El papel de aluminio 3003 es el grado de papel de aluminio más utilizado de la serie 3000. Se produce a partir de una aleación 3003, que es aluminio aleado principalmente con manganeso, y se suministra en forma enrollada con espesores inferiores a 0,2 mm. En comparación con las láminas de aluminio-puro utilizadas para envolturas simples, 3003 ofrece mayor resistencia, mejor formabilidad y resistencia a la corrosión notablemente mejor, razón por la cual se especifica dondequiera que la lámina deba mantener una forma, resistir un ambiente químico o soportar una carga a lo largo de un tramo.
¿Qué es realmente el papel de aluminio 3003?
Varias afirmaciones comúnmente hechas sobre este material merecen ser expresadas con precisión:. 3003 la lámina no es una aleación aeroespacial de alta-resistencia: es una aleación de resistencia media-altamente conformable cuyas propiedades se sitúan entre las láminas comercialmente puras y las series 6000 y 7000 tratables térmicamente-. Sus ventajas son más prácticas que espectaculares.
Fortaleza:aproximadamente dos o tres veces la resistencia a la tracción del papel de aluminio-puro y suave con el mismo temple, lo que permite espesores más delgados para el mismo trabajo.
Resistencia a la corrosión:la adición de manganeso y la capa de óxido que se forma naturalmente dan buena resistencia al agua dulce, a muchos productos alimenticios y a la exposición química suave.
Formabilidad:excelente en los estados recocido y cuarto{0}}duro, por lo que la lámina se puede doblar, doblar, enrollar, estampar y embutir profundamente sin agrietarse.
Bajo peso:Con una densidad de aproximadamente 2,73 g/cm3, el papel de aluminio pesa aproximadamente un tercio del acero por unidad de volumen, lo que supone una auténtica ventaja en el transporte y en las piezas móviles.
Cuando el material se utiliza en la aviación y el sector aeroespacial, aparece en revestimientos aislantes interiores de cabinas, conductos y laminados compuestos en lugar de en la estructura primaria, y dicho uso depende del cumplimiento de los requisitos pertinentes contra incendios, humo y toxicidad del conjunto terminado.
Química de las aleaciones: por qué es importante el manganeso
El manganeso es la adición definitoria. Proporciona refuerzo de solución-sólida y mejora el comportamiento frente a la corrosión, mientras que los límites de hierro y silicio mantienen el material viable a través de una fuerte reducción de laminación. El cobre está presente sólo en pequeñas cantidades y aporta resistencia adicional sin dominar la respuesta a la corrosión.
| Elemento (porcentaje en peso) | rango típico | Función |
|---|---|---|
| Manganeso (Mn) | 1.0 - 1.5 | Fortalecedor principal; mejora la resistencia a la corrosión |
| Cobre (Cu) | 0.05 - 0.20 | Fuerza adicional |
| Hierro (Fe) | 0,70 máx. | Controla la estructura del grano y la recristalización. |
| Silicio (Si) | 0,60 máx. | Impureza limitada para la formabilidad. |
| Zinc (Zn) | 0,10 máx. | Impureza limitada |
| Aluminio (Al) | Balance | Matriz |
La composición se controla según la designación registrada 3003 y sus equivalentes internacionales, con los rangos registrados en ISO 209, EN 573-3 y ASTM B209. Expresar el aluminio como el resto del análisis, en lugar de como una banda porcentual fija, es la forma correcta de expresar una composición forjada.
Rango de temperamento y datos mecánicos
Los templados de láminas se obtienen mediante endurecimiento por deformación, seguido opcionalmente de un recocido parcial. La elección del temple suele ser la decisión de especificación más importante, porque intercambia resistencia con la cantidad de formación que la lámina sobrevivirá.
| Temperamento | Resistencia a la tracción (típica) | Fuerza de producción | Alargamiento | Comportamiento |
|---|---|---|---|---|
| O (recocido) | 95 - 130 MPa | 35 - 55 MPa | 20 - 30 por ciento | La formabilidad más suave y máxima, utilizada para embutición profunda y laminación. |
| H22 | 125 - 165 MPa | 100 - 140 MPa | 8 - 14 por ciento | Fuerza y flexión equilibradas y un cuarto de dureza |
| H24 | 145 - 185 MPa | 120 - 160 MPa | 5 - 10 por ciento | Medio-duro, el temperamento de conversión-de propósito general |
| H18 | 185 - 225 MPa | 165 - 205 MPa | 1 - 4 por ciento | Totalmente duro, máxima resistencia, flexión limitada. |
Otras propiedades que son importantes para el diseño son una densidad de 2,73 g/cm3, un módulo elástico de aproximadamente 69 a 70 GPa, un rango de fusión de aproximadamente 643 a 654 C y una conductividad térmica en la región de 190 W/(m K) en el templado recocido, que disminuye a medida que se endurece el templado. H14 se encuentra entre H12 y H18: es más fuerte que H12 pero sigue siendo visiblemente más moldeable que el foil duro completo-.
