Aluminium 2017A

Aluminium ist ein unverzichtbares Material in zahlreichen Industriebereichen, dank seines geringen Gewichts, seiner Vielseitigkeit und der Möglichkeit, seine Eigenschaften durch die Zugabe von Legierungselementen zu optimieren. Die 2000er-Serie, zu der auch die Legierung 2017A gehört, zeichnet sich durch einen hohen Kupferanteil aus, der für hohe mechanische Festigkeit und gute Leistungsfähigkeit unter Belastung sorgt. Dieses Aluminium wird häufig in Bereichen eingesetzt, in denen eine Kombination aus Robustheit und Zuverlässigkeit entscheidend ist.

Vorteile

Hohe mechanische Festigkeit: Die Legierung 2017A zeichnet sich durch eine hohe Zugfestigkeit aus, die Werte von bis zu 415 N/mm² erreichen kann. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen, die Materialien mit hoher Belastbarkeit erfordern, ohne dass sie sich verformen.

Gute Zerspanbarkeit: Ein weiterer Vorteil ist die einfache Bearbeitung dieser Legierung. Schneid-, Bohr- und Fräsprozesse sind problemlos durchführbar, wodurch das Material für komplexe Bauteile und Präzisionsbearbeitungen bestens geeignet ist.

Gute Ermüdungsbeständigkeit: Die Legierung 2017A behält ihre Eigenschaften auch unter zyklischen Belastungen bei, was sie ideal für Bauteile macht, die ständigen Vibrationen oder wiederholten Belastungen ausgesetzt sind.

Nachteile

Mäßige Korrosionsbeständigkeit: Im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen, wie z. B. der 5000er- oder 6000er-Serie, bietet die 2017A eine geringere Korrosionsbeständigkeit. In aggressiven oder feuchten Umgebungen sind oft Schutzbeschichtungen oder Oberflächenbehandlungen erforderlich, um eine Verschlechterung des Materials zu verhindern.

Eingeschränkte Schweißbarkeit: Obwohl die Legierung 2017A schweißbar ist, erfordert der Schweißprozess besondere Vorsichtsmaßnahmen, um Defekte wie Risse oder Festigkeitsverluste in der Schweißzone zu vermeiden. Dies stellt eine Herausforderung für Anwendungen dar, die eine feste Verbindung durch Schweißen erfordern.

Vergleich mit anderen Aluminiumlegierungen

Die Aluminiumlegierung 2017A gehört zur 2000er-Serie, die sich durch ihren hohen Kupfergehalt auszeichnet und besonders für Anwendungen geeignet ist, die eine hohe mechanische Festigkeit erfordern. Ein detaillierter Vergleich mit anderen Aluminiumlegierungen zeigt ihre spezifischen Eigenschaften im Vergleich zu gängigen Alternativen:

Vergleich mit der Legierung 2024: Beide Legierungen gehören zur gleichen Familie und weisen eine ähnliche chemische Zusammensetzung auf. Die 2024 übertrifft die 2017A jedoch leicht in Bezug auf die mechanische Festigkeit. Mit einer höheren Streckgrenze und Zugfestigkeit ist sie die bevorzugte Wahl für hochbelastete Strukturbauteile, beispielsweise in militärischen Flugzeugen. Allerdings zeichnet sich die 2017A durch eine bessere Bearbeitbarkeit aus, was Fertigungs- und Wartungsprozesse erleichtert.

Vergleich mit den Legierungen der 5000er-Serie: Die Aluminium-Magnesium-Legierungen der 5000er-Serie sind für ihre ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bekannt, insbesondere in maritimen oder feuchten Umgebungen. Die Legierung 5754 wird beispielsweise häufig in der Schifffahrts- und Automobilindustrie eingesetzt, wo Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung ist. Allerdings übertrifft die 2017A die 5754 deutlich in Bezug auf die mechanische Festigkeit, wodurch sie sich besser für strukturelle Anwendungen eignet, die hohe Belastbarkeit erfordern.

Vergleich mit der 6061: Die vielseitig einsetzbare Legierung 6061 bietet eine ausgewogene Kombination aus mechanischer Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit. Im Vergleich zur 2017A hat die 6061 eine geringere Festigkeit, dafür aber eine höhere Duktilität und bessere Schweißeigenschaften. Dies macht sie zur bevorzugten Wahl für allgemeine Anwendungen, z. B. für geschweißte Strukturen und leichte Rahmen. Die 2017A hingegen wird bevorzugt für Anwendungen mit hoher Belastung eingesetzt, bei denen Schweißbarkeit weniger kritisch ist.

Vergleich mit der 6082: LDie 6082, eine weitere Legierung der 6000er-Serie, wird für ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit und gute Bearbeitbarkeit geschätzt. Sie wird häufig in maritimen und industriellen Strukturen verwendet. Allerdings übertrifft die 2017A die 6082 in Bezug auf Ermüdungsbeständigkeit und allgemeine Festigkeit, was sie für mechanische Bauteile besser geeignet macht, die hohen zyklischen Belastungen ausgesetzt sind.

