Alliage de plaque de bobine d'aluminium 1060 1100
Si vous suivez une feuille d’aluminium tout au long de la chaîne d’approvisionnement, elle finit par cesser d’être un « produit » et devient une recette. Pour les plaques de bobine en alliage 1060 et 1100, cette recette est intentionnellement simple. Ils se situent à l’extrémité la plus pure de la famille de l’aluminium, souvent éclipsés par leurs cousins à haute résistance comme le 6061 ou le 7075. Pourtant, dans les usines, les ateliers de transformation, les usines chimiques et même les conduits d’air des salles blanches, ces deux alliages sans prétention effectuent en silence le travail quotidien pour lequel les qualités plus glamour ne conviennent tout simplement pas.
La pureté comme choix de conception, pas comme limitation
Les modèles 1060 et 1100 appartiennent tous deux à la série 1xxx d'aluminium commercialement pur.
L'alliage 1060 contient généralement au moins 99,6 % d'aluminium. Le reste est une étroite bande de fer, de silicium et d’oligo-éléments. Sa particularité est l’absence : presque pas de cuivre, pas de magnésium, pas de zinc. Chaque élément manquant est une complication manquante en matière de soudage, de comportement à la corrosion et de performances électriques.
L'alliage 1100 est légèrement moins pur, contenant généralement au moins 99,0 % d'aluminium. Cette petite différence ouvre une fenêtre étroite mais utile pour des ajouts mineurs qui améliorent le traitement, en particulier pour l’emboutissage profond et le formage plus complexe. L'alliage conserve le caractère « aluminium pur » mais offre une touche plus de polyvalence là où le 1060 pourrait être juste un peu trop mou ou trop sensible lors du formage.
Dans un monde qui recherche souvent une résistance mécanique plus élevée et des compositions exotiques, les modèles 1060 et 1100 démontrent que parfois « moins » résout réellement davantage de problèmes d’ingénierie.
Composition chimique : simplicité sur papier
Les plages de composition chimique typiques sont :
Alliage 1060 (% en poids) :
Al : ≥ 99,60
Et : ≤ 0,25
Fe : ≤ 0,35
Cu : ≤ 0,05
Mn : ≤ 0,03
MG : ≤ 0,03
Zn : ≤ 0,05
Si : ≤ 0,03
Autres (chacun) : ≤ 0,03
Autres (total) : ≤ 0,10
Alliage 1100 (% en poids) :
Al : ≥ 99,00
Si + Fe : ≤ 0,95
Cu : 0,05 à 0,20
Mn : ≤ 0,05
mg : ≤ 0,05
Zn : ≤ 0,10
Si : ≤ 0,05
Autres (chacun) : ≤ 0,05
Autres (total) : ≤ 0,15
Cette infime addition contrôlée de cuivre dans le 1 100 – aussi peu que quelques dixièmes de pour cent – renforce légèrement l’alliage et peut modifier l’écrouissage et le comportement de la surface, tout en préservant une excellente résistance à la corrosion dans de nombreux environnements.
Propriétés mécaniques : douces par conception
Les tôles de bobines dans ces alliages sont généralement fournies dans des états doux à mi-durs. Au lieu de penser à la « faiblesse », il est utile de considérer la douceur comme une capacité : la capacité de se plier brusquement, de se dessiner dans des formes complexes et d’absorber les contraintes de formage sans se fissurer.
Propriétés mécaniques typiques à température ambiante (approximatives, en fonction de l'épaisseur et de la norme) :
1060 H18 (plein dur) :
Résistance à la traction : environ 110 à 145 MPa
Limite d'élasticité : environ 95 à 125 MPa
Allongement (typique) : 2 à 5 %
1060 O (recuit) :
Résistance à la traction : environ 60 à 100 MPa
Limite d'élasticité : environ 15 à 35 MPa
Allongement : 20 à 35 % ou plus
1100 H14 (moitié dur) :
Résistance à la traction : environ 110 à 145 MPa
Limite d'élasticité : environ 95 à 125 MPa
Allongement : généralement 5 à 15 %
1100 O (recuit) :
Résistance à la traction : environ 70 à 110 MPa
Limite d'élasticité : environ 20 à 35 MPa
Allongement : 25 à 35 % ou plus
Au sein du même alliage, la bobine qui est ensuite recuite se comporte comme un matériau différent de la version écrouie. Les concepteurs qui traitent les états comme un paramètre réglable, et non comme une réflexion après coup, peuvent pousser ces alliages très loin dans les opérations de formage exigeantes.