Espesores, tolerancias y prácticas de conversión.
La línea divisoria aceptada entre lámina y hoja es de 0,2 mm, y la lámina 3003 normalmente se enrolla entre aproximadamente 0,006 mm y 0,2 mm. Los calibres finos se comportan como una membrana y siguen el sustrato sobre el que están laminados; los calibres más pesados cerca del límite de la hoja comienzan a soportar su propia carga y pueden usarse como material de panel o aleta autoportante.
Las tolerancias de espesor y ancho deben cotizarse según el estándar de lámina aplicable, ya que las tolerancias se ajustan a medida que se reducen los calibres.
Los grados de calidad de la superficie definen el nivel permitido de poros, marcas de rodillos e inclusiones; Los límites de poros son críticos para las tareas de barrera y embalaje.
El temple, el espesor y el grado de la superficie deben especificarse juntos, ya que dos bobinas de calibre idéntico pueden diferir sustancialmente en su formabilidad.
La lámina suministrada para aplicaciones de soldadura fuerte normalmente está revestida en uno o ambos lados con una aleación de relleno con un punto de fusión más bajo-y la proporción del revestimiento es parte de la especificación.
Aplicaciones industriales
| Sector | Uso típico de la lámina 3003 | Por qué se elige |
|---|---|---|
| Transferencia de calor | Aletas y material de aletas para intercambiadores de calor, radiadores y serpentines de aire-acondicionado | Combinación de conformabilidad, conductividad térmica y compatibilidad con soldadura fuerte |
| Construcción y climatización | Revestimiento de láminas sobre paneles aislantes, envolturas de conductos y barreras de vapor. | Bajo peso, resistencia a la humedad y superficie reflectante. |
| Contacto con alimentos | Bandejas, contenedores, tapas y laminados | Química de aleación no-tóxica, buena resistencia a la corrosión contra ácidos alimentarios |
| Eléctrico | Envoltura de cables, laminados de blindaje y componentes de transformadores | Conductividad combinada con resistencia mecánica en calibres delgados. |
| Transporte | Escudos térmicos, revestimientos aislantes y núcleos sándwich compuestos. | Ahorro de peso de aproximadamente un tercio en comparación con equivalentes de acero |
En todos los casos, la lámina se especifica junto con un revestimiento, revestimiento o sistema adhesivo. La lámina 3003 desnuda funciona bien en condiciones secas y ligeramente corrosivas, pero el contacto directo con álcalis fuertes, ácidos fuertes, cloruros o metales diferentes requiere una capa protectora o una barrera aislante.
Preguntas frecuentes
P: ¿Es el papel de aluminio 3003 un material de alta-resistencia?
No. Es una lámina de resistencia media-cuya resistencia se sitúa entre la lámina de aluminio-puro y suave y las aleaciones estructurales tratables térmicamente-. Su valor radica en el equilibrio entre resistencia, conformabilidad y resistencia a la corrosión, no en la resistencia máxima.
P: ¿En qué espesor se suministra la lámina 3003?
La lámina se define como un producto con un espesor inferior a 0,2 mm, y el 3003 comúnmente se lamina desde aproximadamente 0,006 mm hasta ese límite. Los calibres más pesados se piden como láminas, donde se aplican diferentes requisitos de propiedad.
P: ¿Qué temperamento se debe pedir para el conformado?
Elija O o H22 donde la lámina debe embutirse, doblarse o laminarse. Elija H24 para conversión general y H18 solo donde se necesita máxima rigidez y la flexión es limitada.
P: ¿La lámina 3003 se corroe al aire libre?
Forma un óxido protector y resiste bien el agua dulce y las atmósferas suaves. En entornos costeros, ricos en cloruro- o químicamente agresivos, se debe recubrir, laminar o aislar de metales diferentes.
P: ¿Se puede utilizar la lámina 3003 en aviones?
Sí, en funciones no-estructurales, como revestimientos aislantes, conductos y laminados. No es una aleación aeroespacial estructural y los conjuntos terminados deben satisfacer los requisitos aplicables contra incendios, humo y toxicidad.
P: ¿Cómo se compara el 3003 con el papel de aluminio-puro?
3003 es más fuerte y resistente a la corrosión y soporta más carga en el mismo calibre. El papel de aluminio-puro, como las familias 1235 y 8011, sigue siendo preferible cuando el requisito fundamental es la máxima ductilidad, reflectividad o conductividad.
