Hay tres aleaciones de aluminio que representan una gran parte de las piezas de aluminio mecanizadas, y los ingenieros suelen optar por una de ellas por costumbre, más que por un análisis riguroso. Esa elección suele recaer en la 6061, lo cual a menudo es acertado, pero en ocasiones supone perder oportunidades en cuanto a rendimiento o ahorro.

Los tres difieren sustancialmente en cuanto a resistencia, comportamiento frente a la corrosión, soldabilidad y coste, y cada uno tiene aplicaciones en las que resulta claramente adecuado y otras en las que, por el contrario, no lo es en absoluto.

Esta guía los compara en función de los criterios que son importantes para los componentes mecanizados.

Las tres aleaciones

6061 Es una aleación de magnesio y silicio, y el material más versátil y utilizado para el aluminio mecanizado. Presenta buenas propiedades generales, una excelente resistencia a la corrosión, es soldable, está fácilmente disponible y es relativamente económico.

7075 Es una aleación a base de zinc y una de las aleaciones de aluminio más resistentes que existen, con una resistencia que se aproxima a la de algunos aceros, pero con un peso mucho menor. Presenta una menor resistencia a la corrosión, no es fácil de soldar y es considerablemente más cara.

2024 Es una aleación a base de cobre que presenta una elevada resistencia mecánica y una resistencia a la fatiga especialmente buena. Su resistencia a la corrosión es escasa en estado puro, por lo que se suele utilizar revestida. Su uso está muy consolidado en el sector aeroespacial.

Fuerza

El 7075 es, con diferencia, el más resistente de los tres, sobre todo en el estado T6. Es la opción habitual cuando la relación resistencia-peso es el requisito principal.

El 2024 se sitúa entre los otros dos en cuanto a resistencia máxima, pero destaca por su comportamiento frente a la fatiga, razón por la cual sigue utilizándose en aplicaciones estructurales aeroespaciales sometidas a cargas cíclicas.

El 6061 es el más débil de los tres, aunque “más débil” en este contexto sigue significando que es un material estructural competente, adecuado para la gran mayoría de las aplicaciones.

La cuestión práctica no es cuál es más resistente, sino si la carga a la que se somete la pieza requiere realmente más resistencia de la que ofrece el 6061. Especificar el 7075 para un soporte que el 6061 soportaría sin problemas aumenta el coste y genera problemas de corrosión y de soldadura sin aportar ninguna ventaja funcional.

Resistencia a la corrosión

Aquí es donde la clasificación da un giro radical.

El 6061 presenta una excelente resistencia a la corrosión y ofrece un buen rendimiento en entornos al aire libre y cerca del mar sin necesidad de un tratamiento protector, aunque el anodizado mejora aún más sus prestaciones.

El 7075 presenta una resistencia a la corrosión notablemente inferior, y también es susceptible de sufrir agrietamiento por corrosión bajo tensión en determinados estados de temple cuando se somete a una tensión de tracción prolongada. Se trata de una consideración técnica real, más que de una simple nota al pie. El estado de temple T73 sacrifica parte de su resistencia mecánica a cambio de una resistencia a la corrosión bajo tensión sustancialmente mayor, y se especifica en aquellos casos en los que ese riesgo es relevante.

El 2024 presenta una escasa resistencia a la corrosión en estado sin recubrimiento. Se utiliza ampliamente en forma de chapa revestida, con finas capas de aluminio puro adheridas a la superficie a modo de protección. El mecanizado de una chapa revestida elimina esa protección en las zonas en las que se retira material, lo que supone una limitación práctica para las piezas mecanizadas de 2024.

Para las piezas expuestas a la intemperie, la humedad o entornos corrosivos, el 6061 es la opción más sencilla, salvo que los requisitos de resistencia lo descarten. Cuando sea necesario utilizar el 7075 o el 2024 en un entorno de este tipo, el tratamiento protector pasa a ser obligatorio, en lugar de opcional.

Mecanizabilidad

Las tres máquinas ofrecen un buen rendimiento según los estándares del aluminio, es decir, considerablemente mejor que el acero.

6061 Las máquinas funcionan de forma limpia y predecible. En el estado de templado T6, produce una buena formación de virutas y un buen acabado superficial. En estados de templado más blandos, puede resultar pegajoso.

7075 A menudo se considera el mejor método de mecanizado de los tres, ya que ofrece un excelente acabado superficial y virutas limpias.