Trempe et comportement de la bobine : contrôle de la « mémoire »
Dans les plaques de bobine d'aluminium pur, la trempe est essentiellement le langage que vous utilisez pour parler au métal.
O temper (entièrement recuit) essuie l’ardoise. Les contraintes résiduelles sont minimisées, la structure du grain est adoucie et la feuille perd l'essentiel de sa « mémoire ». Ceci est essentiel dans l’emboutissage profond, le filage et le pliage à rayon serré. C'est également important pour les enroulements de transformateurs, où même une contrainte résiduelle mineure peut modifier les performances à long terme.
Les états d'écrouissage H14, H16, H18 et similaires sont créés par laminage à froid contrôlé sans recuit ultérieur. Chaque étape de réduction à froid augmente la résistance, réduit l'allongement et augmente le retour élastique. Pour les tôles en bobine utilisées dans les composants qui doivent conserver leur forme, tels que les panneaux décoratifs, la signalisation ou les fines peaux structurelles, ces états offrent une rigidité suffisante tout en offrant une formabilité utilisable.
Il n'y a pas de renforcement thermotraitable pour les alliages 1060 ou 1100 comme c'est le cas pour les alliages 6xxx ou 2xxx. Tout le « réglage » se fait par laminage et recuit. Cette simplicité conduit souvent à un traitement plus prévisible et à moins de surprises lors de la production.
Conductivité électrique et thermique : là où les modèles 1060 et 1100 brillent vraiment
Si vous deviez classer les métaux d'ingénierie courants en fonction de leur conductivité électrique, l'aluminium 1060 se situerait en tête, derrière le cuivre de haute pureté et quelques conducteurs spéciaux. Ce n’est pas fortuit – c’est précisément pourquoi les plaques et bandes de bobines 1060 sont des piliers dans :
- Enroulements et feuille de transformateur
- Jeux de barres (dans certaines versions)
- Éléments de refroidissement et de transport de courant de l'électronique de puissance
- Composants du système de batterie où la faible masse et la conductivité sont importantes
Valeurs typiques de conductivité électrique :
- 1060 : environ 55 à 61 % IACS (International Annealed Copper Standard)
- 11h00 : environ 50 à 57 % du SIGC
La conductivité thermique est également élevée, généralement comprise entre 220 et 235 W/m·K pour ces alliages. Cette combinaison de performances électriques et thermiques, associée à une faible densité, explique pourquoi de nombreux ingénieurs choisissent discrètement le 1060 ou le 1100 plutôt que le cuivre lorsque la réduction du poids ou la formabilité deviennent importantes.
Résistance à la corrosion : un bouclier d’oxyde naturel
L’aluminium de haute pureté présente un avantage qui n’apparaît jamais sur un dessin : sa tendance à se protéger. 1060 et 1100 forment une fine couche d'oxyde adhérente qui résiste à de nombreux types de corrosion dans :
- Milieux aqueux neutres et légèrement acides
- Conditions atmosphériques, y compris les atmosphères urbaines et de nombreuses atmosphères industrielles
- De nombreux environnements agroalimentaires et pharmaceutiques lorsqu’ils sont correctement finis et nettoyés
L'absence de quantités significatives de cuivre et de magnésium signifie un risque réduit de microcellules galvaniques au sein de l'alliage lui-même, contribuant ainsi à maintenir un comportement uniforme à la corrosion. Dans le cas des bardages et des toitures, cela se traduit par des surfaces qui s'altèrent lentement et souvent de manière assez gracieuse.
Cependant, dans des solutions fortement alcalines ou des environnements très riches en chlorures, même ces alliages nécessitent un examen attentif, un traitement de surface ou des revêtements protecteurs.
