
• Relación resistencia/peso

Por ejemplo, las aleaciones de alta resistencia de la serie 7000 son necesarias para fabricar componentes aeroespaciales, mientras que las aleaciones más maleables de las series 3000 o 6000 pueden utilizarse en la producción de productos de consumo.

Por otro lado, si piensa fabricar componentes ligeros de automoción y estructuras aeroespaciales, así como marinas resistentes a la corrosión, necesita conocer la composición química del aluminio para elegir el material más adecuado.

Propiedades físicas de las aleaciones de aluminio

Las características físicas de las aleaciones de aluminio lo predestinan como uno de los metales líderes en las industrias que desean utilizar propiedades topográficas ligeras, como mínimo duraderas y anticorrosivas. Las aleaciones de aluminio también se han referido como tener una relación resistencia-peso fina, donde el material se ha aplicado en las industrias aeroespacial, automotriz y mecanizado CNC.

Estas aleaciones son intrínsecamente ligeras, con un peso aproximado de 2,7 g/cm 3, es decir, aproximadamente un tercio de la densidad del acero. Algunas aleaciones (como la aleación de aluminio 7075 o 7005) tienen incluso una resistencia a la tracción muy alta, desafiando a algunos aceros a pesar de ser ligeras.

Características clave de las aleaciones de aluminio para mejorar la conductividad

• La característica importante de las aleaciones de aluminio es que tienen buena conductividad térmica y eléctrica y facilitan su uso en zonas sensibles al calor y en electrónica. También son muy maleables y pueden mecanizarse fácilmente, lo que explica que el aluminio se utilice mucho en operaciones CNC.
• Se caracterizan además por tener una capa de oxidación que se forma en su superficie, lo que les confiere una resistencia incorporada a la corrosión y una larga duración en entornos agresivos.
• Estas características físicas de las aleaciones de aluminio proporcionan un equilibrio entre rendimiento, eficacia y fiabilidad en el diseño industrial y la ingeniería de precisión.

Principales tipos de aleaciones de aluminio (con tabla de listas de aleaciones)

En consideración de los tipos de aleaciones de aluminio, es bueno apreciar el hecho de que cada una de las series tiene fortalezas, aplicaciones y características de las aleaciones de aluminio. La diferencia en las aleaciones es sólo una aleación apropiada cuando se requiere de metal de alta resistencia de grado aeroespacial o metal marino resistente a la corrosión.

Esta es una lista sencilla de las aleaciones de aluminio y los grados más utilizados, incluidas sus propiedades y por qué son preciosas en el proceso de fabricación:

Este aleaciones de aluminio ayuda a diseñadores e ingenieros a encontrar la aleación adecuada para cada aplicación. Cada grupo ofrece propiedades mecánicas y químicas para adaptarse a diversas necesidades industriales.

Resumen de las series 2000, 5000, 6000, 7000 

Durante la revisión de varias categorías de aleaciones de aluminio, las series 2000, 5000, 6000 y 7000 presentan propiedades únicas y un amplio uso industrial. Todos ellos son una parte de la lista de aleaciones de aluminio y tienen ciertas características de las aleaciones de aluminio excelentes en las demandas de rendimiento particulares.

Serie 2000, aleaciones de cobre

Las aleaciones de la serie 2000 (como la 2024), finamente elaboradas por tener buenas propiedades de resistencia y resistencia a la fatiga, son en su mayoría a base de cobre. Se utilizan mucho en estructuras aeroespaciales, pero su resistencia a la corrosión es menor, por lo que se suele emplear un revestimiento protector.

Serie 5000 Resistente a la corrosión, grado marino

La serie 5000 (por ejemplo, 5052, 5083) sí incluye magnesio, por lo que este grupo de aleaciones es muy resistente a la corrosión y puede soldarse. Son idóneas para entornos marinos, carrocerías de vehículos y recipientes a presión.

Serie 6000 - Polivalente y compatible con CNC

Estas aleaciones, Las aleaciones de las series 6000, 6061 y 6082 contienen magnesio y silicio, características que las convierten en una combinación perfecta de fuerza, resistencia a la corrosión y maquinabilidad. Son algunos de los materiales estructurales y de mecanizado CNC favoritos.

Fabricación de la serie 7000 de aleación de zinc para uso aeroespacial

El tipo 7000 (en particular, las aleaciones de aluminio 7075 y 7005) tiene base de zinc y es muy resistente. Se utilizan mucho en aplicaciones aeroespaciales, bicicletas de gama alta y material militar, y algunas de ellas se sueldan con menos facilidad.

Estas familias son el corazón de la familia de aleaciones de aluminio que tienen propiedades químicas y físicas distintas en apoyo de las industrias deseadas y las mayores exigencias de fabricación.

Uso de aleaciones de aluminio en el mecanizado CNC

El mecanizado CNC de aleaciones de aluminio ha dotado a las aleaciones de características deseables que las califican como la mejor preferencia en ingeniería de precisión. Ofrece el mejor rendimiento posible tanto durante la creación de prototipos como en la producción de grandes volúmenes. Su excelente maquinabilidad, baja densidad, pero alta relación resistencia-peso. Su alta capacidad de resistencia a la corrosión, conductividad térmica y tolerancias ajustadas los hacen eficientes en operaciones CNC. 

