알루미늄 합금 시리즈: 종류, 특성 및 용도

알루미늄의 고유한 특성으로 인해 알루미늄은 금속 제조 및 제조 분야에서 다용도로 활용되는 소재입니다:

알루미늄의 비중이 낮기 때문에(강철의 경우 7.85g/cm³에 비해 약 2.7g/cm³) 성형 작업 시 스프링백이 감소하여 보다 정밀한 성형이 가능하고 치수 정확도가 향상됩니다.

알루미늄은 가볍지만 무게 대비 강도가 높습니다. 일부 고강도 알루미늄 합금은 고급 강철의 비강도와 비슷하거나 이를 능가할 수 있으며, 질량을 줄이면서도 우수한 기계적 특성을 제공합니다.

알루미늄은 면 중심 입방체(FCC) 결정 구조가 특징인 우수한 가소성으로 인해 딥 드로잉, 스트레치 성형, 하이드로포밍 등 다양한 공정을 통해 복잡한 형상을 쉽게 만들 수 있습니다.

알루미늄은 스테인리스 스틸에 비해 일반적으로 절삭력이 낮고 칩 형성이 우수하여 가공성이 뛰어납니다. 또한 보호 산화물 층으로 인한 내식성과 함께 우수한 전기 전도성(구리의 약 60%)과 열 전도성(약 237W/m-K)을 자랑합니다.

아노다이징, 브러싱, 샌드블라스팅 등 알루미늄의 최신 표면 처리 기술은 알루미늄의 미적 매력과 기능적 특성을 크게 향상시켰습니다. 이러한 발전으로 인해 소비자 가전제품, 특히 스마트폰 케이스와 내부 부품에 널리 채택되고 있습니다.

알루미늄 합금은 주요 제조 방법에 따라 압연, 압출 또는 단조와 같은 공정을 통해 변형된 단조 합금과 주조 합금의 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다. 알루미늄 협회의 합금 지정 시스템은 알루미늄과 그 합금을 8개의 시리즈(1xxx~8xxx)로 분류하며, 각 시리즈는 특정 용도에 맞는 합금 원소와 특성을 가지고 있습니다.

알루미늄 합금 등급 표시

국제 알루미늄 합금 지정 시스템(일반적으로 4자리 시스템이라고도 함)은 업계에서 주요 합금 원소를 기준으로 알루미늄 합금을 분류하는 데 널리 사용됩니다. 이 시스템은 재료 특성 및 일반적인 용도에 대한 빠른 참조를 제공합니다:

1XXX: 순수 알루미늄 시리즈(최소 알루미늄 함량 99.00%)

• 예시 1050(99.5% Al), 1100(최소 99.0% Al)
• 특성: 우수한 내식성, 높은 전기 및 열 전도성

2XXX: 알루미늄-구리 합금 시리즈

• 예: 2014년(4.4% Cu, 0.8% Si, 0.8% Mn, 0.5% Mg)
• 특성: 높은 중량 대비 강도 비율, 열처리 가능, 항공 우주 분야에서 널리 사용됨

3XXX: 알루미늄-망간 합금 시리즈

• 예시: 3003(1.2% Mn, 0.12% Cu)
• 특성: 적당한 강도, 우수한 성형성, 우수한 내식성

4XXX: 알루미늄-실리콘 합금 시리즈

• 예시: 4032(12.2% Si, 1.0% Mg, 0.9% Ni, 0.9% Cu)
• 특성: 낮은 열팽창, 우수한 내마모성, 피스톤에 일반적으로 사용됨

5XXX: 알루미늄-마그네슘 합금 시리즈

• 예시: 5052(2.5% Mg, 0.25% Cr)
• 특성: 우수한 용접성, 해양 환경에서의 우수한 내식성

6XXX: 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 시리즈

• 예시 6061(1.0% Mg, 0.6% Si, 0.30% Cu, 0.20% Cr), 6063(0.7% Mg, 0.4% Si)
• 특성: 열처리 가능, 성형성 우수, 구조용 애플리케이션에 널리 사용됨

7XXX: 알루미늄-아연 합금 시리즈

• 예: 7075(5.6% Zn, 2.5% Mg, 1.6% Cu, 0.23% Cr)
• 특성: 알루미늄 합금 중 가장 높은 강도로 항공우주 및 고응력 응용 분야에 사용됨.

8XXX: 기타 알루미늄 합금

• 이 시리즈에는 위의 범주를 벗어나는 조성을 가진 합금 또는 덜 일반적인 합금 원소가 포함된 합금이 포함됩니다.
• 예: 포일 애플리케이션에 사용되는 8011(0.7% Fe, 0.7% Si)

8 알루미늄 및 알루미늄 합금 시리즈

1XXX 시리즈

가공 방법에 따라 알루미늄 합금은 변형 알루미늄 합금과 변형 알루미늄 합금으로 나눌 수 있습니다. 주조 알루미늄 합금의 일련 번호와 알루미늄 및 알루미늄 합금의 일련 번호는 주로 8가지 시리즈로 나뉩니다.

