Hợp kim nhôm 3003 là gì? Đặc điểm cơ bản
Phân loại vật liệu
- Dòng: Hợp kim nhôm-mangan (dòng 3000).
- Khả năng nhiệt luyện: Không thể xử lý nhiệt; chỉ được tăng cứng thông qua gia công nguội (ví dụ: cán, kéo).
- Tên gọi khác: Nhôm chống rỉ (do khả năng chống ăn mòn trong khí quyển và môi trường ẩm ướt rất tốt).
Ưu điểm cốt lõi
- Độ bền: Cao hơn khoảng 20% so với nhôm nguyên chất dòng 1100 (độ bền kéo dao động từ 110–160 MPa tùy thuộc vào trạng thái).
- Khả năng chống ăn mòn: Chống ăn mòn tuyệt vời trong môi trường khí quyển và biển; rất thích hợp cho môi trường hóa chất hoặc độ ẩm cao.
-
Khả năng gia công:
- Khả năng định hình vượt trội để vuốt sâu, vuốt ép và uốn cong.
- Khả năng hàn tốt (hàn TIG, MIG, hàn điện trở và hàn vẩy cứng).
- Tương thích với quá trình anodize, phun màu và các phương pháp xử lý bề mặt khác.
- Trọng lượng nhẹ: Khối lượng riêng: 2,73 g/cm³ (chỉ bằng khoảng 1/3 trọng lượng của thép carbon).
Các tên gọi tương đương của nhôm 3003
| Hệ thống tiêu chuẩn | Mác tương đương | Trạng thái phổ biến | Phạm vi chứng nhận |
|---|---|---|---|
| Quốc tế | UNS A93003 | H14/O/H22 | ISO 209, ISO 6361 |
| Mỹ | ASTM B209 (AA3003) | H14/O/H18 | AMS 4006/4008 (Hàng không vũ trụ) |
| Châu âu | EN AW-3003 | EN 515: H24/H14 | EN 573-3 (Thành phần), EN 485-2 (Tính chất) |
| Đức | DIN 3.0517 / AlMnCu | DIN EN 515: F25 | DIN 1725-1 (Gia công) |
| Nhật bản | JIS A3003 | JIS H4000: H24 | JIS H 4100 (Sản phẩm cán) |
| Trung quốc | GB/T 3190 3003 | GB/T 16475: H14 | GB/T 3880 (Tấm mỏng/Tấm dày) |
| Pháp | NF A-U3003 | NF A50-651: H14 | NF EN 573-3 |
| Anh | BS 1470 3003 | BS EN 515: H14 | BS EN 573 |
| Nga | GOST АМц | ГОСТ 21631: М | ГОСТ 4784 (Hàng không vũ trụ) |
Tấm nhôm so với cuộn nhôm 3003: Bạn cần loại nào?
Các tính chất hóa học và cơ học của tấm và cuộn 3003 là hoàn toàn giống nhau. Sự lựa chọn phụ thuộc hoàn toàn vào quy trình sản xuất của bạn:
- Tấm và tấm dày nhôm 3003: Được giao ở dạng phẳng. Lý tưởng cho sản xuất khối lượng nhỏ, tấm ốp kiến trúc và các ứng dụng yêu cầu độ dày cực lớn (>6mm).
- Cuộn và dải nhôm 3003: Được giao ở dạng cuộn liên tục. Hoàn hảo cho các dây chuyền sản xuất tự động khối lượng lớn như dập, cán định hình hoặc sản xuất cánh tản nhiệt HVAC.
