L’alluminio è uno dei materiali più utilizzati per la produzione di componenti meccanici di qualità nella meccanica di precisione. Ma come vengono scelte le leghe di alluminio?
La meccanica di precisione seleziona i materiali più adatti alla realizzazione delle richieste del disegno tecnico e dell’uso di destinazione. Quando si parla di meccanica di precisione sarebbe riduttivo pensare soltanto all’acciaio (acciai comuni e acciai speciali) perché esistono materiali più performanti in determinati contesti. Tra i materiali più utilizzati per la realizzazione di pezzi meccanici di precisione c’è l’alluminio o meglio le leghe di alluminio.
Alluminio e le leghe di alluminio
L’alluminio è un metallo leggero (2,70 kg/dm3) e allo stesso tempo resistente che deve la sua colorazione tipica al comportamento della superficie quando entra in contatto con l’aria. Si ossida ed evita la corrosione. Si tratta di un materiale particolarmente malleabile e saldabile ed è dotato di un’elevata conducibilità elettrica e termica.
Rispetto all’acciaio possiede un’inferiore tensione di snervamento (punto in cui si deforma in maniera irreversibile) ma, grazie alla densità minore, raggiunge livelli elevati di robustezza senza gravare sul peso. La sua capacità di legarsi ad altri elementi permette di cambiarne la composizione e ottenere materiali con caratteristiche differenti. È così che nascono le leghe di alluminio.
Le leghe di alluminio o leghe leggere non sono altro che il risultato della combinazione tra l’alluminio e un altro materiale: rame, manganese, silicio, zinco e magnesio. A prescindere dalle caratteristiche specifiche esistono alcuni vantaggi simili a tutte le leghe di alluminio: bassa densità legata al peso specifico dell’alluminio; duttilità elevata determinata dalla struttura cristallina a facce centrate; elevata conduttività elettrica e termica; punto di fusione basso; resistenza alla corrosione discreta che può essere aumentata con trattamenti termici.
Quali sono le leghe di alluminio? Caratteristiche e classificazione
Le leghe leggere vengono distinte in serie a seconda della loro composizione a base di alluminio e un altro componente. Quali sono le leghe di alluminio?
- Serie 1000 – Il componente principale è l’alluminio puro (99%) e offre conducibilità, resistenza alla corrosione e lavorabilità.
- Serie 2000 – La serie 2000 (nota anche come Duralluminio o Avional) vanta leggerezza e durezza. Tuttavia può essere trattata termicamente per aumentarne la resistenza meccanica. Come si ottiene il Duralluminio? Si unisce l’alluminio e il rame.
- Serie 3000 – L’unione di alluminio e manganese crea una serie caratterizzata da elevata resistenza meccanica, ma scarsa duttilità.
- Serie 4000 – Le leghe della serie 4000 contengono alluminio e silicio, rivelandosi particolarmente resistenti all’usura.
- Serie 5000 – Alluminio e magnesio danno vita alla serie Peraluman caratterizzata da duttilità, saldabilità e resistenza alla fusione e alla corrosione.
- Serie 6000 – La combinazione di alluminio, silicio e magnesio dà vita alla serie Anticorodal: lavorabilità, saldabilità, resistenza meccanica e resistenza alla corrosione.
- Serie 7000 – Si chiama commercialmente Ergal e nasce dall’unione di alluminio, zinco e magnesio, dimostrandosi leggera, lavorabile e resistente al carico e alla corrosione. Tuttavia ha scarsa saldabilità.
Come si sceglie la lega di alluminio?
La lega di alluminio più resistente è l’Ergal, ma questo non significa che rappresenti la scelta migliore per ogni settore industriale. La meccanica di precisione sceglie le leghe di alluminio da usare in base alle caratteristiche meccaniche e al campo di applicazione.
Per esempio, le leghe composte da alluminio puro al 99% vengono scelte per realizzare scambiatori di calore e impianti chimici. L’industria aeronautica e il settore aerospaziale possono contare su componenti di precisione realizzati in leghe di alluminio Avional per via del loro rapporto peso/resistenza. Nell’ambito dell’industria alimentare si tende ad usare le leghe della serie 3000 mentre il settore automotive e il settore navale beneficiano delle caratteristiche della serie Peraluman. E ancora, le leghe della serie 6000 vengono usate per produrre componenti del settore ciclistico, motociclistico e ferroviario. Vale lo stesso per l’Ergal che, però, può essere usato anche in campo aerospaziale e aeronautico.