이 시리즈 중 1000 시리즈는 순도가 99.00% 이상으로 알루미늄 함량이 가장 높습니다. 1000 시리즈 알루미늄 플레이트의 마지막 두 자리는 해당 시리즈의 최소 알루미늄 함량을 결정합니다. 예를 들어 1050 시리즈의 마지막 두 자리는 50으로, 국제 브랜드 네이밍 표준을 충족하려면 알루미늄 함량이 99.5% 이상이어야 한다는 의미입니다.

1차 알루미늄은 성형성과 표면 처리 특성이 우수하고 내식성이 뛰어납니다. 하지만 순도가 높아질수록 강도가 떨어집니다.

휴대폰에 일반적으로 사용되는 것은 1050, 1070, 1080, 1085, 1100이며 간단한 압출 성형 (굽힘없이)을 수행하며, 그중 1050과 1100은 화학 모래, 광택, 안개, 일반 효과, 명확한 재료 선 및 좋은 착색 효과; 1080 및 1085 반사 알루미늄은 종종 밝은 단어, 안개 효과, 명확한 재료 선 없음에 사용됩니다.

첫 번째 알루미늄 시리즈는 비교적 부드러우며 주로 장식이나 실내 장식에 사용됩니다.

2XXX 시리즈

경도는 높지만 내식성이 낮은 것이 특징이며, 그 중 구리 함량이 가장 높습니다.

2000 시리즈 알루미늄 합금은 2024, 2A16, 2A02를 나타냅니다.

2000 시리즈 알루미늄 시트의 구리 함량은 약 3% ~ 5%입니다.

2000 시리즈 알루미늄 바는 항공에 속합니다. 알루미늄 소재구조용 재료로 사용되지만 현재 기존 산업에서는 자주 사용되지 않는 소재입니다.

3XXX 시리즈

3000 시리즈 알루미늄 바는 주로 망간으로 구성되어 있습니다.

3000 시리즈 알루미늄 합금의 대표적인 제품은 3003, 3105, 3A21 기반입니다.

망간 함량은 1.0%에서 1.5% 사이로 녹 방지 기능이 우수한 시리즈입니다.

액체 제품, 건축 공작물, 건설 도구, 모든 종류의 램프 부품, 시트 가공용 각종 압력 용기 및 파이프의 홈과 탱크로 자주 사용됩니다.

성형성, 용해성 및 내식성이 우수합니다.

4XXX 시리즈

일반적으로 실리콘 함량은 4.5%에서 6.0% 사이이며, 실리콘 함량이 높을수록 강도가 높습니다.

4000 시리즈 알루미늄 바는 4A01, 4000 시리즈 알루미늄 플레이트 는 실리콘 함량이 높은 시리즈에 속합니다.

건축 자재, 기계 부품에 속하는 응고 수축이 적습니다, 단조 재료용접 재료;

낮은 융점, 우수한 내식성, 내열성 및 내마모성.

5XXX 시리즈

5000 시리즈 알루미늄 바는 더 일반적으로 사용되는 합금 알루미늄 판 시리즈에 속하며 주요 요소는 마그네슘이며 마그네슘 함량은 3-5% 사이입니다.

5000 시리즈 알루미늄 합금은 5052, 5005, 5083, 5A05 시리즈를 나타냅니다.

알루미늄-마그네슘 합금이라고도 합니다.

주요 특징은 저밀도, 높은 인장 강도 및 높은 연신율입니다.

같은 면적에서 Al-mg 합금의 무게는 다른 시리즈보다 낮기 때문에 기존 산업에서 널리 사용됩니다.

휴대폰에 가장 많이 사용되는 5052는 중간 강도, 우수한 내식성, 용해도 및 성형성, 특히 높은 피로 강도, 우수한 해수 저항성을 가진 가장 대표적인 합금으로 고강도 제품을 만드는 데 자주 사용됩니다.

그러나 착색 효과는 이상적이지 않으므로 샌드 블라스팅 공정에 적합하며 화학 물질에는 적합하지 않습니다. 샌드 블라스팅, 안개 표면 등, 주로 주조 성형을 사용하여 압출 성형에 적합하지 않습니다.

6XXX 시리즈

6000 시리즈 알루미늄 합금은 주로 마그네슘과 실리콘을 함유한 6061을 나타내며, 4000 시리즈와 5000 시리즈의 장점을 통합합니다.

6061은 냉간 처리된 알루미늄 단조 제품으로, 높은 내식성과 내산화성이 요구되는 분야에 적합합니다.

사용성이 좋고 코팅이 쉬우며 가공성이 좋습니다.

6061 및 6063은 주로 휴대폰에서 사용됩니다.

6061의 강도는 6063보다 높습니다.

주조 성형은 더 복잡한 구조를 주조할 수 있으며 배터리 커버 등과 같은 스냅 부품으로 사용할 수 있습니다.

7XXX 시리즈

주로 아연을 함유하고 있으며 7000 시리즈 알루미늄 합금은 7075를 나타냅니다.

또한 항공 시리즈에 속합니다.

알루미늄 마그네슘 아연 구리 합금, 열처리 가능한 합금, 초경질 알루미늄 합금이며 내마모성이 우수합니다.

8XXX 시리즈

8011은 일반적으로 다른 시리즈에 속하는 8000 시리즈 알루미늄 합금에 사용됩니다.

대부분의 응용 분야는 알루미늄 호일이며, 알루미늄 막대 생산에는 일반적으로 사용되지 않습니다.