Thành phần hóa học của 3003 (%)
| Nguyên tố | Al | Mn | Cu | Si | Fe | Zn | Khác (Mỗi loại) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hàm lượng | Phần còn lại | 1,0–1,5 | 0,05–0,20 | ≤0,60 | ≤0,70 | ≤0,10 | ≤0,05 |
Tính chất vật lý và cơ học của 3003
| Đặc tính | Giá trị | Đơn vị | Tiêu chuẩn kiểm tra | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|
| Khối lượng riêng | 0,098 | lb/in³ | ASTM B311 | Trọng lượng nhẹ |
| 2,73 | g/cm³ | |||
| Điểm nóng chảy | 1.190–1.210 | °F | ASTM E794 | Tương đương 643–654°C |
| Mô đun đàn hồi | 10.000 | ksi | ASTM E111 | Tương đương 69 GPa |
| Mô đun cắt | 3.630 | ksi | ASTM E143 | Tương đương 25 GPa |
| Hệ số Poisson | 0,33 | – | ASTM E132 | Điển hình cho kim loại |
| Độ cứng Brinell | 40 | HB | ASTM E10 | Tải trọng 500 kgf, bi 10 mm |
| Độ bền kéo tới hạn | 22.000 | psi | ASTM E8 | *Trạng thái H14 (tương đương 150 MPa)* |
| Giới hạn chảy | 18.000 | psi | ASTM E8 | *Trạng thái H14 (tương đương ~125 MPa)* |
| Độ bền mỏi | 9.000 | psi | ASTM E466 | 10⁷ chu kỳ (62 MPa) |
| Độ bền cắt | 14.000 | psi | ASTM B831 | Tương đương 96 MPa |
| Độ dẫn nhiệt | 180 | W/(m·K) | ASTM E1461 | Đo ở 25°C |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 23,2 × 10⁻⁶ | /°C | ASTM E228 | Khoảng 20–100°C |
| Nhiệt dung riêng | 900 | J/(kg·K) | ASTM E1269 | Đo ở 25°C |
| Độ dẫn điện | 44 | % IACS | ASTM B193 | Điều kiện ủ mềm |
So sánh đặc điểm các trạng thái nhôm
| Trạng thái | Đặc điểm quy trình | Tình huống ứng dụng | Ưu điểm chính |
|---|---|---|---|
| O (Ủ mềm) | Được làm mềm hoàn toàn, không gia công nguội | Các bộ phận vuốt sâu, hộp đựng thực phẩm, linh kiện cong phức tạp | Độ dẻo tối ưu (độ giãn dài: 25-28%) |
| H14 (Bán cứng) | Gia công nguội + ủ một phần | Tường rèm tòa nhà, vỏ pin, dụng cụ nhà bếp | Độ bền và khả năng định hình cân bằng |
| H18 (Cứng hoàn toàn) | Gia công nguội hoàn toàn | Cấu kiện kết cấu có độ cứng cao, tấm tổ ong | Độ bền tối đa (độ bền kéo ≥220 MPa) |
| H22 (Cứng một phần tư) | Gia công nguội + ủ ở nhiệt độ thấp | Tấm nhám chống trượt, bệ công nghiệp | Khả năng chống mỏi tuyệt vời |
| H154 (Tùy chỉnh) | Quy trình gia công nguội đặc biệt | Yêu cầu tùy biến | Hiệu suất độ bền được điều chỉnh riêng |
Đặc tính trạng thái và tính chất cơ học
| Đặc tính | 3003-O | 3003-H14 | 3003-H18 |
|---|---|---|---|
| Khối lượng riêng | 2,73 g/cm³ | 2,73 g/cm³ | 2,73 g/cm³ |
| Độ bền kéo | 95–130 MPa | 130–160 MPa | ≥220 MPa |
| Giới hạn chảy | ~35 MPa | 115–145 MPa | ~200 MPa |
| Độ giãn dài | Lên đến 28% | ~8% | ~4% |
| Độ bền cắt | 75 MPa | 96 MPa | 110 MPa |
| Mô đun đàn hồi | 70 GPa | 70 GPa | 70 GPa |
| Độ cứng Brinell | 28 HB | 40-42 HB | 55 HB |
| Điểm nóng chảy | 643–654°C | 643–654°C | 643–654°C |
Lưu ý: Các trạng thái H được tăng cứng bằng gia công nguội; thứ tự độ bền: O < H22 < H14 < H18.
Các ứng dụng tiêu biểu theo ngành
Xe năng lượng mới (EV)
- Sản phẩm: Vỏ pin, tấm làm mát (cuộn composite 3003+4343).
- Trạng thái đề xuất: H14
- Ưu điểm chính: Trọng lượng nhẹ, chống ăn mòn điện phân tuyệt vời, vuốt sâu tốt.
Kiến trúc và xây dựng
- Sản phẩm: Tường rèm, tấm lợp, bậc thang chống trượt.
- Trạng thái đề xuất: H22, H24, H14
- Ưu điểm chính: Chống chịu thời tiết vượt trội, thẩm mỹ đẹp, kết dính lớp phủ PVDF hoàn hảo.
Thiết bị thực phẩm / hóa chất
- Sản phẩm: Bể chứa, đường ống, lớp lót lò phản ứng.
- Trạng thái đề xuất: O (Ủ mềm)
- Ưu điểm chính: Không độc hại, dễ làm sạch, chống lại sự suy thoái hóa học.
