อลูมิเนียม 7075-T6 คุณสมบัติและข้อควรรู้

อลูมิเนียม 7075-T6 คืออะไร

อลูมิเนียม 7075-T6 คืออลูมิเนียมอัลลอยด์ตระกูล 7xxx ที่มีสังกะสีเป็นธาตุผสมหลัก เป็นเกรดที่แข็งแรงที่สุดในกลุ่มอลูมิเนียมที่ใช้งานทั่วไป ให้ความแข็งแรงดึงราว 572 MPa เทียบชั้นเหล็กกล้า แต่เบากว่าราว 2 ใน 3 และนำความร้อนดีกว่าเหล็ก 3–4 เท่า จึงนิยมทำแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก ชิ้นส่วนอากาศยาน และจิ๊กฟิกซ์เจอร์รับแรงสูง

ความแข็งแรงสูงมาพร้อมข้อแลกเปลี่ยนที่ต้องเข้าใจก่อนสั่ง บทความนี้รวมทุกเรื่องที่ช่างและวิศวกรควรรู้เกี่ยวกับ 7075-T6 ตั้งแต่องค์ประกอบ คุณสมบัติ เหตุที่ไม่ควรเชื่อม ไปจนถึงงานที่เหมาะและข้อควรระวัง

องค์ประกอบและที่มาของความแข็งแรง

7075 ใช้สังกะสีเป็นธาตุผสมหลัก ร่วมกับแมกนีเซียมและทองแดง เมื่อผ่านกระบวนการชุบความร้อนแบบ T6 ธาตุเหล่านี้จะตกตะกอนเป็นอนุภาคละเอียดทั่วเนื้อโลหะ ขัดขวางการเคลื่อนที่ของรอยเลื่อน ผลคือความแข็งแรงที่สูงกว่า 6061 เกือบเท่าตัว ในระดับที่เทียบชั้นเหล็กกล้าทั่วไปได้

ทองแดงเป็นตัวสองคมของเกรดนี้ ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียว แต่ลดความทนการกัดกร่อนและทำให้เชื่อมยาก นี่คือเหตุผลเชิงโลหะวิทยาที่อยู่เบื้องหลังข้อจำกัดสองข้อใหญ่ของ 7075 ที่เราจะลงรายละเอียดต่อไป

วัสดุที่จำหน่ายทั่วไปมาในสภาพ T6 หรือ T651 ซึ่งอบแข็งเรียบร้อยแล้วจากโรงงาน ผู้ใช้ไม่ต้องชุบความร้อนเพิ่มเอง สั่งมาแล้วกลึงได้เลย

คุณสมบัติเชิงกลและทางกายภาพ

ตารางด้านล่างเป็นค่าโดยประมาณของ 7075 ใน temper T6 ค่าจริงของแต่ละล็อตจะระบุไว้ใน Mill Certificate เสมอ

ทำไม 7075 จึงไม่ควรเชื่อม

คำตอบสั้นคือร้าว สังกะสีและแมกนีเซียมในเนื้อ 7075 ทำให้โลหะหลอมในบริเวณรอยเชื่อมมีช่วงอุณหภูมิแข็งตัวที่กว้างและเปราะ เมื่อเย็นตัวรอยเชื่อมจึงเกิดรอยร้าวจากความร้อน (Hot Cracking) ได้ง่ายมาก แม้เชื่อมผ่าน โซนร้อนรอบรอยเชื่อมก็สูญเสียความแข็งแรงอย่างมาก จุดที่แข็งแรงที่สุดของวัสดุกลายเป็นจุดที่อ่อนที่สุดของชิ้นงาน

ถ้าดีไซน์จำเป็นต้องประกอบชิ้นส่วน 7075 ให้ใช้วิธียึดด้วยน็อต ตะปูย้ำ หรือกาวโครงสร้างแทน และถ้างานนั้นบังคับเชื่อมตั้งแต่ต้น ทางเลือกที่ถูกคือเปลี่ยนไปใช้ อลูมิเนียม 6061-T6 หรือ 5083 ซึ่งเชื่อมได้ดีทั้งคู่ รายละเอียดการเทียบกันอยู่ในบทความ อลูมิเนียม 6061 กับ 7075 ต่างกันอย่างไร

งานที่เหมาะกับ 7075-T6

• แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกและแม่พิมพ์กด — ทนแรงอัดนับแสน Shot และระบายความร้อนเร็วกว่าเหล็ก 3–4 เท่า ช่วยลด Cycle Time ได้ 20–30% ดูรายละเอียดที่หน้า อลูมิเนียม 7075-T6 สำหรับแม่พิมพ์ และหน้า อุตสาหกรรมแม่พิมพ์
• ชิ้นส่วนอากาศยาน — เกรดนี้เกิดมาจากอุตสาหกรรมอากาศยาน เหมาะกับชิ้นส่วนโครงสร้างที่ต้องการอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงสุด
• จิ๊กและฟิกซ์เจอร์รับแรงสูง — แข็งแรงเทียบเหล็กแต่เบากว่าราว 2 ใน 3 ลดภาระคนยกและแขนกล เหมาะกับจิ๊กที่ต้องเคลื่อนย้ายบ่อย
• ชิ้นส่วนที่น้ำหนักกับแรงขัดแย้งกัน — อะไหล่งานแข่ง ชิ้นส่วนโดรน ที่ต้องเบาแต่ห้ามพลาดเรื่องแรง ดูตัวอย่างงานที่หน้า อุตสาหกรรมยานยนต์

