¿Qué es el aluminio 7021?
El 7021 es una aleación Al-Zn-Mg tratable térmicamente de la familia 7xxx, registrada como EN AW-7021 (AlZn5.5Mg1.5) y como UNS A97021. Es el grado 7xxx al que recurrir cuando la pieza debe mantener tolerancia a través de un mecanizado intenso, o debe ser soldada y aún así alcanzar una clase de resistencia 7xxx — dos cosas que el 7075 no puede hacer.
El compromiso que hace es el cobre. El 7075 contiene 1,2–2,0 % de cobre, lo que le proporciona su resistencia máxima y le cuesta soldabilidad y rendimiento frente a la corrosión bajo tensión. El 7021 limita el cobre al 0,25 %, renuncia a aproximadamente el 30 % de esa resistencia, y a cambio se mecaniza limpiamente, permanece plano en cortes profundos y puede soldarse por fusión — una combinación que el resto de la familia 7xxx no ofrece.
Composición Química del 7021
Los límites a continuación son los valores registrados según EN 573-3. Un rango fuera de ellos en un certificado provino de una norma diferente, no de un 7021 diferente.
| Elemento | Peso % | Papel |
| Silicio (Si) | 0,25 máx. | Límite de impurezas |
| Hierro (Fe) | 0.40 máx. | Límite de impurezas |
| Cobre (Cu) | 0,25 máx. | Techo que mantiene la aleación soldable |
| Manganeso (Mn) | 0,10 máx. | Límite de impurezas |
| Magnesio (Mg) | 1.2 - 1.8 | Elemento endurecedor |
| Cromo (Cr) | 0,05 máx. | Límite de impurezas |
| Zinc (Zn) | 5.0 - 6.0 | Elemento de refuerzo principal |
| Titanio (Ti) | 0,10 máx. | Refinador de grano |
| Circonio (Zr) | 0.08 - 0.18 | Eleva la temperatura de recristalización; favorece la soldabilidad |
| Otros, cada uno / total | 0.05 / 0.15 | — |
| Aluminio (Al) | Resto | Metal común |
Solo tres filas son adiciones deliberadas — zinc, magnesio y circonio; todos los demás elementos son un techo de lo que puede estar presente. El cobre es la fila que debe verificarse primero, porque este grado lo limita al 0,25 %. El aluminio se registra como el remanente, no como un rango fijo.
Propiedades mecánicas según el estado de templado
El 7021 se solicita principalmente en T6 y T651. La EN 485-2 cubre chapa, fleje y placa; la EN 755-2 cubre barra extruida, tubo y perfiles.
| Propiedad | Valor | Condición |
| Resistencia a la tracción, Rm | 400 MPa mín (≈410 MPa típico) | T6, chapa y placa, EN 485-2 |
| Límite elástico, Rp0,2 | 350 MPa mín | T6, chapa y placa, EN 485-2 |
| Alargamiento, A / A50 | 10 % mín / 8 % mín | T6, chapa y placa, EN 485-2 |
| Dureza | ≈120 HBW | T6 |
| Propiedad física | Valor |
| Densidad | 2,80 g/cm³ |
| Módulo elástico | 70 GPa |
| Conductividad térmica | 125 – 155 W/m·K |
| Expansión térmica | 23 µm/m·K |
Un límite elástico de 350 MPa es aproximadamente un 27 % superior al 6061-T6 y alrededor de un 30 % inferior al 7075-T6 — un grado 7xxx genuino sin ser uno de resistencia máxima. La conductividad térmica aporta el otro dato comercialmente decisivo: 125–155 W/m·K es lo que permite que un molde de aluminio cicle más rápido que uno de acero.
Los espesores delgados superan el mínimo de la placa — la chapa de calidad para anodizado de 1,5 a 3 mm se ensaya habitualmente a 460–480 MPa para T6 y T651. Lea los mínimos de la EN 485-2 como valores de diseño y las cifras de espesores delgados como rendimiento de laminación; el certificado de su colada decide cuál aplica.