2024 Además, se mecaniza bien y presenta buenas características de viruta.

Las diferencias entre ellos son tan pequeñas que la maquinabilidad por sí sola rara vez determina la elección. Lo que realmente importa es el coste, ya que los tres cortan a velocidades similares, lo que significa que la diferencia de precio entre ellos viene determinada por el coste del material y no por el tiempo de mecanizado.

Soldabilidad

Un claro factor diferenciador.

El 6061 es fácil de soldar mediante procesos estándar de soldadura de aluminio. La soldadura reduce la resistencia en la zona afectada por el calor, y el tratamiento térmico posterior a la soldadura la restaura cuando es necesario, pero la aleación está diseñada para ser soldada.

El 7075 no se considera soldable mediante procesos de fusión convencionales. Es propenso a agrietarse y las uniones soldadas no presentan propiedades fiables. Los ensamblajes de 7075 se fijan mecánicamente o se unen mediante adhesivos.

El 2024 tampoco es fácil de soldar por medios convencionales, por las mismas razones. El remachado es el método tradicional de unión en sus aplicaciones aeroespaciales.

Si tu diseño requiere soldadura, el 6061 es la opción más práctica de entre estas tres.

Respuesta sobre el anodizado

Los tres se someten a un proceso de anodizado, pero con resultados distintos.

El 6061 se anodiza bien y ofrece un acabado uniforme y atractivo. Es una opción habitual cuando el aspecto es importante.

7075 anodizado Sin embargo, un mayor contenido en zinc puede dar lugar a un aspecto ligeramente diferente, y la uniformidad del color entre lotes puede ser menos predecible.

2024 anodizados dado que el contenido en cobre influye en el resultado, lo que suele dar lugar a un acabado más oscuro que el del 6061.

En el caso de las piezas estéticas, en las que la uniformidad del color es importante, el 6061 suele ser la opción más segura. Nuestra guía sobre tipos de anodizado explica en detalle las opciones del proceso.

Precio y disponibilidad

El 6061 es el más barato De las tres, es la que se encuentra más fácilmente en el mercado, en la mayor variedad de formas y tamaños. La disponibilidad rara vez supone un problema en ningún sitio.

El 7075 cuesta bastante más y se comercializa en una gama más reducida de formatos.

2024 cuesta más que 6061 y la disponibilidad varía más según la región y el formato, sobre todo en el caso de las chapas revestidas.

La disponibilidad es un factor importante en la práctica. Un proveedor que tenga en stock el 6061 ofrece plazos de entrega más cortos que uno que importe el 7075 en un tamaño poco habitual, y esa diferencia puede compensar la diferencia en el coste del material en un pedido pequeño.

Resumen comparativo

Elegir entre ellos

Elige el 6061 cuando: si la pieza es de carácter estructural o mecánico general, si la exposición a la corrosión es un factor a tener en cuenta, si hay que soldarla, si el aspecto y la uniformidad del anodizado son importantes, o si el coste y la disponibilidad son prioritarios. Esto abarca la mayoría de las piezas de aluminio mecanizadas.

Elige el 7075 cuando: La relación resistencia-peso es realmente la limitación determinante; la pieza se fija mecánicamente en lugar de soldarse, y la exposición a la corrosión está controlada o la pieza estará protegida. Es habitual en estructuras aeroespaciales, componentes de alto rendimiento y utillaje.

Elige 2024 cuando: El comportamiento frente a la fatiga bajo cargas cíclicas es el requisito fundamental, normalmente en aplicaciones estructurales del sector aeroespacial, y la protección contra la corrosión se integra en el diseño.

Los estados de ánimo importan tanto como la aleación

La designación de la aleación por sí sola es insuficiente. El estado de templado, indicado por el sufijo, determina en gran medida sus propiedades.

T6 Se somete a un tratamiento térmico de solución y a un envejecimiento artificial; es el estado más habitual para las piezas estructurales mecanizadas, tanto en el 6061 como en el 7075.

T651 contribuye a aliviar las tensiones mediante el estiramiento, lo que reduce las tensiones internas y mejora la estabilidad dimensional durante el mecanizado. Para piezas que requieren una eliminación significativa de material, merece la pena especificar el T651, ya que se deforma menos.

T73 El 7075 sacrifica algo de resistencia mecánica a cambio de una resistencia a la corrosión bajo tensión considerablemente mayor.

T351 En 2024 se someterá a un tratamiento de solución, a un proceso de alivio de tensiones y a un envejecimiento natural.