Thiết bị gia dụng
- Sản phẩm: Dụng cụ nấu ăn chống dính, tấm tủ lạnh, cánh tản nhiệt HVAC.
- Trạng thái đề xuất: H14
- Ưu điểm chính: Dẫn nhiệt tuyệt vời, khả năng định hình tốt.
Vận tải và đóng gói
- Sản phẩm: Tấm ốp hai bên rơ-moóc, tấm vỏ container, vỏ xe bồn.
- Trạng thái đề xuất: H14, H18
- Ưu điểm chính: Độ bền cao, chịu thời tiết tốt, trọng lượng nhẹ.
Thiết bị điện
- Sản phẩm: Vỏ máy biến áp, bộ tản nhiệt.
- Trạng thái đề xuất: H18
- Ưu điểm chính: Che chắn EMI hiệu quả, tản nhiệt tốt.
Thông số kỹ thuật và kho tấm nhôm 3003
Thông số sản xuất tiêu chuẩn
- Độ dày: 0,2 mm ~ 250 mm (Tấm mỏng và cuộn: ≤6 mm; Tấm dày: >6 mm)
- Chiều rộng: 150 mm ~ 2.650 mm (có sẵn dịch vụ xẻ băng tùy chỉnh)
- Kích thước tấm tiêu chuẩn: 1.000 × 2.000 mm, 1.220 × 2.440 mm (4×8 ft), 1.500 × 3.000 mm (5×10 ft)
- Tiêu chuẩn: ASTM B209, AMS 4008, EN AW-3003, DIN 3.0517
Tấm nhôm 3003 có sẵn trong kho
| Độ dày (in) | Kích thước (in) | Trạng thái | Bề mặt | Mô tả | Hành động |
|---|---|---|---|---|---|
| Tấm tiêu chuẩn | |||||
| 0.025 | 48×96 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| 0.032 | 48×96 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| 0.032 | 48×96 | H154 | Cán thô | Tấm H154 | |
| 0.040 | 48×96 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| 0.040 | 48×96 | O | Cán thô | Tấm ủ mềm O | |
| 0.050 | 48×96 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| 0.050 | 48×96 | O | Cán thô | Tấm ủ mềm O | |
| 0.063 | 48×96 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| 0.063 | 48×96 | O | Cán thô | Tấm ủ mềm O | |
| 0.080 | 60×120 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| 0.090 | 60×120 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| 0.090 | 60×120 | O | Cán thô | Tấm ủ mềm O | |
| 0.100 | 72×144 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| 0.125 | 72×144 | H14 | Cán thô | Tấm H14 1/8" | |
| 0.190 | 72×144 | H14 | Cán thô | Tấm H14 | |
| Tấm dày | |||||
| 0.249 | 48×96 | H14 | Cán thô | Tấm trung bình H14 | |
| 0.250 | 48×96 | H14 | Cán thô | Tấm trung bình 1/4" | |
| 0.375 | 60×120 | H14 | Cán thô | Tấm dày 3/8" | |
| 0.630 | 72×144 | H14 | Cán thô | Tấm cực dày H14 | |
3003 so với các hợp kim khác: Chọn loại nào?
| Đặc tính | 3003 (H14/O) | 1100 (Nhôm nguyên chất) | 5052 (H32) | 6061 (T6) |
|---|---|---|---|---|
| Dòng hợp kim | 3000 (Al-Mn) | 1000 (Nhôm nguyên chất) | 5000 (Al-Mg) | 6000 (Al-Mg-Si) |
| Trạng thái | H14/O | H14/O | H32 | T6 |
| Độ bền kéo (MPa) |
110–160 (H14) 95–130 (O) |
90–120 | 210–270 | 310–340 |
| Giới hạn chảy (MPa) |
~125 (H14) ~35 (O) |
~35 | 190–230 | 275–310 |
| Độ giãn dài (%) | 8–28 (O tối đa) | 25–35 | 10–15 | 8–12 |
| Chống ăn mòn | Tuyệt vời (khí quyển) | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ (nước muối) | ⭐⭐⭐ (cần sơn phủ) |
| Khả năng gia công | ⭐⭐⭐⭐⭐ (vuốt sâu/vuốt ép) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ (trung bình) | ⭐⭐ (kém, dễ nứt) |
| Khả năng hàn | ⭐⭐⭐⭐ (phương pháp phổ biến) | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ (cần vật liệu hàn đặc biệt) |
| Hiệu ứng anodize | ⭐⭐ (màu có thể hơi khác) | ⭐⭐⭐⭐ (đồng đều) | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ (có thể tạo màu) |
| Chi phí | ⭐⭐ (tiết kiệm) | ⭐ (thấp nhất) | ⭐⭐⭐ (trung bình) | ⭐⭐⭐⭐ (cao) |
| Ứng dụng tiêu biểu | Dụng cụ nấu ăn, lợp mái, HVAC, bể chứa | Giấy bạc, hộp hóa chất | Hàng hải, vỏ ô tô | Khung kết cấu, hàng không vũ trụ |
Hướng dẫn gia công và xử lý
Quy trình định hình
Vuốt sâu
- Trạng thái đề xuất: O (Ủ mềm)
- Thông số chính: Tỷ lệ vuốt ≤2,5, bán kính khuôn ≥4t
- Hạn chế: Trạng thái H18 bị cấm do nguy cơ nứt.
