Lavorazione dell’alluminio: come scegliere tra 5083, 6061, 6082, 2017 e 7075

Una designazione dell’alluminio si legge in due tempi, come in «EN AW-6082 T6». EN AW-6082 identifica la lega: «EN» per la norma europea, «AW» per alluminio da lavorazione plastica (prodotto laminato, estruso o trafilato, in contrapposizione ai getti di fonderia), poi quattro cifre. La prima indica la serie, quindi l’elemento di lega principale:

• 2xxx: rame (2017A, 2024);
• 5xxx: magnesio (5083, 5754);
• 6xxx: magnesio e silicio (6060, 6061, 6082);
• 7xxx: zinco (7075).

T6 indica lo stato metallurgico. Le serie 2xxx, 6xxx e 7xxx induriscono con trattamento termico (stati T: T4 per l’invecchiamento naturale, T6 per il rinvenimento, T651 per una piastra distensionata per trazione), le serie 5xxx per incrudimento (stati H). Un 6082 allo stato T6 non ha le stesse proprietà di un 6082 ricotto: lo stato fa parte della designazione e deve comparire sul disegno. Per una piastra lavorata dal pieno si incontrano per esempio «EN AW-6082 T651» o «EN AW-7075 T651». Per una panoramica, vedere il glossario sulle leghe di alluminio.

6082 e 6061: la scelta predefinita

Resistenza media, buona lavorabilità, buona resistenza alla corrosione, saldabili e anodizzabili: coprono la maggior parte dei pezzi meccanici, dei telai e dei supporti. Sono simili e spesso intercambiabili: il 6082 è il più diffuso a magazzino in Europa, il 6061 in Nord America. Se il Suo disegno impone una delle due, come accade spesso in aeronautica, indichi che l’equivalenza non è ammessa; altrimenti scriva «o equivalente».

2017A: la lega «meccanica» facile da lavorare

Lega al rame, di buona resistenza meccanica e ottima lavorabilità, con belle finiture superficiali. In compenso resiste meno alla corrosione, si salda molto male e si anodizza peggio: preveda una protezione. È adatta ai pezzi meccanici lavorati dal pieno. La 2024, simile, è un grande classico dell’aeronautica.

5083: la lega navale e saldabile

Lega al magnesio, indurita per incrudimento: ottima resistenza alla corrosione, in particolare all’acqua di mare, e buon comportamento dopo la saldatura. Si trova soprattutto in lamiere e piastre. Si lavora peggio alle macchine utensili (trucioli lunghi, tendenza ad attaccarsi all’utensile) e la sua resistenza resta moderata. È la lega della carpenteria navale, dei serbatoi e delle strutture saldate (vedere il settore navale e nautica).

7075: l’alta resistenza

Lega allo zinco, con una resistenza a rottura molto superiore (dell’ordine di 500 MPa e oltre, contro circa 300 MPa per un 6082 T6), con buona lavorabilità e trucioli corti. Costa di più, non si salda con i processi ad arco e resiste meno alla corrosione; allo stato T6 è sensibile alla corrosione sotto sforzo, da cui l’esistenza di stati sovrainvecchiati come il T73. Si trova in aeronautica (aeronautica e spazio), nelle attrezzature e nei pezzi molto sollecitati.

Le altre leghe che incontrerà

La 5754, simile alla 5083 ma meno resistente, è un classico delle lamiere piegate e saldate. La 6060 è la lega dei profilati estrusi, apprezzata per l’anodizzazione decorativa. La 2011 è una lega per tornitura automatica, pensata per i pezzi torniti in grande serie. Le leghe da fonderia, destinate ai pezzi fusi, seguono altre regole e non sono trattate qui.

L’alluminio si lavora velocemente, con alte velocità di taglio, ma la lega e lo stato modificano il risultato:

• Trucioli. Corti e facili da evacuare su 2017A e 7075; più lunghi e continui su 5083 e, in misura minore, su 6061. Ciò incide sui cicli automatici e sulla finitura superficiale.
• Tagliente di riporto. Le leghe tenere (5083, 6061) tendono ad attaccarsi all’utensile, peggiorando l’aspetto. L’officina compensa con utensili adatti (metallo duro a taglienti vivi, superfici lucidate) e con la lubrificazione.
• Tensioni interne. Una piastra spessa trattiene tensioni di laminazione e di tempra: asportando materiale, il pezzo può deformarsi. Gli stati distensionati (T651) limitano il problema; l’officina può anche sgrossare, lasciare riposare, poi finire.
• Dilatazione. L’alluminio si dilata circa due volte più dell’acciaio. Un pezzo ancora caldo non misura la sua quota a 20 °C: per le tolleranze strette, il controllo si esegue alla temperatura di riferimento.
• Grezzo disponibile. Barre tonde, piatti, piastre laminate, profilati estrusi, piastre colate piane per attrezzature: il formato del grezzo determina il materiale perso in trucioli, quindi il prezzo (vedere il prezzo della lavorazione CNC).

