Промышленный алюминиевый профиль

Промышленный алюминиевый профиль — прессованное изделие из алюминия или алюминиевого сплава с постоянным поперечным сечением по всей длине. Производится методом горячего прессования (экструзии) через стальную матрицу: нагретая заготовка выдавливается через отверстие, повторяющее контур сечения. Метод позволяет получать изделия практически любой формы — от стандартных уголков и швеллеров до многоканальных полых сечений — при стабильных размерных допусках на всей длине прутка.

Нормативная база: ГОСТ 8617-2018 «Профили прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия» (действует с 1 марта 2019 г., заменил ГОСТ 8617-81). Стандарт регламентирует марки сплавов, состояния термической обработки, допуски на размеры и форму, требования к поверхности, правила маркировки и приёмки.

Марки сплавов для промышленного профиля

По ГОСТ 8617-2018 профили общего назначения изготавливают из алюминия марок А6, А5, А0, АД0, АД1 и деформируемых сплавов: АМц, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АД31, АД33, АД35, АВ, Д1, Д16, АК4, АК6, В95 и ряда других. Химический состав сплавов — по ГОСТ 4784. Выбор марки определяется требуемой прочностью, коррозионной стойкостью, свариваемостью, технологичностью прессования и назначением конструкции.

Авиали: АД31, АД33, АД35 — наиболее распространённая группа

Сплавы системы Al-Mg-Si (авиали, серия 6xxx по международной классификации) составляют основу промышленного и строительного профильного проката. Хорошо прессуются через матрицы сложной формы, термически упрочняемы, удовлетворительно анодируются.

• АД31 (международный аналог 6063) — наиболее технологичный в прессовании. Хорошая коррозионная стойкость, свариваемость без ограничений, высокие качество анодной плёнки. После закалки и естественного старения (состояние Т) предел прочности составляет около 175–200 МПа. Применяется в архитектурных конструкциях, монтажных системах, кабельных лотках, электротехнических шинах.
• АД33 (аналог 6061) — более высокое содержание магния и кремния, прочность выше, чем у АД31. Хорошая свариваемость, высокая коррозионная стойкость. Применяется в нагруженных несущих конструкциях.
• АД35 (аналог 6082) — наиболее прочный в группе авиалей. Применяется в транспортном машиностроении, грузонесущих конструкциях, где к прочности профиля предъявляются повышенные требования.

Важно: наилучшие коррозионные свойства и качество анодирования среди авиалей демонстрирует АД31 (6063). Сплавы АД33 и АД35 с более высоким содержанием легирующих элементов анодируются с менее равномерным результатом.

Сплавы Al-Mg: АМг2, АМг3, АМг5, АМг6

Нетермоупрочняемые сплавы — прочность повышается только деформационной обработкой (нагартовкой). Главное преимущество: лучшая коррозионная стойкость среди всех деформируемых алюминиевых сплавов, в том числе в морской атмосфере и при контакте с морской водой. Свариваются без ограничений, коррозионная стойкость в зоне сварного шва практически не снижается. С возрастанием числа в марке (от АМг2 до АМг6) прочность растёт, пластичность снижается. Скорость прессования у АМг5 и АМг6 значительно ниже, чем у авиалей (0,1–0,2 м/мин против 8–20 м/мин у АД31), что влияет на стоимость. Применяются в судостроении, химическом и криогенном машиностроении, транспортном секторе.

Высокопрочные сплавы: Д16, В95

Д16 (2024) — дуралюминий, система Al-Cu-Mg. Высокая прочность после закалки и естественного старения. Основной материал для профилей авиационного и оборонного назначения, ответственного машиностроения. Существенные ограничения: низкая коррозионная стойкость (требует защитного покрытия или плакировки), практически не сваривается дуговой сваркой, склонен к трещинообразованию при гибке в упрочнённом состоянии.

В95 (система Al-Zn-Mg-Cu) — наиболее прочный из применяемых деформируемых алюминиевых сплавов, плотность около 2,85 г/см³. Склонен к коррозионному растрескиванию под напряжением, что при использовании в профилях требует применения специальных состояний термообработки (Т2 — перестаривание). Не сваривается.

Электротехнические профили

Для шин и профилей электротехнического назначения (буквы ЭН в условном обозначении) применяют алюминий марок АД0, АД00, А7, А6, А5, А5Е и сплав АД31 (в т.ч. АД31Е). Удельное электрическое сопротивление нормируется отдельно: не более 0,029 Ом·мм²/м для профилей из АД0 и не более 0,035 Ом·мм²/м для АД31 в состоянии закалки и естественного старения.

Состояния термической обработки

Состояние термической обработки является частью условного обозначения профиля и определяет его фактические механические свойства. Одна и та же марка сплава в разных состояниях может иметь прочность, отличающуюся в 1,5–2 раза.