สำหรับงานแม่พิมพ์ การสั่งตัดตามขนาด ให้ใกล้ขนาดบล็อกจริงช่วยลดเวลากัดหยาบได้มาก เพราะ 7075 มีราคาสูง ทุกกรัมที่กัดทิ้งคือเงินที่ทิ้ง

ข้อควรระวังก่อนเลือกใช้ 7075

• ราคาสูงสุดในกลุ่ม — สั่งเฉพาะส่วนที่ต้องการความแข็งแรงจริง ๆ ชิ้นงานทั่วไปที่ 6061 รับไหว อย่าจ่ายแพงเกินจำเป็น
• การกลึงต้องการเครื่องที่แข็งแรง — เนื้อแข็งกว่า 6061 ถ้าฟีดสูงเกินอาจเกิดรอยสั่นบนผิวบาง ใช้ทูลส์คาร์ไบด์คมและล็อกชิ้นงานให้มั่น
• งานกลางแจ้งควรชุบผิว — ความทนการกัดกร่อนอยู่ระดับพอใช้ ต่ำกว่า 6061 และ 5083 ชัดเจน ถ้าชิ้นงานต้องออกแดดออกฝน ให้อโนไดซ์หรือเคลือบป้องกัน
• แผ่นหนาที่กัดเนื้อเยอะ เลือก T651 — เหมือนหลักการเดียวกับ 6061 temper ที่คลายแรงเค้นแล้วช่วยกันแผ่นโก่งหลังกัด

สรุป

• 7075-T6 คือเกรดแข็งแรงสูงสุดในกลุ่มใช้งานทั่วไป ความแข็งแรงดึงราว 572 MPa เทียบชั้นเหล็กแต่เบากว่าราว 2 ใน 3
• จุดขายหลักของงานแม่พิมพ์คือนำความร้อนดีกว่าเหล็ก 3–4 เท่า ลด Cycle Time ได้ 20–30%
• ไม่แนะนำให้เชื่อมเด็ดขาด เสี่ยงร้าวและรอยเชื่อมอ่อนตัว ถ้าต้องเชื่อมให้ไป 6061 หรือ 5083
• ความทนการกัดกร่อนระดับพอใช้ งานกลางแจ้งควรชุบผิวป้องกัน
• ราคาสูงสุดในกลุ่ม ใช้เฉพาะจุดที่สเปกแรงหรือ Cycle Time เป็นตัวกำหนดรายได้

คำถามที่พบบ่อย

อลูมิเนียม 7075 ใช้งานกลางแจ้งได้ไหม

ใช้ได้ แต่ควรชุบผิวป้องกัน เพราะความทนการกัดกร่อนของ 7075 อยู่ในระดับพอใช้ ต่ำกว่า 6061 และต่ำกว่า 5083 อย่างชัดเจน ถ้าชิ้นงานต้องเจอฝน ความชื้น หรือสารเคมีต่อเนื่อง ให้อโนไดซ์หรือเคลือบผิว หรือเปลี่ยนไปใช้เกรดที่ทนการกัดกร่อนสูงกว่าแทน

อลูมิเนียม 7075 กับเหล็กต่างกันอย่างไรเรื่องน้ำหนัก

7075 มีความหนาแน่น 2.81 ก./ซม.³ ขณะที่เหล็กอยู่ราว 7.85 ก./ซม.³ ชิ้นงานขนาดเดียวกันจาก 7075 จึงเบากว่าเหล็กราว 2 ใน 3 ทั้งที่ความแข็งแรงดึงเทียบชั้นเหล็กกล้าทั่วไปได้ นี่คือเหตุที่งานอากาศยานและงานแข่งเลือกใช้เกรดนี้

อลูมิเนียม 7075 กัดกลึงยากไหม

ไม่ยากอย่างที่คิด 7075 กัดได้ดี เศษแหลกเป็นท่อนสั้นไม่พันทูลส์ แต่เนื้อแข็งกว่า 6061 ทูลส์จึงสึกเร็วกว่าเล็กน้อยและต้องระวังแรงกัด ใช้ทูลส์คาร์ไบด์มาตรฐานได้ปกติ สิ่งที่ต้องเตรียมคือเครื่องและฟิกซ์เจอร์ที่แข็งแรงพอ และลดฟีดลงเมื่อกัดผิวบางเพื่อกันรอยสั่น

บทความที่เกี่ยวข้อง

• อลูมิเนียม 6061 กับ 7075 ต่างกันอย่างไร
• อลูมิเนียมกับเหล็ก เลือกอะไรทำแม่พิมพ์
• คู่มือเลือกอลูมิเนียมสำหรับงานแม่พิมพ์

ต้องการอลูมิเนียม 7075-T6 สำหรับแม่พิมพ์หรือชิ้นงานรับแรงสูง ส่งแบบมาให้ทีม PX Metal ช่วยเลือกขนาดและตัดเผื่อให้พร้อมกลึงได้เลยที่ LINE @548vojid หรือโทร 090-960-0063 ตอบกลับภายใน 1 ชั่วโมงในเวลาทำการ