Surface et forme : du miroir au mat
Parce que les 1060 et 1100 sont si doux et si propres, la finition de surface devient un paramètre de conception puissant. La plaque de bobine peut être livrée comme :
- Finition laminée, adaptée au formage général et à l'usage industriel
- Finition brillante ou miroir, utilisée dans les réflecteurs, l'éclairage et les garnitures décoratives
- Gaufrés ou texturés, pour applications antidérapantes ou façades esthétiques
- Brossé ou satiné, pour éléments architecturaux visibles
La pureté de l'alliage contribue à produire des résultats d'anodisation cohérents. Alors que les alliages 5xxx et 6xxx peuvent offrir des couches anodiques plus dures, les alliages 1xxx offrent souvent une couleur et une réflectivité plus propres et plus uniformes, ce qui est essentiel dans les applications d'optique et d'éclairage.
Normes et cadres de mise en œuvre
Dans la plupart des régions, les plaques de bobines 1 060 et 1 100 ne sont pas autonomes ; ils vivent dans des cadres établis de normes de produits et de qualité. Les références courantes incluent :
- ASTM B209 pour les tôles et plaques d'aluminium et d'alliage d'aluminium
- Séries EN 485 et EN 573 en Europe pour la composition, les propriétés mécaniques et les tolérances
- Normes GB/T en Chine pour les tôles et bandes d'aluminium de la série 1xxx
- ISO 6361 pour les plaques, feuilles et bandes d'aluminium corroyé
Les plages dimensionnelles sont larges. Les bobines 1060 et 1100 peuvent être fournies à partir de calibres très fins (de plusieurs dizaines de micromètres) jusqu'à plusieurs millimètres d'épaisseur, avec des largeurs allant des bandes étroites aux bobines pleine largeur dépassant 1 500 mm. Les tolérances sur l'épaisseur, la planéité et la qualité des bords peuvent être adaptées en fonction de l'utilisation, depuis les feuilles de transformateur exigeant une uniformité extrême jusqu'aux feuilles de fabrication générale où les tolérances standard sont suffisantes.
Où 1060 et 1100 surperforment discrètement
Lors du choix d’un alliage d’aluminium, il est tentant de partir de la plus haute résistance disponible. Mais si l’on examine attentivement de nombreuses applications du monde réel, différentes priorités émergent.
Dans la fabrication de transformateurs, les paramètres critiques sont la conductivité, la précision dimensionnelle et la capacité à s’enrouler étroitement sans se fissurer. Ici, une bobine 1060 ou 1100 entièrement recuite est proche de l’idéal.
Dans les équipements chimiques et alimentaires, la soudabilité, la propreté et la résistance à de nombreux liquides comptent plus que la limite d'élasticité. Le 1100, avec son excellente soudabilité et son film d'oxyde stable, devient un choix naturel pour les réservoirs, les tuyauteries et les ailettes des échangeurs de chaleur.
Dans les applications architecturales (façades, soffites, revêtements intérieurs), la légèreté, la résistance à la corrosion et la finition de surface attrayante dominent. Les panneaux 1100 ou 1060 prélaqués peuvent être façonnés selon des géométries complexes sans fissures imprévisibles, puis installés avec la certitude qu'ils résisteront aux intempéries de manière constante.
Un matériau qui refuse d’être sur-conçu
À l'ère de la science des matériaux complexe, les plaques de bobines 1 060 et 1 100 rappellent que la simplicité peut encore être une ingénierie avancée. Leur chimie quasi pure, leurs températures contrôlables, leur comportement stable à la corrosion et leur conductivité exceptionnelle en font des outils presque élémentaires dans le kit du concepteur.
Vus sous le bon angle, ces alliages ne sont pas du tout « basiques ». Il s'agit de solutions hautement spécialisées pour des problèmes où la fiabilité, la facilité de traitement et les performances fonctionnelles comptent plus que la résistance ultime. Lorsqu'un projet exige un aluminium qui se plie facilement, se conduit facilement, se soude proprement et dure silencieusement pendant des décennies, les plaques de bobine en alliage 1060 et 1100 offrent souvent la réponse la plus élégante.
https://www.alusheets.com/a/aluminium-coil-plate-alloy-1060-1100.html