Dónde se Utiliza la 7021
Tres grupos de aplicación concentran la mayor parte del grado, y cada uno se deriva de la misma propiedad — baja tensión residual en la placa, más facilidad de mecanizado.
Moldes y Placas Portamoldes
El mercado principal. Los moldes de inyección y soplado, el termoconformado y los utillajes de transferencia de resina utilizan placas de cavidad de 7021, al igual que las placas base y las mesas de fijación de máquinas. La baja tensión interna es la razón: una cavidad profunda mantiene su forma en lugar de deformarse a medida que se retira material, y el argumento contra el utillaje de acero es el tiempo de ciclo más que la resistencia.
Componentes Mecanizados e Hidráulicos
Los bloques de distribución, cuerpos de válvula, placas de montaje y componentes de accionamiento utilizan el mismo comportamiento de corte — virutas cortas, acabado limpio, vida de herramienta que se mantiene en series largas. Donde el corte es profundo o asimétrico, especifique T651.
Conjuntos soldados
El 7021 es una de las pocas aleaciones Al-Zn-Mg que pueden soldarse por fusión, lo cual se deriva del techo de cobre y la adición de circonio. Donde una pieza necesita resistencia 7xxx y una unión soldada, esa es la razón por la que se especifica el grado. En estructuras soldadas de gran volumen, 7005 o 7020 suele ser la ruta más económica.
Opciones de Temple de la 7021
El 7021 se suministra en tres condiciones, cada una abordando un requisito de procesamiento diferente.
| Temple | Tratamiento | Clase de resistencia | Lo mejor para | Evitar cuando |
| T6 | Solución tratada térmicamente y envejecida artificialmente | Mínimos EN 485-2 | Moldes, piezas estructurales generales y soldadas suministradas listas para usar | Mecanizado profundo donde la tensión residual es importante |
| T651 | T6 más un estirado controlado de alivio de tensiones de 1–3 % | Misma clase que T6 | Piezas intensamente mecanizadas: cavidades profundas, cortes asimétricos, planitud estricta | No necesario donde solo se realiza recorte ligero o taladrado |
| T62 | Tratada en solución y envejecida después del conformado o fabricación | Equivalente a T6 | Conjuntos envejecidos como pieza terminada en lugar de suministrados envejecidos | Pedido de material en bruto — especifique T6 o T651 |
7021 vs 7075 vs 6061
Estas tres aleaciones cubren la mayoría de las decisiones sobre aluminio de alta resistencia.
| Propiedad | 7021-T6 | 7075-T6 | 6061-T6 |
| Resistencia a la tracción | 400 MPa mín (≈410 típico) | 572 MPa típico | 310 MPa típico |
| Límite elástico | 350 MPa mín | 503 MPa típico | 276 MPa típico |
| Alargamiento | 10% mín | ~11% | 12–17% |
| Densidad | 2,80 g/cm³ | 2,81 g/cm³ | 2,70 g/cm³ |
| Tensión residual / estabilidad | Muy baja; grado de placa de utillaje | Alta; se mueve durante el mecanizado pesado | Moderado |
| Maquinabilidad | Excelente; virutas cortas, buen pulido | Bien | Bien |
| Soldabilidad | Bueno, con MIG/TIG cualificado y material de aporte 5356 o 5183 | No recomendado para soldadura por fusión | Excelente, todos los procesos comunes |
| Resistencia a la corrosión | Moderada; necesita recubrimiento o anodizado | Limitada; necesita recubrimiento o revestimiento | Bien |
| Aplicaciones típicas | Moldes, placa de utillaje, piezas mecanizadas e hidráulicas, conjuntos soldados | Piezas mecanizadas de alta tensión, estructura de fuselaje | Fabricación general, marina, arquitectura |
La columna 7021 es el mínimo de EN 485-2; las columnas 7075 y 6061 son valores típicos publicados. Compare el orden de magnitud en lugar de los decimales, y confirme las cifras que aplican a su propia forma y espesor en el certificado del laminador.
