Mecanizado de aluminio: cómo elegir entre 5083, 6061, 6082, 2017 y 7075

Una designación de aluminio se lee en dos partes, como en “EN AW-6082 T6”. EN AW-6082 identifica la aleación: “EN” por la norma europea, “AW” por aluminio forjado (producto laminado, extruido o estirado, por oposición a las piezas de fundición), y después cuatro cifras. La primera indica la serie y, por tanto, el elemento de aleación principal:

• 2xxx: cobre (2017A, 2024);
• 5xxx: magnesio (5083, 5754);
• 6xxx: magnesio y silicio (6060, 6061, 6082);
• 7xxx: zinc (7075).

T6 indica el estado metalúrgico. Las series 2xxx, 6xxx y 7xxx endurecen por tratamiento térmico (estados T: T4 para una maduración natural, T6 para un revenido, T651 para una placa destensionada por tracción), y las series 5xxx por acritud (estados H). Un 6082 en estado T6 no tiene las mismas propiedades que un 6082 recocido: el estado forma parte de la designación y debe figurar en el plano. Para una placa mecanizada en masa se encuentran, por ejemplo, “EN AW-6082 T651” o “EN AW-7075 T651”. Para una visión de conjunto, vea el glosario sobre las aleaciones de aluminio.

6082 y 6061: la opción por defecto

Resistencia media, buena maquinabilidad, buena resistencia a la corrosión, soldables y anodizables: cubren la mayoría de las piezas mecánicas, bastidores y soportes. Son parecidas y a menudo intercambiables: el 6082 es el más extendido en stock en Europa, y el 6061 en Norteamérica. Si su plano impone una de las dos, como es frecuente en aeronáutica, indique que no se admite equivalencia; en caso contrario, escriba “o equivalente”.

2017A: la aleación “mecánica” fácil de mecanizar

Aleación con cobre, de buena resistencia mecánica y excelente maquinabilidad, con buenos acabados superficiales. A cambio, resiste peor la corrosión, se suelda muy mal y se anodiza peor: prevea una protección. Es adecuada para piezas mecánicas mecanizadas en masa. El 2024, parecido, es un gran clásico de la aeronáutica.

5083: la aleación naval y soldable

Aleación con magnesio, endurecida por acritud: excelente resistencia a la corrosión, en particular al agua de mar, y buen comportamiento tras la soldadura. Se encuentra sobre todo en chapas y placas. Se mecaniza peor (virutas largas, tendencia a pegarse a la herramienta) y su resistencia sigue siendo moderada. Es la aleación de la calderería naval, de los depósitos y de las estructuras soldadas (vea el sector naval y náutica).

7075: la alta resistencia

Aleación con zinc, con una resistencia a la rotura muy superior (del orden de 500 MPa o más, frente a unos 300 MPa de un 6082 T6), con buena maquinabilidad y virutas cortas. Cuesta más, no se suelda por procesos de arco y resiste peor la corrosión; en estado T6 es sensible a la corrosión bajo tensión, de ahí la existencia de estados sobrerrevenidos como el T73. Se utiliza en aeronáutica (aeronáutica y espacio), en utillaje y en piezas muy solicitadas.

Otras aleaciones con las que se encontrará

El 5754, parecido al 5083 pero menos resistente, es un clásico de las chapas plegadas y soldadas. El 6060 es la aleación de los perfiles extruidos, apreciada para el anodizado decorativo. El 2011 es una aleación de decoletaje, concebida para piezas torneadas en grandes series. Las aleaciones de fundición, destinadas a piezas moldeadas, siguen otras reglas y no se tratan aquí.

El aluminio se mecaniza rápido, con grandes velocidades de corte, pero la aleación y el estado modifican el resultado:

• Virutas. Cortas y fáciles de evacuar en 2017A y 7075; más largas y continuas en 5083 y, en menor grado, en 6061. Esto influye en los ciclos automáticos y en el acabado superficial.
• Filo recrecido. Las aleaciones blandas (5083, 6061) tienden a pegarse a la herramienta, lo que empeora el aspecto. El taller lo compensa con herramientas adecuadas (metal duro de aristas vivas, superficies pulidas) y con lubricación.
• Tensiones internas. Una placa gruesa retiene tensiones de laminación y de temple: al retirar material, la pieza puede deformarse. Los estados destensionados (T651) limitan el problema; el taller también puede desbastar, dejar reposar y después acabar.
• Dilatación. El aluminio se dilata aproximadamente el doble que el acero. Una pieza todavía caliente no mide su cota a 20 °C: para tolerancias estrictas, el control se hace a la temperatura de referencia.
• Material en bruto disponible. Barras redondas, pletinas, placas laminadas, perfiles extruidos, placas fundidas planas para utillajes: el formato del bruto determina el material que se pierde en virutas y, por tanto, el precio (vea el precio del mecanizado CNC).

