アルミニウムは、ビレットセクションから金属を形成および成形するのに理想的な機械的特性を備えているため、押出成形および形状プロファイルに非常に一般的に指定される材料です。アルミニウムの高い延性は、機械加工や成形プロセスで多くのエネルギーを費やすことなく、金属をさまざまな断面に簡単に成形できることを意味します。また、アルミニウムの融点は通常、通常の鋼の約半分です。これらの事実は、アルミニウム押出成形プロセスが比較的低エネルギーであり、工具や製造コストが削減されることを意味します。最後に、アルミニウムは重量比強度も高いため、産業用途に最適です。
押し出しプロセスの副産物として、ほとんど目に見えない細い線がプロファイルの表面に現れることがあります。これは押出成形中の補助ツールの形成の結果であり、これらの線を除去するために追加の表面処理を指定できます。プロファイルセクションの表面仕上げを改善するために、主な押出成形プロセスの後に、正面フライスなどのいくつかの二次表面処理操作を実行できます。これらの機械加工操作は、押し出されたプロファイルの全体的な表面粗さを低減することによって、表面の形状を改善し、部品のプロファイルを改善するように指定できます。これらの処理は、部品の正確な位置決めが必要な場合や合わせ面を厳密に制御する必要がある用途で指定されることがよくあります。
材質欄に6063-T5/T6や6061-T4などと表記されているのをよく見かけます。このマークの6063や6061はアルミ形材の銘柄、T4/T5/T6はアルミ形材の状態を表します。それでは、それらの違いは何でしょうか？
例: 簡単に言えば、6061 アルミニウム プロファイルは、高い靭性、優れた溶接性、耐食性を備え、強度と切断性能が優れています。 6063 アルミニウム プロファイルは、より優れた可塑性を備えているため、材料の精度を高めることができ、同時により高い引張強度と降伏強度を備え、より優れた破壊靱性を示し、高い強度、耐摩耗性、耐食性、高温耐性を備えています。
T4 状態:
溶体化処理 + 自然時効。つまり、アルミニウム プロファイルは押出機から押し出された後に冷却されますが、時効炉では時効されません。時効処理を行っていないアルミニウム形材は硬度が比較的低く、変形性に優れているため、後の曲げ加工などの変形加工に適しています。
T5 状態:
溶体化処理＋不完全人工時効処理、つまり押出後に空冷焼入れを行った後、時効炉に移し約200度で2～3時間保温します。この状態のアルミニウムは比較的硬度が高く、ある程度の変形性を有している。カーテンウォールで最もよく使用されます。
T6 状態:
溶体化処理+完全人工時効、つまり押出後の水冷焼入れ後、焼入れ後の人工時効はT5温度より高く、絶縁時間も長くなり、より高い硬度状態が得られ、状況に適しています。材料の硬度に対する要求が比較的高い。
さまざまな材料およびさまざまな状態のアルミニウム プロファイルの機械的特性の詳細を以下の表に示します。
降伏強度:
金属材料が降伏するときの降伏限界、すなわち微小塑性変形に耐える応力のことです。降伏が明らかでない金属材料については、0.2%の残留変形が生じる応力値が降伏限界として規定されており、これを条件降伏限界または降伏強さといいます。この制限を超える外力は、部品に永久的な故障を引き起こし、修復できなくなります。
抗張力：
アルミニウムがある程度降伏すると、内部結晶粒の再配列により、変形に抵抗する能力が再び増加します。この時点で変形は急速に進行しますが、応力が最大値に達するまでは応力の増加に応じて変形が増大するだけです。その後、変形に抵抗するプロファイルの能力は大幅に低下し、最も弱い点で大きな塑性変形が発生します。ここでの試験片の断面は急速に収縮し、ネッキングが発生して破断します。
ウェブスター硬度:
ウェブスター硬度の基本原理は、焼入れした特定の形状の圧力針を標準的なバネの力でサンプルの表面に押し込み、深さ 0.01MM をウェブスター硬度の単位として定義することです。材料の硬さは浸透の深さに反比例します。溶け込みが浅いほど硬度は高く、その逆も同様です。
塑性変形:
これは、自然に回復することができないタイプの変形です。エンジニアリング材料およびコンポーネントに弾性変形範囲を超えて荷重がかかると、永久変形が発生します。つまり、荷重が取り除かれた後、不可逆変形または残留変形が発生します。これが塑性変形です。
投稿日時: 2024 年 10 月 9 日
