알루미늄가공 전문
알루미늄의 일반적인 특성
(1) 가공경화
Al 합금은 순 Al에 합금 원소가 첨가되어, 여기에 가공 경화 및 열처리에 의해
강도가 향상된다.
비열처리 합금에는 각각 Mn, Si, Mg 등이 첨가되어 H 시리즈의 특별 기호가 붙은
가공 경화의 정도에 따라 일정한 강도가 얻어진다.
(2) 열던도도, 전기전도도
Al 합금의 열전도도는 Cu 보다 낮지만, 강의 4~5배가 되기 때문에 국부가열이 곤란하다.
(3)열팽창, 응고 수축율
Al 합금의 선팽창 계수는 강의 약 2배이다. 따라서 용접 변형이 발생하기 쉽고, 더욱이 응고 수축율이 강의 약 1.5 배이기 때문에 합금합금에 따라서는 응고 균열이 발생하기 쉽다.
(4) 산화성
Al 합금은 상당히 산화하기 쉽고, 실온에서도 공기중의 산소와 반응하여50~100Å
두께의 산화 알루미늄을 그 표면에 생성한다.
이 산화Al의 융점은2270~3070K의 고온으로 일반적인Arc 용접시에는 용융되지 않은 산화 피막에 의해Al합금 상호의 융합이 방해를 받게된다. 또 이 산화물의 비중이3.75~4.0으로Al합금에 비해 크기 때문에 용융금속의 아래 부분에 깔리게 되고 더욱이 이 산화물의 결정수가 분해하여 수소를 방출하기 때문에 용접 금속에 기공이 형성되어 건전한 용접부가 얻어지지 않는다. 따라서Al 합금의 용접에서는 이들 산화물 을 미리 제거하여 용접에 임하여야 한다.
알루미늄소재 소개
(1) 각재(SQUARE BAR)
Materrial: 6061, 2024, 7075
(6061)Standard: 5(T)x20.21 ~ 100Tx100
(6061)Large: 65(T)x125 ~ 171Tx171
(6061)Extra Lage: 200(T)x200, 300(T)x300, 355.6(T)x355.6
(2024,7075)Standard: 20(T)x20 ~ 161(T)x161
Length: 2,000mm
Temper: T6
(2) 압연 판재(Plate)
Materrial: 6061, 5083, 7075
6061: 6(T) ~ 76(T)
7075: 8(T) ~ 101(T)
5083: 6.3(T) ~150(T)
W x L: 1250x2500, 1525x3050, 1500x3500, 1535x3140, 1250x3000
Length: 2,000mm
Temper: T6
(3) 봉재(ROUND BAR)
Materrial: 6061, 2024, 7075
(6061)Standard: ø60 ~ ø105
(6061)Large: ø110 ~ ø330
(2024,7075)Standard: ø165 ~ ø303
Length: 2,000mm
(4) 파이프(PIPE)
Materrial: 6061
Length: 2,000mm
(5) 육각 봉재(HEX BAR)
Materrial: 6061
Standard: 6x6 ~95x95
Length: 2,000mm
Temper: T6
합금계의 특징
(1) 1XXX계열 ( 순 알루미늄계: 약 99%이상의 알루미늄 )
성형가공성, 내식성, 표면처리성 등이 뛰어남.
강도 및 경도가 낮기 때문에 구조용으로 부적합.
전기 및 열의 전도도가 매우 좋다.
순 알루미늄에 포함된 주요한 불순물은 Fe, Si이고, 그이외에 Cu, Zn, Ti, Mn, V등이 있다.
이러한 불순물들은 내식성을 저하시키는 역할을 한다.
불순물 중에서도 Cr, Mn, V, Zr, Ti 등은 미량의 함유에 의해서 전기 전도도를 매우 저하 시킨다.
알루미늄은 알루미늄보다 전위가 높은 Fe, Cu 등과 접촉하면 알루미늄이 현저하게 부식하는 접촉부식이 생긴다.
◎ 용도
강도를 요하지 않는 가정용품, 일용품, 전기기구(송배전용 재료), 방열재료 등이며, 특히 표면처리성이 좋아
화학, 식품, 공업용탱크, 장식품, 명판, 반사판 등으로 사용된다.
(2) 2XXX계열 ( Al - Cu - Mg 계 )
두랄루민(Duralumin), 초(超)두랄루민(Super Duralumin)이라는 명칭으로 알려져 있는 2017, 2024가 있으며, 대표적인 고력 알루미늄 합금이다.
강도는 강하지만 비교적 많은 동(Cu)을 함유하고 있기 때문에 내식성이 떨어지고 부식 환경에 노출된 경우에는 방청처리를 충분히 해줄 필요가 있다.
2014는 고강도 단조재로써 광범위한 용도에 쓰여진다.
