Características Básicas de la Aleación de Aluminio 3003
Clasificación del Material
- Serie: Aleación de aluminio-manganeso (serie 3000)
- Tratabilidad Térmica: No tratable térmicamente; se fortalece mediante trabajo en frío (p. ej., laminado, estirado)
- Alias: Chapa y placa de aluminio resistente a la corrosión (debido a su excelente resistencia a la corrosión)
Ventajas Principales
- Resistencia: ~20% más alta que el aluminio puro de la serie 1100 (Resistencia a la tracción: 110–150 MPa)
- Resistencia a la Corrosión: Excelente resistencia a la corrosión atmosférica/marina; adecuado para entornos húmedos/químicos.
-
Conformabilidad:
- Conformabilidad superior (estirado profundo, hilado, doblado).
- Buena soldabilidad (TIG, soldadura por resistencia, soldadura fuerte).
- Compatible con anodizado, pulverización y otros tratamientos superficiales.
- Ligereza: Densidad: 2.73 g/cm³ (~1/3 del acero).
Designaciones Equivalentes para Aluminio 3003
| Sistema Estándar | Grado Equivalente | Estado | Alcance de Certificación |
|---|---|---|---|
| Internacional | UNS A93003 | H14/O/H22 | ISO 209, ISO 6361 |
| EE.UU. | ASTM B209 (AA3003) | H14/O/H18 | AMS 4006/4008 (Aeroespacial) |
| Europa | <极> EN AW-3003EN 515: H24/H14 | EN 573-3 (Composición), EN 485-2 (Propiedades) | |
| Alemania | DIN 3.0517 | DIN EN 515: F25 | DIN 1725-1 (Procesamiento) |
| Japón | JIS A3003 | JIS H4000: H24 | JIS H 4100 (Productos Laminados) |
| China | GB/T 3190 3003 | GB/T 16475: H14 | GB/T 3880 (Chapa/Placa) |
| Francia | NF A-U3003 | NF A50-651: H14 | NF EN 573-3 |
| Reino Unido | BS 1470 3003 | BS EN 515: H14 | BS EN 573 |
| Rusia | ГОСТ АМц | ГОСТ 21631: М | ГОСТ 4784 (Aeroespacial) |
Composición Química del 3003
| Elemento | Al | Mn | Cu | Si | Fe | Zn | Otros |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Contenido | Bal. | 1.0–1.5 | 0.05–0.20 | ≤0.60 | ≤0.70 | ≤0.10 | ≤0.05 |
Propiedades Físicas del 3003
| Propiedad | Valor | Unidad | Estándar de Prueba | Nota |
|---|---|---|---|---|
| Densidad | 0.098 | lb/in³ | ASTM B311 | Corregida desde el original 0.1 |
| 2.73 | g/cm³ | |||
| Punto de Fusión | 1,190–1,210 | °F | ASTM E794 | Equivalente a 643–654°C |
| Módulo Elástico | 10,000 | ksi | ASTM E111 | Equivalente a 69 GPa |
| Módulo de Corte | 3,630 | ksi | ASTM E143 | Equivalente a 25 GPa |
| Coeficiente de Poisson | 0.33 | – | ASTM E132 | Típico para metales |
| Dureza Brinell | 40 | HB | ASTM E10 | Carga de 500 kgf, bola de 10 mm |
| Resistencia a la Tracción Máxima | 22,000 | psi | ASTM E8 | *Estado H14 (Equivalente a 152 MPa)* |
| Límite Elástico | 21,000 | psi | ASTM E8 | *Estado H14 (Equivalente a 145 MPa)* |
| Resistencia a la Fatiga | 9,000 | psi | ASTM E466 | 10⁷ ciclos (62 MPa) |
| Resistencia al Corte | 14,000 | psi | ASTM B831 | Equivalente a 96 MPa |
| Conductividad Térmica | 180 | W/(m·K) | ASTM E1461 | Medida a 25°C |
| CTE | 23.2 × 10⁻⁶ | /°C | ASTM E228 | Rango 20–100°C |
| Calor Específico | 900 | J/(kg·K) | ASTM E1269 | Medido a 25°C |
| Conductividad Eléctrica | 44 | % IACS | ASTM B193 | Estándar Internacional del Cobre Recocido |
Comparación de Características de Estados del Aluminio
| Estado | Características del Proceso | Escenarios de Aplicación | Ventajas Clave |
|---|---|---|---|
| O (Recocido) | Totalmente ablandado, sin trabajo en frío | Piezas estiradas profundamente, contenedores de alimentos, componentes con curvas complejas | Ductilidad óptima (Alargamiento: 28%) |