Vergleich mit der 7075: Die mit Zink angereicherte Legierung 7075 gehört zu den stärksten Aluminiumlegierungen überhaupt. Sie bietet überragende mechanische Festigkeit und Härte, allerdings auf Kosten der Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die 7075 wird häufig in hochwertigen Luft- und Raumfahrt- sowie Militäranwendungen verwendet, wo die Kosten weniger relevant sind als die Leistung. Die 2017A ist dagegen eine wirtschaftlichere und leichter zu bearbeitende Alternative, die dennoch eine hervorragende Festigkeit für eine Vielzahl von Anwendungen bietet.

Dieser technische Vergleich zeigt, dass die Wahl der richtigen Legierung stark von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung abhängt. Die 2017A überzeugt in Bereichen, die ein Gleichgewicht zwischen hoher mechanischer Festigkeit und guter Bearbeitbarkeit erfordern, während andere Legierungen je nach ihren spezifischen Eigenschaften bevorzugt werden können.

Anwendungsbereiche

Luftfahrtkomponenten: Dank der Kombination aus geringem Gewicht und hoher Festigkeit wird die 2017A in der Herstellung von Flugzeugstrukturen und Flugzeugteilen eingesetzt. Dazu gehören Strukturbauteile wie Paneele, Verbindungen und Rahmen, bei denen geringes Gewicht und hohe Festigkeit entscheidend für die Effizienz und Sicherheit der Flugzeuge sind. Zudem sorgt die hohe Ermüdungsbeständigkeit dafür, dass das Material den zyklischen Belastungen während des Flugs standhält.

Hydrauliksysteme: Ihre mechanischen Eigenschaften und Ermüdungsbeständigkeit machen sie ideal für hydraulische Komponenten wie Zylinder und Kolben. In diesen Anwendungen ist die Fähigkeit des Materials, hohen Drücken und wiederholten Belastungen standzuhalten, von zentraler Bedeutung.

Spritzgussformen: Aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Präzision wird die Legierung für die Herstellung von Formen für Gummi- und Kunststoffspritzguss verwendet. Die 2017A eignet sich sowohl für Standardformen als auch für kundenspezifische Lösungen in der industriellen Massenproduktion.

Schuh- und Modeindustrie: Sie wird insbesondere für Formen zur Herstellung von Stiefeln, EVA-Taschen und Sohlen verwendet und beweist damit ihre große Vielseitigkeit in der Modebranche. Die Fähigkeit, detaillierte und dauerhafte Formen zu schaffen, macht die Legierung zu einer idealen Wahl, um die ästhetischen und funktionalen Anforderungen dieser Branche zu erfüllen. Dank der maschinellen Bearbeitbarkeit der Legierung können die Formen bis ins kleinste Detail individuell gestaltet werden, was die Qualität des Endprodukts erhöht.

Automobilindustrie: Aluminium 2017A wird häufig für die Herstellung von strukturellen und mechanischen Bauteilen in Fahrzeugen verwendet, z. B. für Halterungen, Klammern und Motorteile. Die Kombination aus Festigkeit und Leichtigkeit ist entscheidend für die Verbesserung der Fahrzeugleistung, die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und die Gewährleistung der Sicherheit. Darüber hinaus macht die Fähigkeit, hohen mechanischen Belastungen standzuhalten, diese Legierung ideal für Anwendungen in Hochleistungsfahrzeugen.

Maschinenbau: Im allgemeinen Maschinenbau wird die Legierung für die Herstellung von Maschinen und Geräten verwendet, die eine hohe Festigkeit, Präzision und Haltbarkeit erfordern. Dank ihrer Vielseitigkeit kann sie in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt werden, von Komponenten für Industriemaschinen bis hin zu Präzisionsinstrumenten.

Warmschmieden: Dank seiner hervorragenden Verarbeitbarkeit wird 2017A in der Warmumformung für die Herstellung komplexer Bauteile verwendet. Seine Fähigkeit, die Festigkeit auch nach der Wärmebehandlung beizubehalten, macht es ideal für Anwendungen, die Festigkeit und Präzision erfordern.

Fazit

Aluminium 2017A ist eine hervorragende Lösung für Anwendungen, bei denen eine Kombination aus hoher mechanischer Festigkeit und guter Bearbeitbarkeit erforderlich ist. Seine Einschränkungen in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit erfordern jedoch eine gründliche Analyse der Betriebsbedingungen, bevor es als Hauptwerkstoff eingesetzt wird. Im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen ist 2017A eine vielseitige und wettbewerbsfähige Wahl, auch wenn es nicht immer für jede Anwendung am besten geeignet ist.

Letztendlich ist 2017A eine wertvolle Legierung für Sektoren wie die Luft- und Raumfahrt, die Hydraulik und den industriellen Formenbau und wird weiterhin für seine ausgewogenen mechanischen Eigenschaften und seine einfache Verarbeitung geschätzt. Ein gründliches Verständnis seiner Eigenschaften und ein Vergleich mit anderen Legierungen sind unerlässlich, um die Leistung zu optimieren und die Produktionskosten zu senken.