Per il dettaglio dei processi, vedere la pagina subfornitura di lavorazioni CNC.

L’alluminio perdona molto, ma alcune scelte di progetto riducono il tempo macchina e le deformazioni:

• Pareti sottili. Più una parete è sottile e alta, più vibra al taglio e si deforma. La ispessisca o aggiunga nervature quando la funzione lo consente, e segnali all’officina le pareti molto sottili.
• Raggi interni. Una fresa è tonda: uno spigolo vivo sul fondo di una tasca richiede una ripresa. Più il raggio interno è generoso, più l’utensile può essere grande e veloce.
• Tasche profonde. Più una tasca è profonda rispetto alla sua larghezza, più l’utensile è lungo, fragile e lento. Discuta questo rapporto con l’officina prima di fissare il disegno.
• Grezzo. Un piatto spesso da cui si asporta quasi tutto il materiale costa in materiale come in tempo; un profilato vicino alla forma finale può cambiare il prezzo.

Queste scelte si intrecciano con le tolleranze: stringa solo le quote funzionali (vedere la guida sulle tolleranze di lavorazione).

La saldatura è spesso il criterio che esclude una lega:

• 5083: ottima saldabilità (TIG, MIG) e buon comportamento nel giunto.
• 6061 e 6082: saldabili, ma la zona vicina al cordone perde parte della resistenza dello stato T6: il dimensionamento deve tenerne conto.
• 2017A: saldatura sconsigliata (rischio di cricche). Preferisca l’assemblaggio meccanico o l’incollaggio.
• 7075: non saldabile con i processi ad arco. Stessa soluzione: viti, rivetti, incollaggio.

Per i processi, vedere la guida saldatura TIG, MIG e MAG.

Sul fronte della corrosione, le leghe più resistenti meccanicamente (2017A, 7075), ricche di rame o di zinco, sono anche le più sensibili: richiedono una protezione (anodizzazione, verniciatura, conversione chimica). La 5083 è in testa in ambiente marino; le 6xxx si comportano bene in atmosfera normale.

L’anodizzazione ispessisce lo strato di ossido naturale dell’alluminio: protegge dalla corrosione, indurisce la superficie (anodizzazione dura) e può essere colorata. Il risultato dipende dalla lega:

• 6060, 6061, 6082: buon risultato, regolare, anche per un aspetto decorativo.
• 2017A e 7075: si anodizzano, ma l’aspetto è meno uniforme e il risultato più difficile da garantire. Se l’aspetto conta, chieda una prova all’anodizzatore.
• 5083: l’anodizzazione di protezione funziona, ma l’aspetto può differire tra il metallo base e i cordoni di saldatura.

Tre precisazioni da riportare sul disegno:

1. Le quote prima o dopo il trattamento. Lo strato cresce in parte nel metallo e in parte verso l’esterno: modifica le dimensioni, a volte di diverse decine di micron nell’anodizzazione dura.
2. Le zone da mascherare. Lo strato è isolante elettricamente: individui le superfici di contatto o di messa a terra, nonché le filettature e i fori di precisione.
3. La finitura richiesta: protezione, aspetto, durezza, colore.

Indicazioni qualitative per prodotti da lavorazione plastica, da confermare sulla norma o sulla scheda del fornitore in base al prodotto e allo spessore. Queste leghe hanno tutte una massa volumica dell’ordine di 2,7–2,8 g/cm³, cioè circa un terzo di quella dell’acciaio.

• Nessun requisito particolare: una 6082 (o 6061) «o equivalente».
• Pezzo saldato o ambiente marino: una 5083, o una 6082 se prevale la resistenza.
• Pezzo molto lavorato, non saldato, protetto: una 2017A.
• Resistenza massima o alleggerimento spinto: una 7075, accettando il sovrapprezzo e la protezione superficiale.

Alcuni accorgimenti evitano brutte sorprese. Non sovradimensioni: una 7075 per un pezzo poco sollecitato paga inutilmente il materiale, la protezione e talvolta un tempo di approvvigionamento più lungo. Riporti sul disegno la designazione completa («EN AW-6082 T6»), non solo «alluminio». Chieda un certificato del materiale solo se la tracciabilità lo richiede (aeronautica, medicale, energia) e verifichi allora che indichi la lega e lo stato. Infine, lasci che l’officina suggerisca un’alternativa: una variante disponibile a magazzino riduce spesso prezzo e tempi.

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