Vuốt ép
- Trạng thái đề xuất: O / H14
- Thông số chính: 300–800 vòng/phút, bước tiến 0,3–1,2 mm/vòng
- Hạn chế: Biến dạng đơn lớp ≤40%.
Uốn cong / Chấn
- Trạng thái đề xuất: H14 / H22
- Thông số chính: Bán kính uốn tối thiểu = 1,5t (vuông góc với thớ).
- Hạn chế: Trạng thái H18 yêu cầu bán kính uốn tối thiểu 2,0t.
Đột dập
- Trạng thái đề xuất: Tất cả (H14 cho vết cắt sạch)
- Thông số chính: Khe hở khuôn 8–12%t.
- Hạn chế: Phải ủ nếu đường kính lỗ nhỏ hơn độ dày vật liệu.
Quy trình hàn
Hàn TIG
- Dây hàn: Khuyên dùng ER4043.
- Thông số: DCEN, 80–150A (cho độ dày 2–6 mm).
- Khí bảo vệ: Argon (Ar) độ tinh khiết ≥99.99%.
- Giữ độ bền hàn: 85–90%.
Hàn MIG
- Dây hàn: ER5356 hoặc ER4043.
- Thông số: 180–260A, 22–28V.
- Khí bảo vệ: Hỗn hợp Argon + 25% Helium (cho tấm dày hơn).
- Giữ độ bền hàn: 80–85%.
Hàn điện trở
- Tính phù hợp: Rất tốt cho tấm 3003.
- Thông số: Lực điện cực 1,5–4 kN, thời gian hàn 0,1–0,5 giây.
- Giữ độ bền hàn: 70–75%.
Xử lý bề mặt
Anodize
- Thông số chính: Nồng độ H₂SO₄ 180 g/L, nhiệt độ 18°C, mật độ dòng điện 1,2 A/dm².
- Lưu ý: Do thành phần mangan, màu anodize có thể hơi xám so với dòng 1100.
Sơn tĩnh điện và PVDF
- Tiền xử lý: Quá trình cromat hóa đảm bảo độ bám dính mạnh.
- Kết quả: Độ bám dính tuyệt vời cho cuộn nhôm phủ màu kiến trúc.
Phay xước
- Quy trình: Thiết bị phay xước bề mặt chuyên nghiệp và hiệu quả.
- Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong thiết bị gia dụng và tấm trang trí nội thất.
Các loại sản phẩm 3003 chuyên dụng
Tấm nhôm gân chống trượt 3003
- Hợp kim nền: 3003-H22/H24
- Độ dày: 1,5–10 mm
- Chiều rộng: 1.000–1.500 mm (tùy chỉnh ≤2.500 mm)
- Chiều dài: 2.000–6.000 mm (chuẩn: 1.220×2.440 mm)
- Kiểu vân: Kim cương, 5 vạch (chiều cao 0,8–1,5 mm)
- Độ chống trượt: Hạng A (lý tưởng cho cầu thang và rơ-moóc)
Tấm và cuộn bọc nhôm hàn 3003
- Loại: Lõi 3003 bọc bằng hợp kim hàn 4343 hoặc 4045.
- Tỷ lệ bọc: 8% – 15%
- Độ dày: 0,3–6,0mm (phổ biến: 0,5/0,8/1,0 mm)
- Nhiệt độ hàn: 575–620°C.
- Ứng dụng: Bộ tản nhiệt ô tô, bộ trao đổi nhiệt HVAC.
Tấm tổ ong và lá nhôm 3003
- Tấm mặt trước và sau: 3003-H18 / H24
- Lõi lá nhôm: Lá nhôm 3003 0,04 - 0,05 mm
- Đặc tính: Mật độ ~3,8 kg/m², độ bền nén cực cao.