| H14 | Trabajado en frío + recocido parcial | Muros cortina de edificios, carcasas de baterías, utensilios de cocina | Equilibrio entre resistencia y conformabilidad |
| H18 | Totalmente trabajado en frío | Componentes estructurales de alta dureza | Resistencia máxima (Resistencia a la tracción ≥220 MPa) |
| H22 | Trabajado en frío + recocido a baja temperatura | Placas estampadas antideslizantes, plataformas industriales | Excelente resistencia a la fatiga |
| H154 (No estándar) | Proceso especial de trabajo en frío | Requerimientos personalizados | Rendimiento de resistencia a medida |
Características del Estado & Propiedades Mecánicas
| Propiedad | 3003-O | 3003-H14 | 3003-H18 |
|---|---|---|---|
| Densidad | 2.73 g/cm³ | 2.73 g/cm³ | 2.73 g/cm³ |
| Resistencia a la Tracción | 40–110 MPa | 130–160 MPa | ≥220 MPa |
| Límite Elástico | – | 145 MPa | 200 MPa |
| Alargamiento | 28% | 8% | 4% |
| Resistencia al Corte | 75 MPa | 96 MPa | – |
| Módulo Elástico | 70 GPa | 70 GPa | 70 GPa |
| Dureza Brinell | 28 HB | 42 HB | – |
| Punto de Fusión | 643–654°C | – | – |
Nota: Los estados H están endurecidos por trabajo en frío; orden de resistencia: O < H22 < H14 < H18.
Aplicaciones Típicas
Vehículos de Nueva Energía
- Productos: Carcasas de baterías, placas de refrigeración (compuesto 3003+4343)
- Estado Recomendado: H14
- Ventajas Clave: Ligereza, excelente resistencia a la corrosión por electrolito
Arquitectura
- Productos: Muros cortina, peldaños de escaleras antideslizantes
- Estado Recomendado: H22
- Ventajas Clave: Resistencia superior a la intemperie, estética atractiva
Alimentación/Química
- Productos: Tanques de almacenamiento, tuberías, revestimientos de reactores
- Estado Recomendado: O
- Ventajas Clave: No tóxico, fácil de limpiar
Electrodomésticos
- Productos: Utensilios de cocina antiadherentes, paneles de refrigerador
- Estado Recomendado: H14
- Ventajas Clave: Excelente conductividad térmica, buena conformabilidad
Embalaje de Transporte
- Productos: Paneles de contenedores, cascos de tanques
- Estado Recomendado: H14
- Ventajas Clave: Alta resistencia, buena resistencia a la intemperie
Equipos de Energía
- Productos: Carcasas de transformadores, disipadores de calor
- Estado Recomendado: H18
- Ventajas Clave: Blindaje EMI efectivo, disipación de calor eficiente
Especificaciones y Stock de Chapa y Placa de 3003
Especificaciones Estándar
- Espesor: 0.2 mm ~ 250 mm (Chapa: ≤6 mm; Placa: >6 mm)
- Ancho: 150 mm ~ 2,650 mm (personalizable)
- Tamaño de Chapa: 1,220 × 2,440 mm (4×8 ft)
- Estándares: ASTM B209, AMS 4008, EN AW-3003, DIN 3.0517
Chapa y Placa de Aluminio 3003 en Stock
| Espesor (pulg) | Tamaño (pulg) | Estado | Acabado Superficial | Descripción | Acción |
|---|---|---|---|---|---|
| Chapa | |||||
| 0.025 | 48×96 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.032 | 48×96 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.032 | 48×96 | H154 | – | Chapa H154 | |
| 0.040 | 48×96 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.040 | 48×96 | O | – | Chapa Recocida O | |
| 0.050 | 48×96 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.050 | 48×96 | O | – | Chapa Recocida O | |
| 0.063 | 48×96 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.063 | 48×96 | O | – | Chapa Recocida O | |
| 0.080 | 60×120 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.090 | 60×120 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.090 | 60×120 | O | – | Chapa Recocida O | |
