アルミニウム合金材料の一般的な主要パラメータ

アルミニウム合金がなぜ製造業で人気があるのか、不思議に思ったことはありませんか?この記事では、アルミニウム合金を必要不可欠なものにしている重要なパラメータについて掘り下げます。密度や熱伝導率のような基本的な特性から化学組成に至るまで、なぜこれらの材料が航空産業から家電製品まで幅広い産業で好まれるのかを明らかにします。また、異なる合金タイプがどのように特定の用途に合わせて調整され、強度、耐久性、効率性を保証しているのかを学ぶことができます。この包括的なガイドは、アルミニウム合金とその現代工学における重要な役割についての理解を深めることをお約束します。

アルミニウム合金材料の一般的な主要パラメータ

目次

I. 材料パラメータ

1.アルミニウムの基本的性質

アルミニウムは銀白色で、湿度の高い空気中で保護酸化皮膜を形成し、金属の腐食を防ぐことができる。比重は2.7g/cm2である。3融点660℃、沸点2327℃で軽量。また、電気伝導性、熱伝導性、反射率、耐酸化性にも優れている。

2.アルミニウムの関連特性

密度

アルミニウムは密度が2.7g/cmと小さく、比較的柔らかいが、硬質アルミニウム、超硬質アルミニウム、防錆アルミニウムなど様々なアルミニウム合金を作ることができる、 鋳造アルミニウム等々。これらのアルミニウム合金は、航空機、自動車、列車、船舶などの製造業で広く使用されています。

熱伝導率

アルミニウムは熱伝導性に優れ、その熱伝導率は鉄の3倍である。産業界では、アルミニウムは様々な熱交換器、放熱材料、調理器具などの製造に使用することができます。

延性

延性が良く(延性は金、銀に次ぐ)、100℃~150℃で0.01mmより薄いアルミ箔を作ることができる。これらのアルミ箔は、タバコやキャンディーなどの包装に広く使用されているほか、アルミワイヤーやアルミ棒に加工したり、圧延して様々なアルミ製品に加工することができます。

電気伝導率

銀と銅に次ぐ。導電率は銅の2/3だが、密度は銅の1/3しかない。そのため、同じ量の電気を送るには、アルミ線の質量は銅線の半分で済む。アルミニウムの表面にある酸化皮膜は、耐腐食性があるだけでなく、ある種の絶縁性も持っています。そのため、アルミニウムは電気製造業、電線・ケーブル産業、ラジオ産業など幅広い用途で使用されている。

3.化学組成

アルミニウム合金製シェルには6シリーズ合金が使用されることが多く、アルミニウム含有量は一般的に80%以上、大半は85%~90%である。

アルミニウム合金化学成分表
AL1/純アルミニウムシリーズ1シリーズの純アルミニウムのアルミニウム含有量は99%以上です。1050のようなアルミニウム含有量が最も低いシリーズは、アルミニウム含有量が99.5%です。製造工程は比較的簡単で、価格も比較的安価です。従来の産業で最も一般的に使用されているシリーズです。
AL-Cu2/アルミニウム銅合金シリーズ2-シリーズ・アルミニウム 合金は2024、2A12(すなわちLY12)を表す。2シリーズ アルミ板 は、硬度が高く、強度が非常に高く、切削加工性に優れるが、耐食性に劣るという特徴がある。中でも銅元素の含有量が最も多く、約3~5%である。2系アルミニウム材は航空用アルミニウム材に属し、価格は比較的高い。
AL-Mn3/アルミニウム-マンガン合金シリーズ3系アルミニウム合金は主に3003と3A21を表す。3系はマンガンを主成分とし、その含有量は1.0~1.5です。防錆能力が高く、良好な成形性、高耐食性、優れた耐食性を必要とする部品の加工に使用されます。 溶接性.
AL-Mg5/ アルミニウム・マグネシウム合金5系アルミニウム合金は5052、5083、5A06を表します。マグネシウムを主成分とし、マグネシウム含有量は3-5%です。アルミニウムマグネシウム合金とも呼ばれます。主な特徴は、密度が低く、引張強度が高く、伸びが大きく、耐食性に優れていることです。 疲労強度しかし、強化のための熱処理はできない。同じ面積では、アルミニウムマグネシウム合金の重量は他のシリーズよりも低く、従来の産業で広く使用されています。
AL-Mg-Si6/アルミニウム-マグネシウム-シリコン合金6シリーズアルミ合金は6061、6063、6082を表し、主にマグネシウムとケイ素元素を含む。6系は熱処理可能な強化合金で、成形性、溶接性、機械加工性に優れ、強度も中程度です。後 アニール耐食性、耐酸化性が要求される用途に適している。使い勝手が良く、コーティングが容易で、加工性も良い。
AL-Zn7/ アルミニウム亜鉛合金7シリーズアルミ合金は7075を代表し、主に亜鉛元素を含む。また、航空シリーズに属し、アルミニウム-マグネシウム-亜鉛-銅合金で、熱処理可能な合金であり、超硬質アルミニウム合金に属し、耐摩耗性が良い。溶接性も良いが、耐食性は劣る。このシリーズの中では 7075-T651 アルミニウム合金は特に優れており、アルミニウム合金の中でも最高の製品として知られている。また、この合金は機械的特性や陽極反応も良好です。