Las aleaciones de aluminio, como la 6061 o la 7075, son de diferente dureza y calidad de acabado, ideales para fabricar piezas complejas y de precisión.

Comparación de la relación resistencia/peso del aluminio y el acero

La pregunta que se hacen muchos es: ¿Es el acero aluminio? La respuesta es no, el aluminio y el acero son dos materiales diferentes, en cuanto a su composición y prestaciones. Mientras que las aleaciones de aluminio se preparan combinando aluminio con otros elementos como magnesio, silicio o zinc, el acero es una aleación de hierro y carbono, que se caracteriza por una densidad formidable y una gran resistencia.

¿Aluminio o acero? ¿Qué es mejor?

Las aleaciones de aluminio tienen una ventaja importante por sus propiedades químicas, que las hacen resistentes a la corrosión y ligeras. El aluminio es mucho más ligero que el acero, y eso explica por qué se utiliza en diseños aeroespaciales y de automoción, así como en productos portátiles. Por el contrario, el acero es más pesado pero suele ser más fuerte en resistencia bruta a la tracción.

El otro gran contraste se encuentra en el aspecto del mecanizado, ya que la aleación de aluminio puede cortarse y moldearse con facilidad, especialmente durante el proceso de fabricación. Proceso de mecanizado CNCen comparación con el acero, que tiene una propiedad de dureza desafiante, por lo que desgasta las herramientas.

Por lo tanto, aunque ambos metales son de uso común en el proceso de producción, el conocimiento de las características de las aleaciones de aluminio frente a las del acero puede aplicarse en la selección del metal adecuado para cualquier tarea.

La mayoría de usos del aluminio en la industria

El aluminio ha encontrado su aplicación en casi todas las grandes industrias porque es fuerte y ligero, además de resistente a la corrosión. 

Las principales aplicaciones son

• En la industria automovilística, el aluminio se ha utilizado en carrocerías, componentes de motores e incluso armazones destinados a hacer que los coches consuman menos combustible. 
• El 7075 es una aleación de aluminio considerada de alta resistencia; su uso en el sector aeroespacial es como parte de la estructura del avión. 
• El aluminio también se utiliza en la industria de la construcción debido a su contribución al marcos de ventana, cubiertas y revestimientos, ya que requiere poco mantenimiento y es duradero.
• El aluminio es importante como disipador de calor y carcasa, incluso en electrónica. Es más reciclable y, por tanto, el preferido en varios sectores.

Datos interesantes sobre el aluminio

• El aluminio es algo más que un metal ligero: es uno de los materiales más versátiles y valiosos del mundo. En dato interesante sobre el aluminio es que es el metal más abundante en la corteza terrestre y, sin embargo, antaño era más valioso que el oro debido a la dificultad de extraerlo.
• Otro dato interesante sobre el aluminio es su capacidad para formar una capa protectora de óxido que impide que se oxide. Esta propiedad autorregenerativa hace que el aluminio sea ideal para uso exterior e industrial. También es 100% reciclable sin perder su calidad original, un triunfo de la sostenibilidad tanto para fabricantes como para consumidores.
• Quizás el más dato interesante sobre el aluminio es que casi 75% de todo el aluminio que se ha producido sigue utilizándose hoy en día. Este metal ligero, resistente a la corrosión y altamente conductor sigue impulsando industrias que van desde la aeroespacial hasta la del envasado.

Conclusión 

Entonces, la pregunta común Qué es la aleación de aluminio? La posible respuesta es que se trata de un material ligero de alta resistencia que se utiliza principalmente en aplicaciones estructurales como cuadros de bicicleta, soportes aeroespaciales y ensamblajes soldados. A diferencia de otras aleaciones en serie, si se utiliza Aleación de aluminio 7005, es excelente en soldabilidad y capacidad de envejecimiento natural. Esto facilita su fabricación sin tratamiento térmico. Con una fuerte resistencia a la corrosión y la fatiga, esta aleación logra un equilibrio entre durabilidad y maquinabilidad, ideal para proyectos de mecanizado CNC y fabricación a medida en los que la resistencia y la conformabilidad son esenciales.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la mejor aleación de aluminio para el mecanizado CNC?

6061-T6/T651 es la opción más común gracias a su maquinabilidad, soldabilidad, buena resistencia y rentabilidad.

¿Se pueden soldar las aleaciones de aluminio?

Sí, las series 5xxx y 6xxx se sueldan bien. Las series 2xxx y 7xxx (como 2024, 7075) son más propensas a la fragilidad, necesitando precaución o tratamientos térmicos posteriores a la soldadura.

¿Es seguro el aluminio en entornos marinos?

Por supuesto. Las aleaciones como 5052 y 5083 resisten excelentemente la corrosión del agua salada.

¿El aluminio conduce la electricidad?

Sí. Aunque no es tan conductor como el cobre, se utiliza mucho como alternativa más ligera y asequible.

¿Por qué se utiliza más el aluminio que el acero en el sector aeroespacial?

Su ligereza, maquinabilidad y resistencia a la corrosión lo hacen ideal cuando cada kilogramo cuenta.