| 0.100 | 72×144 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.125 | 72×144 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| 0.190 | 72×144 | H14 | Acabado de fábrica | Chapa H14 | |
| Placa | |||||
| 0.249 | 48×96 | H14 | Acabado de fábrica | Placa Media H14 | |
| 0.250 | 48×96 | H14 | Acabado de fábrica | Placa Media H14 | |
| 0.375 | 60×120 | H14 | Acabado de fábrica | Placa Gruesa H14 | |
| 0.630 | 72×144 | H14 | Acabado de fábrica | Placa Extra Gruesa H14 |
Comparación con Otras Aleaciones
| Propiedad | 3003 (H14/O) | 1100 (Al Puro) | 5052 (H32) | 6061 (T6) |
|---|---|---|---|---|
| Serie de Aleación | 3000 (Al-Mn) | 1000 (Al Puro) | 5000 (Al-Mg) | 6000 (Al-Mg-Si) |
| Estado | H14/O | H14/O | H32 | T6 |
| Resistencia a la Tracción (MPa) |
110–160 (H14) 40–110 (O) |
90–120 | 210–270 | 310–340 |
| Límite Elástico (MPa) |
130 (H14) 35 (O) |
35 | 190–230 | 275–310 |
| Alargamiento (%) | 8–28 (O máx.) | 25–35 | 10–15 | 8–12 |
| Resistencia a la Corrosión | Excelente, atmosférica) | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ (Agua salada) | ⭐⭐⭐ (Requiere recubrimiento) |
| Conformabilidad | ⭐⭐⭐⭐⭐ (Estirado profundo/hilado) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ (Moderada) | ⭐⭐ (Pobre, se agrieta fácilmente) |
| Soldabilidad | ⭐⭐⭐⭐ (Métodos universales) | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ (Material de aporte especial) |
| Efecto de Anodizado | ⭐⭐ (Decoloración) | ⭐⭐⭐⭐ (Uniforme) | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ (Coloreable) |
| Costo | ⭐⭐ (Económico) | ⭐ (Más bajo) | ⭐⭐⭐ (Moderado) | ⭐⭐⭐⭐ (Alto) |
| Aplicaciones Típicas | Utensilios de cocina, techado, tanques de almacenamiento | Papel de aluminio, contenedores químicos | Marina, paneles de automóviles | Estructuras, aeroespacial |
Procesamiento & Tratamiento
Procesos de Conformado
Estirado Profundo
- Estado Recomendado: O
- Parámetros Clave: Relación de estirado ≤2.5, radio de matriz ≥4t
- Restricciones: Estado H18 prohibido
Hilado
- Estado Recomendado: O/H14
- Parámetros Clave: 300–800 RPM, avance 0.3–1.2 mm/rev
- Restricciones: Deformación en una sola pasada ≤40%
Doblado
- Estado Recomendado: H14/H22
- Parámetros Clave: Radio de doblado mínimo = 1.5t (⊥ a la fibra)
- Restricciones: H18 requiere 2.0t
Punzonado
- Estado Recomendado: Todos
- Parámetros Clave:Holgura de matriz 8–12%t
- Restricciones:Recocer si diámetro del agujero < t
Procesos de Soldadura
Soldadura TIG
- Alambre de Aporte: ER4043
- Parámetros: DCEN, 80–150A (para espesor de material de 2–6 mm)
- Gas de Protección: Argón (Ar) con pureza ≥99.99%
- Retención de Resistencia de Soldadura: 85–90%
Soldadura MIG
- Alambre de Aporte: ER5356
- Parámetros: 180–260A, 22–28V
- Gas de Protección: Mezcla de Argón (Ar) + 25% Helio (He)
- Retención de Resistencia de Soldadura: 80–85%
Soldadura por Resistencia
- Alambre de Aporte: – (no aplicable)
- Parámetros: Fuerza del electrodo de 1.5–4 kN, tiempo de soldadura de 0.1–0.5 segundos
- Gas de Protección: – (no aplicable)
- Retención de Resistencia de Soldadura: 70–75%
Tratamiento Superficial
Anodizado
- Parámetros Clave: Concentración de H₂SO₄ 180 g/L, temperatura 18°C, densidad de corriente 1.2 A/dm²
- Riesgos de Defectos: Posible desviación de color con ΔE > 3
Recubrimiento en Polvo
- Parámetros Clave: Proceso de cromatado con concentración de CrO₃ 3.5 g/L, nivel de pH 4.2
- Riesgos de Defectos: Puede ocurrir mala adhesión si el espesor del recubrimiento excede 80 μm
Cepillado
- Parámetros Clave: Equipo profesional y eficiente para cepillado superficial de chapas de aluminio.
