Aluminium 6061 vs. 7075: Welche Legierung eignet sich für Ihre CNC-Teile?

Was ist der Unterschied zwischen Aluminium 6061 und 7075?

Beide sind aushärtbare Aluminiumlegierungen, und bei MakeNow werden beide im Zustand T6 geliefert (lösungsgeglüht und warmausgelagert). Der Unterschied liegt im Hauptlegierungselement.

6061 ist mit Magnesium und Silizium legiert. Es ist das am weitesten verbreitete Allzweck-Aluminium für Frästeile. Es bietet ein ausgewogenes Verhältnis aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Zerspanbarkeit und Schweißbarkeit und ist als Platten, Stangen und Rohre leicht erhältlich.

7075 ist hauptsächlich mit Zink sowie mit Magnesium und Kupfer legiert. Dadurch gehört es zu den festesten gängigen Aluminiumlegierungen – mit einer Festigkeit nahe mancher Stähle bei etwa einem Drittel des Gewichts. Es wird seit Langem für hoch beanspruchte Flugzeugstrukturen eingesetzt. Der Preis für diese Festigkeit sind eine geringere Korrosionsbeständigkeit, schlechte Schweißbarkeit und höhere Materialkosten.

Kurz gesagt: 6061 ist der sinnvolle Standard, 7075 die Speziallegierung für Teile, bei denen jedes Gramm und jedes MPa zählt.

Wie unterscheiden sich 6061-T6 und 7075-T6 in ihren Eigenschaften?

Die folgenden Werte sind übliche typische Kennwerte für den Zustand T6. Die genauen Werte variieren leicht je nach Halbzeugform und Dicke – prüfen Sie daher das Datenblatt, wenn Ihre Konstruktion nahe an einem Grenzwert liegt.

Beachten Sie einen wichtigen Punkt: Der Elastizitätsmodul ist nahezu gleich. 7075 ist deutlich fester, aber kaum steifer. Wenn sich Ihr Teil zu stark durchbiegt, bringt ein Wechsel zu 7075 kaum etwas. Sie brauchen mehr Material oder eine bessere Form, etwa Rippen oder einen höheren Querschnitt. 7075 hilft, wenn das Teil plastisch verformt wird, reißt oder durch Ermüdung versagt.

Welche Legierung ist fester – und spielt das für Ihr Teil eine Rolle?

7075-T6 ist klar fester: etwa die 1.8-fache Streckgrenze und eine höhere Dauerfestigkeit als 6061-T6. Es ist außerdem härter und damit widerstandsfähiger gegen Dellen und Verschleiß.

In der Praxis sind die meisten Frästeile nicht durch die Festigkeit begrenzt, sondern durch die Steifigkeit, durch die nötige Größe für Schrauben und Funktionsmerkmale oder durch die Optik. Bei einem typischen Elektronikgehäuse, einer Sensorplatte oder einer Vorrichtung hat 6061 bereits eine große Sicherheitsreserve, und 7075 erhöht dann nur die Kosten ohne echten Nutzen.

7075 lohnt sich bei Teilen, die hoch belastet und gleichzeitig leicht sein müssen: Drohnen- und Roboterarme, hoch beanspruchte Halterungen, Schnellspannmechanismen, Fahrrad- und Sportkomponenten, Formen und Werkzeugplatten sowie Strukturteile nach Luftfahrtvorbild. Ein häufiger Fehler ist, 7075 „sicherheitshalber“ für ein Teil vorzuschreiben, das nie auch nur annähernd an die Grenzen von 6061 käme.

Wie schneiden sie beim Zerspanen, Eloxieren und Schweißen ab?

Zerspanung

Beide lassen sich im Zustand T6 sehr gut zerspanen. 7075 ist härter und ergibt daher etwas schärfere Kanten und eine sehr saubere Oberfläche, während 6061 bei feinen Details etwas schmieren kann. Für einen CNC-Betrieb ist keine der beiden schwierig, und beide halten die Standardtoleranz von MakeNow von ±0.05 mm ein.

Eloxieren

Beide lassen sich farblos, schwarz, rot, blau und in Sonderfarben eloxieren, Typ II oder Typ III. 6061 liefert in der Regel ein gleichmäßigeres, optisch ansprechenderes Ergebnis. 7075 lässt sich ebenfalls gut eloxieren, die Farben können jedoch leicht abweichen – kombinieren Sie beide Legierungen in einer Baugruppe, passen die Farbtöne womöglich nicht perfekt zusammen.

Schweißen

6061 ist gut schweißbar, auch wenn die Schweißzone etwas an Festigkeit verliert. 7075 gilt allgemein als ungeeignet für das Schmelzschweißen, da es zur Rissbildung neigt. Wenn Ihre Konstruktion geschweißt werden muss, wählen Sie 6061.

Korrosion

6061 hat eine gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit. 7075 ist empfindlicher, insbesondere gegenüber Spannungsrisskorrosion in bestimmten Umgebungen. Eloxieren schützt beide und wird für 7075-Teile im Außeneinsatz oder bei hoher Luftfeuchtigkeit dringend empfohlen.

Wie viel teurer ist 7075 als 6061?