産業面では アルミプロファイル現在、最も広く使用されているのは6063と6061材です。この2つのアルミニウム合金材料は、工業分野で最も使用されています。 アルミニウム材料.6063は柔らかく、特に切断と加工性能が優れている。 表面処理6061よりも優れているので、アルミシェルの製造にはこの材料を選ぶべきです。

01 6063アルミニウム合金 化学組成

  • アル:残り
  • シリコン:0.20~0.60
  • 銅:0.10
  • Mg:0.45~0.9
  • 亜鉛:0.10
  • Mn:0.10
  • チタン:0.10
  • Cr:0.10
  • 鉄:0.35

シングル:0.05 合計:0.15

02 6063アルミニウム 合金硬度

8-12HW、引張強さ≥205mpa、降伏応力≥170mpa、伸び率≥7%の間。

03 6063アルミニウム合金プロファイル特性

正確な寸法、高強度、酸化着色とスプレー表面処理後、外観は滑らかで、美しく、エレガントな色、快適な手触り、良好な耐食性を持っています。

プロフィールの肉厚GB5237.1~5237.6-2004、GB/T6892規格に準拠

パフォーマンス指標GB5237.1~5237.6-2004、GB/T6892規格に準拠

II. アルミニウム合金シェルの分類パラメータ

01 アダプター・アルミニウム・シェル

消費者コストの削減、社会資源の節約、電子廃棄物の削減に顕著な役割を果たしている。しかし、この規格の実施中に、USB充電に対応していないアダプタシェルがあるなど、いくつかの問題が生じている。この規格を施行すると、電圧レギュレーターの損傷や充電中の接続率低下につながる可能性がある。

02 電源アルミシェル

一般的に、シェルはプラスチックゴム製で、断熱効果がある。シェルの品質は消費者の安全性にも関係する。高品質なシェルは良好な絶縁性と防水性を提供できるが、低品質のシェルは機械の正常な使用に影響を与えるだけでなく、消費者の安全を危険にさらすこともある。では、どの電源シェルがより安全なのだろうか?答えは間違いなく、高品質で保証された素材から作られたシェルである。

03 防水電源シェル

主に、アルミシェルはプラスチック材料の射出成形によって生産される。防水性が高く、丈夫で、水が染み込みにくく、顧客のニーズによく応えられる。

III.表面処理プロセスの共通パラメータ

01 サンドブラスト

高速砂流の衝撃によって金属表面を洗浄し、粗面化するプロセス。このアルミ部品の表面処理方法は、ワークピース表面にある程度の清浄度と異なる粗さを与え、ワークピース表面の機械的特性を向上させ、それによってワークピースの耐疲労性を高め、ワークピースと塗膜との密着性を高め、塗膜の耐久性を延ばし、塗膜のレベリングと装飾を容易にすることができる。

02 ブラッシング

アルミ板にサンドペーパーで何度も線を削る製造工程。ブラッシングは直線ブラッシング、ランダムラインブラッシング、スパイラルラインブラッシング、糸ブラッシングに分けられる。ブラッシング加工は、金属の微細な軌跡のひとつひとつを鮮明に見せることができ、金属をマットで繊細な毛のような光沢に仕上げ、ファッション性と技術性を両立させる。

03 陽極酸化処理

金属または合金の電気化学的酸化を指す。特定のプロセス条件および対応する電解液中で、アルミニウムおよびその合金は、印加電流の影響によりアルミニウム製品(陽極)上に酸化皮膜を形成する。