Trabajar con 7021
Mecanizado
El mecanizado es la razón por la que existe este grado, y el 7021 rinde en lo más alto del rango para una aleación 7xxx. Las virutas se rompen cortas, el acabado superficial es limpio, y el utillaje de carburo a velocidades de husillo moderadas a altas resiste bien. El acero rápido sirve para características poco profundas, pero el carburo es donde reside la economía.
Para cavidades profundas, cortes asimétricos o tolerancias de planitud ajustadas, especifique T651 en lugar de T6. El estirado de alivio de tensiones se aplica antes de cortar, de modo que la placa no se alivia deformándose a mitad del trabajo. Para recorte, taladrado y fresado ligero, el T6 es suficientemente estable.
Soldadura
El 7021 puede soldarse por fusión, y ese es el factor diferenciador — se deriva del límite de cobre y de la adición de circonio. El material de aporte es un grado 5xxx, 5356 o 5183, que mantiene suficiente magnesio en el baño para resistir el agrietamiento por solidificación.
Más allá de la elección del material de aporte, es una cuestión de procedimiento más que de material: el fabricante debe cualificar el procedimiento de soldadura para esta aleación en lugar de heredar uno escrito para un trabajo con 6xxx. Espere que la soldadura, no el metal base, sea la característica limitante de la resistencia, y dimensione la sección en consecuencia.
Protección contra la corrosión
Como la mayoría del aluminio rico en zinc, el 7021 tiene resistencia a la corrosión moderada y necesita protección para servicio exterior o húmedo. Tres enfoques cubren la mayoría de los casos.
- Anodizado. El anodizado con ácido sulfúrico construye una barrera de óxido controlada. Espere que la capa sea menos uniforme que en una aleación 6xxx, y confirme la clase de acabado en una muestra antes de liberar una pieza decorativa.
- Sistemas de pintura. El recubrimiento de conversión, la imprimación epóxica y una capa superior de poliuretano es la construcción industrial estándar. La preparación de la superficie es lo que determina si el recubrimiento permanece.
- Diseñe para el drenaje. Evite cavidades, rendijas y caras planas orientadas hacia arriba donde se acumule agua. Las decisiones de geometría previenen más corrosión que la que cualquier recubrimiento repara.
Límite de temperatura de servicio
El 7021 está endurecido por precipitación, por lo que su resistencia depende de que la fase de endurecimiento permanezca tal como fue envejecida. El servicio continuo por encima de aproximadamente 100–120 °C comienza a sobreenvejecer el temple y reduce la resistencia de prueba, mientras que excursiones cortas hasta aproximadamente 200 °C son tolerables sin constituir una calificación de diseño.
El circonio ralentiza el proceso en comparación con el 7075, pero ninguna de las dos aleaciones es una elección para alta temperatura. Para calor sostenido, considere un grado resistente al calor.
Ventajas y limitaciones de un vistazo
| Factor | Ventaja | Limitación |
| Estabilidad durante el mecanizado | Tensión residual muy baja; grado de placa de utillaje | — |
| Maquinabilidad | Virutas cortas, acabado limpio, buena pulibilidad | Especifique T651 para eliminación de material profunda o desigual |
| Fuerza | Mínimo de prueba de 350 MPa en T6 — una auténtica clase 7xxx | ~30% por debajo del 7075-T6, donde gobierna la resistencia de prueba |
| Soldabilidad | Una de las pocas aleaciones 7xxx que puede soldarse por fusión | Necesita su propio procedimiento cualificado; cierta pérdida en la zona afectada por el calor es inevitable |
| Resistencia a la corrosión | Adecuado una vez anodizado o pintado | La aleación desnuda no es adecuada para servicio húmedo o marino sin protección |
| Conductividad térmica | 125–155 W/m·K; ciclado de molde más rápido que el acero | — |
| Temperatura de servicio | Estable hasta aproximadamente 100–120 °C | No es una aleación para alta temperatura |
| Disponibilidad | Estándar en placa y barra, además de formas extruidas | Menos ampliamente almacenado que el 6061; confirme antes de diseñar en torno a él |
Vía/No vía
Utilice estos umbrales para decidir si el 7021 pertenece al diseño antes de compararlo con cualquier otra cosa.