Bei MakeNow beginnen CNC-Teile aus Aluminium ab $25 / Teil, und sowohl 6061 als auch 7075 sind im Sofortangebot verfügbar. 7075-Halbzeug ist teurer als 6061, daher kostet dieselbe Geometrie in 7075 mehr. Wie viel mehr, hängt davon ab, welcher Anteil des Preises auf das Material und welcher auf die Bearbeitungszeit entfällt. Bei kleinen Teilen mit vielen Merkmalen ist der Unterschied geringer, bei großen, einfachen Teilen aus großen Blöcken größer.

Zur Orientierung zeigen diese Beispielteile aus 6061 typische Preise: Eine gefräste Grundplatte mit Tasche beginnt ab $38.90, eine schwarz eloxierte Sensor-Montageplatte ab $46.50. Der genaue Preis für Ihr Teil wird – in beiden Legierungen – aus Ihrer Datei berechnet.

Am schnellsten entscheiden Sie, wenn Sie beide Preise sehen. Laden Sie Ihre STEP-Datei hoch und wechseln Sie zwischen 6061 und 7075, um den Preisunterschied für Ihr Teil zu sehen. Unser Ratgeber zu den Kosten der CNC-Bearbeitung erklärt die weiteren Preisfaktoren.

ab 38,90 USD

Gefräste Grundplatte · 10 cm

CNC-Fräsen · Aluminium 6061

ab 46,50 USD

Sensor-Montageplatte · 13 cm

CNC-Fräsen · 6061, schwarz eloxiert

Typische Einstiegspreise für die abgebildeten Teile. Ihr genauer Preis wird aus Ihrer eigenen Datei berechnet.

Wann sollten Sie 6061 wählen und wann 7075?

Wählen Sie 6061-T6, wenn

• das Teil ein Gehäuse, eine Abdeckung, eine Platte, eine Halterung, eine Vorrichtung oder ein Kühlkörper ist.
• die Steifigkeit und nicht die Festigkeit die Konstruktion bestimmt.
• das Teil geschweißt oder im Freien eingesetzt wird.
• Sie das optisch beste Eloxalergebnis wünschen.
• die Kosten eine Rolle spielen und die Belastungen moderat sind.

Wählen Sie 7075-T6, wenn

• das Teil hohe statische oder wiederholte (Ermüdungs-)Lasten trägt.
• das Gewicht bei gegebener Festigkeit so gering wie möglich sein muss.
• Sie eine härtere Oberfläche für Verschleiß- oder Dellenbeständigkeit benötigen.
• kein Schweißen erforderlich ist und Sie zum Korrosionsschutz eloxieren können.

MakeNow bietet außerdem 5083 an, eine nicht aushärtbare Legierung mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit, die häufig für Marineteile und geschweißte Platten verwendet wird. Ihre Festigkeit liegt unter der von 6061-T6 und 7075-T6.

Welche Fehler werden bei der Wahl zwischen 6061 und 7075 gemacht?

In der Praxis tauchen immer wieder dieselben Fehler auf:

• 7075 wählen, um ein Steifigkeitsproblem zu lösen. Wie oben gezeigt, ist der Modul nahezu gleich. Ein Teil, das sich in 6061 zu stark verformt, verformt sich in 7075 fast genauso.
• Korrosion bei 7075 ignorieren. Ein unbehandeltes 7075-Teil im Außeneinsatz oder in der Nähe von Salzwasser kann schneller korrodieren als erwartet. Eloxieren Sie es oder verwenden Sie 6061 bzw. 5083.
• Schweißen von 7075 einplanen. Schweißreparaturen oder geschweißte Baugruppen sollten von Anfang an in 6061 konstruiert werden.
• Legierungen in einer sichtbaren Baugruppe mischen. Wenn mehrere eloxierte Teile nebeneinander sitzen, fertigen Sie sie aus derselben Legierung, damit die Farbe übereinstimmt.
• Gewinde vergessen. Bei beiden Legierungen können geschnittene Gewinde in dünnen Querschnitten bei häufiger Montage ausreißen. Für Teile, die oft geöffnet werden, sollten Sie Gewindeeinsätze in Betracht ziehen.

Wer diese Punkte vor der Bestellung prüft, spart sich meist eine spätere Überarbeitung.

Was sollten Sie auf Ihrer Zeichnung angeben?

Geben Sie immer Legierung und Werkstoffzustand an, zum Beispiel „6061-T6“ oder „7075-T6“, nicht nur „Aluminium“. Wenn Sie eine Eloxierung benötigen, nennen Sie Typ (II oder III) und Farbe, und kennzeichnen Sie alle Flächen, die blank bleiben müssen, etwa elektrische Kontaktflächen.

Setzen Sie enge Toleranzen nur für Merkmale, die wirklich zusammenpassen müssen, und belassen Sie den Rest bei Standard. Wie das geht, erklärt unser Ratgeber zu Toleranzen. Mehr zu Materialien, Oberflächen und Möglichkeiten finden Sie auf der Seite zur CNC-Bearbeitung von Aluminium.

Wenn Sie noch unsicher sind, beginnen Sie mit 6061. Es ist für die meisten Teile die sicherere und günstigere Wahl, und Sie können später auf 7075 wechseln, falls Tests zeigen, dass das Teil mehr Festigkeit braucht.

Häufige Fragen