Para el detalle de los procesos, vea la página de subcontratación de mecanizado CNC.

El aluminio perdona mucho, pero algunas decisiones de diseño reducen el tiempo de máquina y las deformaciones:

• Paredes delgadas. Cuanto más fina y alta es una pared, más vibra al cortar y más se deforma. Engrósela o añada nervios cuando la función lo permita, y avise al taller de las paredes muy finas.
• Radios interiores. Una fresa es redonda: un ángulo vivo en el fondo de una cajera exige un repaso. Cuanto más generoso es el radio interior, más grande y rápida puede ser la herramienta.
• Cajeras profundas. Cuanto más profunda es una cajera en relación con su anchura, más larga, frágil y lenta es la herramienta. Hable de esta relación con el taller antes de cerrar el plano.
• Bruto. Una pletina gruesa de la que se retira casi todo el material cuesta tanto en material como en tiempo; un perfil cercano a la forma final puede cambiar el precio.

Estas decisiones se combinan con las tolerancias: ajuste solo las cotas funcionales (vea la guía sobre las tolerancias de mecanizado).

La soldadura suele ser el criterio que descarta una aleación:

• 5083: muy buena soldabilidad (TIG, MIG) y buen comportamiento en la unión.
• 6061 y 6082: soldables, pero la zona próxima al cordón pierde parte de la resistencia del estado T6: el dimensionamiento debe tenerlo en cuenta.
• 2017A: soldadura desaconsejada (riesgo de fisuración). Prefiera el ensamblaje mecánico o el pegado.
• 7075: no soldable por procesos de arco. Misma solución: tornillos, remaches, pegado.

Para los procesos, vea la guía de soldadura TIG, MIG y MAG.

En cuanto a la corrosión, las aleaciones de mayor resistencia mecánica (2017A, 7075), ricas en cobre o en zinc, son también las más sensibles: requieren una protección (anodizado, pintura, conversión química). El 5083 es el mejor en medio marino; las 6xxx se comportan bien en atmósfera normal.

El anodizado engrosa la capa de óxido natural del aluminio: protege de la corrosión, endurece la superficie (anodizado duro) y puede teñirse. El resultado depende de la aleación:

• 6060, 6061, 6082: buen resultado, regular, también para un aspecto decorativo.
• 2017A y 7075: se anodizan, pero el aspecto es menos uniforme y el resultado más difícil de garantizar. Si el aspecto importa, pida un ensayo al anodizador.
• 5083: el anodizado de protección funciona, pero el aspecto puede diferir entre el metal base y los cordones de soldadura.

Tres precisiones que deben constar en el plano:

1. Las cotas antes o después del tratamiento. La capa crece en parte hacia el interior del metal y en parte hacia el exterior: modifica las dimensiones, a veces en varias decenas de micras en anodizado duro.
2. Las zonas que enmascarar. La capa es aislante eléctrica: señale las superficies de contacto o de puesta a tierra, así como las roscas y los taladros precisos.
3. El acabado esperado: protección, aspecto, dureza, color.

Referencias cualitativas para productos forjados, que deben confirmarse en la norma o en la ficha del proveedor según el producto y el espesor. Todas estas aleaciones tienen una densidad del orden de 2,7 a 2,8 g/cm³, aproximadamente un tercio de la del acero.

• Sin exigencias particulares: un 6082 (o 6061) “o equivalente”.
• Pieza soldada o ambiente marino: un 5083, o un 6082 si prima la resistencia.
• Pieza muy mecanizada, no soldada y protegida: un 2017A.
• Resistencia máxima o aligeramiento extremo: un 7075, aceptando el sobrecoste y la protección de superficie.

Algunos hábitos evitan sorpresas desagradables. No sobredimensione: un 7075 para una pieza poco solicitada paga el material, la protección y a veces un plazo de aprovisionamiento sin necesidad. Escriba en el plano la designación completa (“EN AW-6082 T6”), no solo “alu”. Pida un certificado del material solo si la trazabilidad lo exige (aeronáutica, médico, energía) y compruebe entonces que menciona la aleación y el estado. Por último, deje que el taller sugiera una alternativa: un grado disponible en stock suele reducir precio y plazo.

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