Обозначения по ГОСТ 8617-2018:

• Без буквенного индекса — горячепрессованное состояние, без дополнительной термической обработки. Наименьшая прочность в группе термоупрочняемых сплавов.
• Т — закалка и естественное старение.
• Т1 — закалка и искусственное старение (при повышенной температуре). Как правило, обеспечивает более высокий предел прочности и текучести по сравнению с состоянием Т.
• Т5 — неполная закалка (непосредственно от температуры прессования) и искусственное старение. Применяется, если возможности оборудования не позволяют провести полную закалку.

При перезакалке профилей на предприятии-потребителе допускается снижение показателей прочности не более чем на 20 МПа по сравнению со значениями, приведёнными в таблицах ГОСТ 8617-2018.

Нетермоупрочняемые сплавы (АМг-группа, АМц) поставляются в отожжённом (М) или нагартованном (Н) состоянии.

Форма сечения и сортамент прессованных профилей

Форма сечения	Стандарт на сортамент
Двутавр прямоугольный равнополочный	ГОСТ 13621
Тавр прямоугольный равнополочный	ГОСТ 13622
Швеллер прямоугольный равнополочный	ГОСТ 13623
Швеллер прямоугольный отбортованный	ГОСТ 13624
Уголок прямоугольный равнополочный	ГОСТ 13737
Уголок прямоугольный неравнополочный	ГОСТ 13738

По ГОСТ 8617-2018 профили бывают сплошного и полого сечения:

• Сплошные — площадь поперечного сечения до 200 см², диаметр описанной окружности до 350 мм.
• Полые — площадь поперечного сечения до 60 см², диаметр описанной окружности до 250 мм.

Стандартизированные формы сечений регламентированы отдельными ГОСТами на сортамент:

Помимо стандартных сечений, широко применяются нестандартные (фасонные) профили, изготавливаемые по конструкторской документации заказчика: коробчатые, многополостные, H-образные, Z-образные, Т-образные с пазами и др. П-образный алюминиевый профиль — одно из наиболее востребованных стандартных сечений для прокладки кабельных трасс и монтажных конструкций.

Для сборных каркасов оборудования, стендов и технологической оснастки используются профили с Т-образными пазами, обеспечивающие безсварочную сборку на болтовых соединениях. Подробнее об этой разновидности — см. алюминиевый монтажный профиль.

Точность изготовления

ГОСТ 8617-2018 устанавливает нормальную и повышенную точность изготовления. Нормируются: предельные отклонения размеров поперечного сечения (в зависимости от размера и диаметра описанной окружности), угол скручивания по длине, отклонение от прямолинейности. Для профилей с резко выраженной неравномерностью сечения или с отношением толщин полок более 4:1 допуски устанавливаются по согласованным с потребителем чертежам.

Требования к поверхности

По ГОСТ 8617-2018 поверхность профилей не должна иметь трещин, расслоений, пузырей, неметаллических включений, пятен коррозионного происхождения и следов селитры. Допускаются: риски, задиры и царапины глубиной не более 0,15 мм (для АМг5 и АМг6 — не более 0,20 мм), цвета побежалости, светлые и тёмные пятна и полосы, следы зачистки абразивным кругом в виде продольных рисок глубиной не более 0,1 мм — при условии, что дефекты не выводят профиль за минусовые предельные отклонения размеров.

Защитные и декоративные покрытия

Алюминиевый профиль в необработанном виде покрыт тонкой естественной оксидной плёнкой, однако для эксплуатации в агрессивных средах или с повышенными требованиями к сроку службы применяются промышленные покрытия.

Анодирование

Электрохимическое оксидирование в электролите на основе серной кислоты. На поверхности алюминия вырастает слой оксида алюминия Al₂O₃ с упорядоченной гексагональной пористой структурой. Принципиальное отличие от нанесённых покрытий: анодный слой является частью металла и не отслаивается. Поры при необходимости заполняются красителем (адсорбционное или электролитическое окрашивание) и затем запечатываются (наполнение горячей водой или паром).

Стандартные толщины анодного слоя: 5, 10, 15, 20, 25 мкм. Для строительных и промышленных конструкций с атмосферной эксплуатацией — как правило, 15–25 мкм. Для анодирования оптимальны сплавы с низким содержанием примесей (железа, меди, цинка): прежде всего АД31 (6063) и близкий к нему 6060.

Порошковое окрашивание

Полимерно-порошковое покрытие наносится электростатическим напылением с последующей полимеризацией в печи. Регламентируется ГОСТ 9.410-88. Обязательный этап — химическая подготовка поверхности: обезжиривание и конверсионное покрытие (хроматирование или фосфатирование). Без качественной подготовки под покрытием развивается подплёночная коррозия с последующим отслоением. Повышенная коррозионная стойкость достигается при совмещении анодирования с последующим порошковым окрашиванием (технология типа Seaside).

Длина и формы поставки

Прессованные профили поставляются прутками:

• мерной длины — нарезаются точно в размер по заказу;
• кратной мерной длины — с припуском 5 мм на каждый рез;
• немерной длины — остатки от производства.

Типовой транспортный модуль — 3 000–6 000 мм. Конкретная длина согласуется при оформлении заказа. Поставки осуществляются как стандартными сечениями по соответствующим ГОСТам, так и нестандартными профилями по чертежам заказчика.