- Riesgos de Defectos: Puede resultar en un acabado superficial desigual o arañazos direccionales si los parámetros no se controlan adecuadamente
Tipos de Placas Especializadas
Placa de Diamante de Aluminio 3003
- Aleación Base: 3003-H22/H24
- Espesor: 1.5–10 mm
- Ancho: 1,000–1,500 mm (personalizado ≤2,500 mm)
- Longitud: 2,000–6,000 mm (Estándar: 1,220×2,440 mm)
- Patrón: Diamante (altura 0.8–1.5 mm, 20–40/m²)
- Resistencia al Deslizamiento: Clase A (μ seco ≥0.5; μ húmedo ≥0.3)
Placa Revestida para Soldadura Fuerte 3003
- Tipo: Núcleo 3003 revestido con materiales para soldadura fuerte 4343 4045
- Relación de Revestimiento: 8% – 15%
- Espesor: 0.3–6.0mm (Común: 0.5/0.8/1.0 mm)
- Temp. Soldadura Fuerte: 575–620°C.
- Resistencia a la Tracción: 100–140 MPa (Post-soldadura fuerte).
Panel de Panal de 3003
- Chapa Frontal y Trasera: 3003-H18
- Lámina del Núcleo: Foil 3003 de 0.05 mm
- Propiedades: Densidad 3.8 kg/m², resistencia a la compresión 0.8 MPa
- Tratamiento Superficial: Anodizado, Acabado de Fábrica, Estampado, Espejo (pulido).
- Aplicaciones: Interiores de aeronaves, particiones arquitectónicas.
Aluminio Recubierto con PVDF
- Aleación: 3003
- Recubrimiento: PVDF, 20–30 μm
- Rendimiento: Envejecimiento QUV ≥2,000 hrs, ΔE ≤1.5
- Aplicaciones: Muros cortina arquitectónicos, techado.
Sistema de Control de Calidad
Puntos de Control Clave
| Etapa | Parámetro | Método de Prueba | Estándar |
|---|---|---|---|
| Materia Prima | Al ≥99.7%, Mn:1.0–1.5% | ICP-OES | Impurezas ≤0.15% |
| Fusión/Colada | Contenido de H₂ ≤0.12 ml/100g | Prueba de vacío | ASTM E2791 |
| Laminación en Caliente | Temp. final de laminación: 300±10°C | Termómetro IR | Prevenir segregación de Mn |
| Recocido | Estado O: 415°C × 3h | Monitoreo con termopar | Tolerancia ±5°C |
| Calidad Superficial | Área de defectos ≤0.01% | Inspección visual con IA | Rayas ≤3μm de profundidad, ≤10mm de largo |
| Propiedades Mecánicas | Estado H14: Rm 130–160 MPa | Probador universal | ASTM E8 |
Certificaciones: ISO 9001, IATF 16949 (Automotriz), AS9100 (Aeroespacial).
Logística y Embalaje
| Tipo | Productos | Protección |
|---|---|---|
| Tarimas de madera | Planchas | Película PE + papel antióxido |
| Estantes para bobinas de acero | Bobinas | Inhibidor de corrosión por vapor (VCI) |
| Embalaje al vacío | Foil de precisión | Desecante + indicador de O₂ |
Worthwell ofrece personalización para tamaños no estándar:
- Planchas ultradelgadas (0.1–0.5 mm)
- Planchas ultragruesas (6–150 mm)
- Planchas ultraanchas (≤2,500 mm)
- Planchas de gran tamaño (6 m × 20 m)
