La possibilità di estrusione è una delle maggiori attrattive dell’impiego delle leghe leggere.
La caratteristica principale è la possibilità di ottenere sezioni molto complesse in modo relativamente semplice.
Questo consente diversi vantaggi:
- Possono essere prodotti profilati nervati ed irrigiditi senza ricorrere a sezioni composte, ed evitando così la necessità di giunzioni.
- Possono essere integrate funzioni aggiuntive, come nervature o scanalature per accoppiamenti con altri componenti.
- Le sezioni possono essere ottimizzate in relazione alla funzione del singolo componente ed alle sollecitazioni cui è soggetto.
Per ottenere profilati rigidezza e resistenza equivalente a quella raggiungibile con l’acciaio, si opera sia sullo spessore che sulle geometrie:
- Lo spessore viene mediamente aumentato in modo da incrementare la sezione resistente. Nella sezione trasversale esso ha distribuzione variabile in funzione delle sollecitazioni locali. Questa ottimizzazione consente sensibili risparmi di materiale.
- La forma è ottimizzata in modo da dare rigidezza massima in relazione al tipo di sollecitazione che agisce sul componente
Le tensioni residue generate dalla distribuzione di temperatura nella sezione trasversale, pur avendo distribuzione piuttosto irregolare e non facilmente modellabile, tuttavia si mantengono di valore limitato ed inferiore a 20 MPa, ed hanno quindi un effetto generalmente trascurabile ai fini della capacità portante.
Lega |
Stato |
Spessore [mm] |
UTS [MPa] |
R p0.2 [MPa] |
A50
[%] |
Estrudibilità
(EAA Rating) |
6061 |
T4
T6 |
n.d.
n.d. |
215
305 |
125
265 |
16
9 |
60 |
6063A |
T4
T5
T6 |
<25
<25
<25 |
150
190
220 |
90
150
180 |
10
4
4 |
100 |
6082 |
T4
T5
T6
T6 |
<25
<5
<5
5-25 |
205
270
290
310 |
110
230
250
260 |
12
6
6
8 |
n.d. |
2014A |
T4
T6 |
20
20 |
370
435 |
230
370 |
10
6 |
20 |
7108 |
T4
T6 |
Tutti
Tutti |
230-300
380 |
130-200
340 |
14
10 |
10 |
|
Proprietà meccaniche delle leghe da estrusione
(fonti: Hydro Aluminium; European Aluminium Association) |
Le leghe adottate nel processo di estrusione sono principalmente quelle della serie 6000 che sono impiegate nel 75% delle applicazioni: esse presentano un adeguato compromesso tra estrudibilità e resistenza meccanica e possono essere saldate.
Inoltre la necessità primaria di rigidezza nelle strutture portanti automobilistiche richiede l’aumento delle dimensioni delle sezioni resistenti indipendentemente dai valori di resistenza meccanica: in questo modo l’utilizzo di leghe con limiti elastici di livello medio non risulta penalizzante.
Tra queste, le leghe con applicazioni strutturali sono principalmente la 6061, la 6063 e la 6082.
Tra le leghe di altre serie, utilizzate per componenti ad elevata resistenza si possono indicare la 2014 e la 7108.
La saldatura di componenti già trattati termicamente degrada notevolmente le proprietà raggiunte: talvolta è possibile effettuare la bonifica successivamente alla saldatura, ma ciò aggiunge una stazione di lavoro complessa nella linea di assemblaggio dei telai, mentre i trattamenti termici operati sui singoli componenti sono più semplici e possono essere eseguiti dai fornitori, anche direttamente nel processo di estrusione.