アルマイト加工は、次のような欠点を解決するだけではない。 アルミ表面 硬度と耐摩耗性だけでなく、アルミニウムの寿命を延ばし、美観を向上させます。アルミニウムの表面処理には欠かせないものとなっており、現在最も広く使用され、成功を収めているプロセスである。

アルマイト処理はアルミニウム合金のケーシングに使われる一般的なプロセスで、高温耐性、紫外線、酸化皮膜に関するパラメータが重要である。

1) 高温耐性

アルマイト皮膜は絶縁性と耐熱性に優れている。これは、アルマイト皮膜の熱伝導率が純アルミニウムよりはるかに低いからです。純アルミニウムが660℃しか耐えられないのに対し、アルマイト皮膜は1500℃前後の温度に耐えることができる。

陽極酸化アルミニウム合金と非陽極酸化アルミニウム合金の違いは、電解液と接触した外側の酸化皮膜の化学溶解にある。アルミニウム表面の酸化物生成速度と化学溶解速度が徐々に釣り合うとき、酸化皮膜はこれらの電解パラメーター下で最大厚さに達することができる。

硫酸電解液では、酸化温度が高いほど、得られる皮膜層の熱安定性が高くなる。硫酸電解液にホウ酸またはホウ酸とグリセリンを添加すると、酸化温度を40℃(好ましくは39℃以下)まで高めることができる。

この処方の場合、得られた酸化皮膜層は、温度が29℃の場合、130℃でもクラックが入らず、温度が35℃の場合、耐熱性は150℃以上(皮膜層の試験厚さは約7ミクロン)に達する。また、弱アルカリ酸化処理を施した場合、その皮膜層の耐熱性は硫酸アルマイト皮膜よりも高くなる。

2) 紫外線

国際標準分類では、陽極酸化紫外線は表面処理とメッキ、着色金属を含む。以下は、アルマイト紫外線に関する国際標準化機関の規格である:

ISO 6581:2018
アルミニウムおよびその合金の陽極酸化処理 - 着色陽極酸化皮膜の耐光性および耐熱性の測定

ISO 6581:2010
アルミニウムおよびその合金の陽極酸化 - 着色陽極酸化皮膜の耐紫外線性および耐熱性の測定

ISO 6581:1980
アルミニウムおよびその合金の陽極酸化 - 着色陽極酸化皮膜の耐紫外線性の測定

アルミニウム合金は、高強度、低密度、強力な電気および熱伝導性、優れた機械的特性、および良好な機械加工性を有する。アルマイト処理後、アルミニウムとその合金の表面は、自然の酸化皮膜よりもはるかに厚い緻密な皮膜層を得ることができ、金属表面の耐食性を向上させます。金属に自然な光沢、滑らかな質感、美しさを与えるとともに、頑丈な皮膜を形成します。アルマイト表面処理は、どんな色にも対応でき、厳しい気象条件や有害な紫外線からのダメージを防ぐことができます。

3) 酸化膜

a.陽極酸化皮膜は2層構造である。内層は高純度アルミナ(Al2O3)の緻密で薄いガラス状の膜で、厚さは約0.01~0.05mm、硬度は高い。外層は水和アルミナ(Al2O3-H2O)の膜。
b.酸化皮膜は多数の細孔を有し、その形状は円錐形の毛細管状で、細孔径は内側から外側に向かって大きくなっている。そのため、吸着能力に優れ、様々な色に染まりやすく、装飾機能を高める。塗料との密着性が強く、塗装の下地層に適している。耐食性を向上させるためには、気孔封孔処理を行う必要がある。
c.酸化膜は絶縁体である。膜厚が1μmのときの耐圧は25V。純アルミニウム酸化膜の抵抗率は109Ω/cm。2.
d.酸化皮膜は耐熱性に優れ、1500℃まで耐えられる。熱伝導率は金属より低い。

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シェーン
著者

シェーン

MachineMFG創設者

MachineMFGの創設者として、私は10年以上のキャリアを金属加工業界に捧げてきました。豊富な経験により、板金加工、機械加工、機械工学、金属用工作機械の分野の専門家になることができました。私は常にこれらのテーマについて考え、読み、執筆し、常にこの分野の最前線にいようと努力しています。私の知識と専門知識をあなたのビジネスの財産にしてください。

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