Es importante hacer hincapié en el tratamiento de alivio de tensiones en las piezas mecanizadas. Cuando se retira material de una chapa que presenta tensiones internas, el material restante se deforma. En una pieza mecanizada a partir de una chapa gruesa con una gran eliminación de material, esta deformación puede superar la tolerancia. Especificar un estado de templado con alivio de tensiones la reduce considerablemente.

Otras calificaciones que conviene conocer

Las tres anteriores son las más habituales, pero no todas las aplicaciones se adaptan a ellas.

5052 ofrece una excelente resistencia a la corrosión y una buena conformabilidad, características habituales en el trabajo con chapa más que en el mecanizado.

6082 Es habitual en Europa como equivalente del 6061, con propiedades ligeramente diferentes.

2007 y 6262 Son calidades de fácil mecanizado que contienen aditivos que mejoran la rotura de virutas, adecuadas para piezas torneadas de gran volumen.

7050 Ofrece una resistencia similar a la del 7075, con una mayor resistencia a la corrosión bajo tensión en secciones de gran espesor.

Si ninguna de las tres opciones principales se ajusta del todo a tus necesidades, merece la pena hablar de alternativas con tu proveedor, ya que disponibilidad de material y el comportamiento durante el mecanizado varía de formas que influyen tanto en el coste como en el plazo de entrega.

Aspectos prácticos a tener en cuenta a la hora de especificar

Indica el estado de temple, no solo la aleación. El 6061 por sí solo es incompleto.

Ten en cuenta la necesidad de aliviar las tensiones en las piezas en las que se produce una gran eliminación de material, ya que la deformación durante el mecanizado es un problema habitual y que se puede evitar.

Comprueba la disponibilidad en el modelo y la talla que desees antes de cerrar el pedido. Si un perfil está disponible en forma de barra pero no en forma de chapa con el grosor que necesitas, el plazo de entrega podría alargarse varias semanas.

Comprueba si se requiere un certificado, y si está incluido en el presupuesto.

No especifiques una resistencia excesiva. El 6061 cubre la mayoría de las aplicaciones, y optar por el 7075, por motivos de precaución, supone un aumento del coste y conlleva limitaciones en cuanto a la corrosión y la soldadura.

Cómo obtener asesoramiento sobre el material adecuado para tu pieza

La selección del material está relacionada con la geometría, la tolerancia, el acabado y el volumen, y la elección adecuada a veces difiere de la que parece más obvia.

Elite Mold Tech fabrica estos tres grados, además de una amplia gama de otros materiales, con recomendaciones sobre los materiales que se facilitan como parte de la revisión de DFM antes de elaborar el presupuesto. Si envía un plano con los requisitos de su aplicación, se realizará una evaluación de los materiales que abarque la disponibilidad y las implicaciones en cuanto al mecanizado, en lugar de un presupuesto basado únicamente en el tipo de material especificado.

Preguntas frecuentes

P: ¿Es el aluminio 7075 más resistente que el 6061?

R: Bastante, sobre todo en el estado T6, por lo que se utiliza en aplicaciones en las que la relación resistencia-peso es fundamental. Es más caro, presenta una resistencia a la corrosión notablemente inferior y, en la práctica, no es soldable.

P: ¿Se puede soldar aluminio 7075?

R: No de forma fiable mediante soldadura por fusión convencional, ya que es propenso a agrietarse y las uniones soldadas no presentan propiedades fiables. Por ello, los conjuntos de 7075 se fijan mecánicamente o se unen mediante adhesivos.

P: ¿Qué tipo de aluminio es el más adecuado para el mecanizado CNC?

R: Los tres se mecanizan bien, aunque el 7075 suele ofrecer el mejor acabado. Dado que las velocidades de mecanizado son similares, la elección debería basarse en los requisitos de resistencia, corrosión y coste, más que en la maquinabilidad.

P: ¿Qué significa el sufijo «T6» o «T651»?

R: La designación T6 indica un tratamiento térmico en solución y un envejecimiento artificial. La designación T651 añade un proceso de alivio de tensiones mediante estiramiento, lo que reduce las tensiones internas y mejora la estabilidad dimensional durante el mecanizado con gran eliminación de material.

P: ¿Por qué el aluminio 2024 suele estar revestido?

R: Porque el aluminio sin recubrimiento de 2024 tiene una escasa resistencia a la corrosión. El recubrimiento consiste en adherir finas capas de aluminio puro a la superficie para protegerla, aunque el mecanizado elimina esa protección en las zonas donde se corta el material.