Алюминий в современном искусстве: выбор сплава, изготовление и отделка

Почему алюминий подходит современной скульптуре

Алюминий имеет треть плотности стали при жесткости, которая обычно достаточна для скульптуры, и требует широкого спектра обработки поверхности: от зеркального-яркого анодирования до плоского матового порошкового покрытия. Его особая прочность позволяет перемещать и устанавливать большие объемы изделий с помощью скромного подъемного оборудования, а его оксидный слой обеспечивает полезную коррозионную стойкость на открытом воздухе при условии правильного выбора семейства сплавов.

Компромисс- заключается в том, что алюминий имеет линейный коэффициент теплового расширения примерно 23 x 10.^-6на кельвин, что примерно вдвое больше, чем у стали. В произведениях смешанной-медиа-техники это несоответствие должно быть учтено в конструкции сустава, а не поглощено материалом.

Выбор сплава и состояния для изготовления

Студии обычно работают с небольшим набором хорошо-охарактеризованных оценок. В таблице ниже дано практическое сопоставление.

Термически-обрабатываемые марки, такие как 6061, достигают более высокой прочности за счет обработки раствором и искусственного старения, но они трескаются при сильном изгибе в состоянии T6, поэтому разумным исходным правилом является радиус изгиба, по крайней мере, в два-три раза превышающий толщину. Не-термические-марки, такие как 5052 и 5083, легче формуются и гораздо лучше сохраняют свои свойства в зоне сварки.

Практика сварки, формовки и сборки

Газовая вольфрамовая дуговая сварка является стандартным способом сварки видимых швов. Наполнитель 5356 используется там, где требуется более высокая прочность галтели, а наполнитель 4043 используется там, где предпочтительна лучшая трещиностойкость и более щадящая сварочная ванна. Поверхностные оксиды должны быть удалены механически, а соединение завершено в течение короткого рабочего периода, поскольку пленка естественного оксида быстро восстанавливается и задерживает пористость.

Лист можно формовать вручную с помощью английских колес и мешков для дробления для изогнутых панелей или с помощью листогибочного тормоза для сложенных работ. Гидроабразивная резка полностью исключает зону термического-воздействия и предпочтительна для толстых листов и деталей, подлежащих анодированию, поскольку кромки лазерной-обрезки могут оставить слой повторной отливки, проступающий сквозь покрытие.

Анодирование, покрытие и дизайн поверхности

Анодирование — самый долговечный вид отделки алюминиевых произведений искусства. При анодировании серной кислотой типа II образуются прозрачные или окрашенные пленки толщиной от 5 до 10 микрометров для декоративных работ, а твердые анодные покрытия типа III толщиной от 25 до 50 микрометров дают более твердую и устойчивую к истиранию-поверхность, к которой к изделию придется часто прикасаться или чистить. Отливки следует анодировать с осторожностью: фазы,-богатые кремнием в сплаве AlSi7Mg, могут потемнить пленку, поэтому рекомендуется-первый образец.

Порошковое покрытие используется там, где важна постоянство цвета, а покрытие для наружных архитектурных сооружений наносится, когда изделие будет постоянно находиться на открытом воздухе. Механическая обработка, браширование, пескоструйная обработка и зеркальная полировка — все это жизнеспособно, но направление и глубина зерна должны быть зафиксированы, чтобы в дальнейшем ремонт соответствовал.

Прочность на открытом воздухе и детализация для смешанных-сред

Для постоянных наружных работ листы 5052 и 5083 являются наиболее безопасным выбором, поскольку содержание магния в них препятствует образованию ямок в прибрежной атмосфере. Алюминий является анодом нержавеющей стали и большинства конструкционных сталей, поэтому прямой контакт между разнородными металлами способствует гальванической атаке соединения, особенно во влажных условиях. Изолирующие шайбы, изолирующие прокладки и окрашенные интерфейсы решают эту проблему с незначительными затратами во время изготовления, и их трудно исправить позже.

Если в детали просверлены крепежные детали, расстояние до края составляет не менее двух диаметров отверстий и отверстия без заусенцев предотвращают распространение концентрации напряжений и распространение трещины под ветровой нагрузкой.

Часто задаваемые вопросы

Q:Какой алюминиевый сплав лучше всего подходит для уличной скульптуры?
Ответ: Обычный ответ — лист 5052 или 5083, поскольку добавки магния противостоят точечной коррозии в прибрежных и городских условиях, и оба сорта хорошо свариваются.

Q:Можно ли согнуть алюминий после термообработки?
О: Такие марки, как 6061, закалка Т6, не следует резко сгибать. Минимальный радиус изгиба, в два-три раза превышающий толщину, является практическим рабочим пределом, а более толстые секции следует обрабатывать или формовать до старения.

Q:Какой наполнитель используется при сварке 6061 для художественных работ?
О: Используются оба сплава 4043 и 5356, при этом 5356 выбран для более высокой прочности галтели, а 4043 — там, где приоритетом является устойчивость к растрескиванию и более гладкий сварной шов.

Q:Как толщина анодирования влияет на внешний вид и долговечность?
A: Декоративные пленки типа II толщиной от 5 до 10 микрометров впитывают краску и сохраняют четкие характеристики; твердые покрытия типа III толщиной от 25 до 50 микрометров имеют более темный цвет, но гораздо более устойчивы к истиранию.

Q:Почему алюминий в одном и том же куске деформируется сильнее, чем сталь?
A: Коэффициент теплового расширения составляет около 23 x 10.^-6на кельвин, что примерно в два раза больше, чем у стали, поэтому данное изменение температуры вызывает примерно вдвое большее движение, если только соединения не рассчитаны на это.

Q:Какой самый безопасный путь для сложных скульптурных объемов?
Ответ: Литье из сплава AlSi7Mg в соответствии с признанной постоянной формой или спецификацией литья в песчаные формы с последующей термообработкой Т6 позволяет получить самые сложные формы с предсказуемыми механическими свойствами.