Elija 7021 cuando:
- La pieza es un molde, placa de cavidad o placa de utillaje que debe permanecer plana a través de cortes profundos o desiguales — especifique T651 donde la eliminación de material sea pesada o asimétrica.
- La pieza debe soldarse y necesita resistencia de nivel 7xxx que el 6061 no puede proporcionar.
- Desea un ciclado de molde más rápido que el acero, respaldado por una conductividad térmica de 125–155 W/m·K.
- El coste de mecanizado por pieza importa más que el último pequeño porcentaje de límite elástico.
Evite el 7021 cuando:
- La resistencia máxima determina el diseño y no se suelda nada — 7075-T6 aporta aproximadamente un 30% más de límite elástico, lo que resuelve piezas mecanizadas atornilladas y remachadas.
- Un límite elástico de 276 MPa es suficiente — 6061-T6 aporta resistencia a la corrosión sin coste adicional, soldadura fácil y una disponibilidad mucho más amplia, y la estabilidad importa menos donde los cortes siguen siendo ligeros.
- La pieza permanecerá sin protección en servicio húmedo, marino o químico — recurra a una aleación 5xxx o 6xxx en su lugar.
- El servicio continuo transcurre por encima de aproximadamente 120 °C, donde el sobreenvejecimiento erosiona el temple.
- La pieza requiere conformado severo después del envejecimiento — el 7021-T6 no es una aleación para conformado; conforme en temple O y aplique tratamiento térmico después.
- No hay nada que mecanizar ni soldadura que realizar — las ventajas de la aleación no tienen dónde aplicarse.
Conclusión
El 7021 ocupa un lugar específico dentro de la familia 7xxx. Renuncia a aproximadamente 30% del límite elástico del 7075 y a su rendimiento frente a la corrosión derivado del cobre, y a cambio se mecaniza con limpieza, mantiene su forma a través de cortes severos y puede soldarse — una combinación que ninguna otra aleación 7xxx ofrece en un paquete tan similar. Eso merece la pena pagarlo en una cavidad de molde, un bloque de distribución o una placa mecanizada grande, y no merece la pena pagarlo en una pieza donde la carga de diseño es lo único que importa.
Suministramos 7021 en T6 y T651 como placa, barra, tubo y bloque, con un MTC en cada pedido. Nuestro mecanizado CNC, soldadura y anodizado internos cubren las etapas de mecanizado y unión para las que normalmente se especifica este grado, y los tamaños personalizados con MOQ bajo se producen bajo pedido.
Envíenos su plano, forma y temple, y le confirmaremos qué podemos suministrar conforme a la norma que indique.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el pedido mínimo para placa de 7021 y qué plazo de entrega debo prever?
Los tamaños fabricados según plano son producción personalizada con MOQ bajo, típicamente de 10 a 60 días según la forma, el temple y la cantidad. Los tamaños estándar de placa y barra se envían desde stock.
¿Qué documentos acompañan a un pedido de 7021?
Un certificado de ensayo de fábrica que reporta la química y los resultados mecánicos de la colada, incluido con cada envío. Cuando un proyecto requiere verificación independiente, los informes de SGS pueden gestionarse bajo petición con un coste adicional de ensayo.
¿Pueden mecanizar placas de molde de 7021 y suministrar piezas terminadas?
Sí — las placas de cavidad, los bloques de distribución y las placas de utillaje se mecanizan internamente, por lo que el material y el mecanizado se cotizan conjuntamente.
¿Puede el 7021 sustituir al 7075 en un diseño de molde existente?
Solo si el diseño no está limitado por resistencia. El 7021 renuncia a aproximadamente 30% del límite elástico del 7075, por lo que una cavidad dimensionada con los espesores de pared del 7075 necesita reverificación. Donde el tiempo de mecanizado, la planitud y la soldabilidad impulsan la elección en lugar de la resistencia máxima, el cambio normalmente compensa.