- Xử lý bề mặt: Anodize, cán thô, phủ gương.
- Ứng dụng: Nội thất máy bay, vách ngăn kiến trúc.
Tấm và cuộn nhôm phủ màu PVDF/PE
- Hợp kim: 3003
- Lớp phủ: PVDF hoặc PE (20–30 μm)
- Hiệu suất: Chống lão hóa QUV ≥2.000 giờ, chống phai màu, ΔE ≤1.5.
- Ứng dụng: Tường rèm kiến trúc, tấm ACP, lợp mái.
Hệ thống kiểm soát chất lượng Worthwill
Các điểm kiểm tra QC chính đối với tấm và cuộn của chúng tôi:
| Giai đoạn | Thông số | Phương pháp thử | Tiêu chuẩn |
|---|---|---|---|
| Nguyên liệu thô | Al ≥98,0%, Mn: 1,0–1,5% | ICP-OES | Kiểm soát chặt chẽ tạp chất |
| Nấu chảy/Đúc | Hàm lượng H₂ ≤0,12 ml/100g | Kiểm tra chân không | ASTM E2791 |
| Cán nóng | Nhiệt độ cán cuối: 300±10°C | Nhiệt kế hồng ngoại | Ngăn ngừa phân tách Mn |
| Ủ | Trạng thái O: 415°C × 3h | Cặp nhiệt điện | Dung sai ±5°C |
| Chất lượng bề mặt | Diện tích khuyết tật ≤0,01% | Kiểm tra trực quan bằng AI | Vết xước sâu ≤3μm, dài ≤10mm |
| Tính chất cơ học | Độ bền kéo H14: 130–160 MPa | Máy thử vạn năng | ASTM E8 |
Chứng nhận: ISO 9001, IATF 16949 (Ô tô), AS9100 (Hàng không vũ trụ).
Đóng gói và hậu cần xuất khẩu
| Loại đóng gói | Định dạng sản phẩm | Phương pháp bảo vệ |
|---|---|---|
| Pallet gỗ đã hun trùng | Tấm mỏng / Tấm dày | Xen kẽ phim PE + bọc giấy kraft chống rỉ. |
| Giá đỡ cuộn thép (Mắt hướng lên trời/tường) | Cuộn nhôm | Bọc cẩn thận bằng vật liệu VCI (chất ức chế ăn mòn bay hơi). |
| Đóng gói chân không | Lá nhôm chính xác | Bịt kín kèm gói hút ẩm + chỉ báo O₂ để chống ẩm. |
Dịch vụ tùy chỉnh
Chúng tôi cung cấp dịch vụ sản xuất chuyên biệt cho các yêu cầu phi tiêu chuẩn:
- Tấm và lá nhôm siêu mỏng (0,04–0,5 mm)
- Tấm siêu dày (lên đến 150 mm)
- Cuộn và tấm siêu rộng (lên đến 2.650 mm)
- Tấm kết cấu quá khổ (ví dụ: 6 m × 20 m)
- Dịch vụ xẻ băng và cắt theo chiều dài tùy chỉnh.
Câu hỏi thường gặp (FAQs)
1. Sự khác biệt giữa nhôm 3003 và 5052 là gì?
3003 dễ gia công và tiết kiệm hơn, lý tưởng cho việc dập vuốt sâu và môi trường tiêu chuẩn. 5052 cứng hơn đáng kể và có khả năng chống ăn mòn nước biển vượt trội, phù hợp hơn cho các ứng dụng hàng hải.
2. Nhôm 3003 có dễ uốn cong không?
Có, nhôm 3003 có khả năng định hình tuyệt vời. Để uốn cong 90 độ mà không bị nứt, trạng thái O (ủ mềm) hoặc H14 (bán cứng) được khuyến nghị sử dụng.
3. Tấm nhôm 3003 có thể anodize được không?
Có, nó có thể được anodize để tăng khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên, do có chứa thành phần mangan, bề mặt hoàn thiện có thể có màu hơi vàng hoặc xám thay vì trong suốt.
4. Bạn có cung cấp dịch vụ cắt theo kích thước tùy chỉnh cho cuộn và tấm 3003 không?
Có, chúng tôi cung cấp dịch vụ xẻ băng tùy chỉnh cho cuộn (xuống thành các dải hẹp) và dịch vụ cắt theo chiều dài cho các tấm phẳng rộng tới 2.650 mm và dài 20 mét.