절삭성은 양오하고, 특히 Pb, Bi를 첨가한 2011은 뛰어난 절삭효과를 나타낸다.
◎ 용도
강도, 절삭성, 내마모성등이 요구되는 항공기재료, 방산재료, 광학기기품, 자동차부품, 실린더 헤드, 리벳용재, 유압부품 등
(3) 3XXX계열 ( Al - Si 계 )
Mn의 첨가에 의해서 순수알루미늄의 가공성, 내식성이 저하됨이 없어 강도를 증가시킨 것이다.
3003은 100보다 강도가 약10%높고, 가공성과 내식성은 거의 비슷하다.
3004는 3003 보다 강도가 높고, 소성가공성이 우수하며, 내식성도 양호하다.
◎ 용도
3003은 3XXX계의 대표적인 합금으로서 자동차용 냉매 튜브, TV안테나, 복사기 드럼, 열교환기, 가정용품 등에 사용된다.
3004는 Mg을 약1% 정도 첨가하여 강도를 한층 증가 시켰으며, 알루미늄 캔, 전구마개, 실내장식 재료로 많이 사용된다.
(4) 4XXX계열 ( Al - Si 계)
Al-Si계 합금에는 단조용 함금과 용접, 납땜 등의 접합용 합금, 건축 외장재용 합금이 있다.
Si은 용탕의 유동성, 주형의 충진성 등이 다른 합금에 비하여 우수하고, 주조결함이 거의 없으며, 다른 원소를 첨가하여 강도를 높일 수 있고 낮은 열팽창율과 내마모성이 우수하기때문에 주물 및 다이캐스팅 제품의 90%이상이 Al-Si계를 기본으로 한 합금이다.
◎ 용도
4032는 Si을 첨가함으로서 열 팽창율을 억제하고 내마모성을 개선한것으로 미량의 Cu, Ni, Mg등을 더 첨가하면 내열성을 향사시켜 다조 피스톤 재료로 사용된다.
항공기용 피스톤, 콤프레샤용 피스톤, 일반소형(농기구, 모터보드 등 ) 피스톤, VTR 실린더등 4043은 용접 와이어, 브레이징 납재로 사용된다.
자동차 에어컨의 콘덴서, 라디에터, 히터 등의 접함에 많이 사용되고 있다.
(5) 5XXX계열 ( Al - Mg 계)
5xxx계는 비열처리형 합금으로서 우수한 강도를 가지고 있으며 성형성, 내식성, 용접성이 우수한 합금이다.
해수 및 공업지대의 오염대기에 강하므로 외관을 문제시 하지 않는다면 방식처리를 할 필요성은 비교적 적다.
Al-Si계 합금은 가장 우수한 내식성을 가지고 있지만 주조성이 나쁘고, 특히 주조결함이 생기기 쉬운 단점이 있따.
Mg은 산소와의 반응성이 크고, 용해, 주조 시, 산화소모, 산화물(MgO)을 생성하기 쉽다.
◎ 용도
Mg 첨가량이 적은 합금으로는 장식용재, 차량용 내장 천정재, 건축용 외장재, 선박의 내장재로 사용되는 5005등이 있다.
중간 정도의 Mg을 함유한 합금은 5052.5454등이 있는데 선박, 자동차, 광학기기, 자동차용 휠 등 많은용도로 활용되고 있다.
Mg이 많은 함금으로서는 5083이 대표적인데 비열처리형 합금으로서 가장 우수한 강도을 가지고 있으며 용접성도 양호하다.
이때문에 용접 구조재로 선박, 차량, 저온용 탱크, 압력용기 등에 사용되고 있다.
(6) 6XXX계열 ( Al - Mg - Si 계)
중간정도의 강도를 가지고 있으며, 내식성과 용접성이 양호해 대표적인 구조재로 알려져 있다.
6063은 압출성 및 표면처리성이 좋아 건축용 샷시로 가장 많이 이용되고 있다.
압출 가공면에서는 뛰어난 압출가공성(복잡한 형태와 좋은 생산성)과 프레스 쾐칭 (압출시 강제 공랭)이 가능하다.
충분한 기계적 성질, 양호한 가공성(벤딩, 펀칭, 소성가공 등 )과 양호한 내식성을 가지고 있어 가장 보편적으로 많이 사용되는 합금이다.
◎ 용도
6xxx계는 여러가지의 용도로 가장 많이 사용되는 합금이다.
차량, 선박, 건축, 전기, 전자, 기계, 육상구조물등의 여러방면에 사용되고 있다.
(7) 7XXX계열 ( Al - Zn - Mg 계)
알루미늄합금 가운데 가장 높은 강도를 가지고 있지만, 부식 내구성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.
◎ 용도
주로 항공기, 방산소재, 스포츠 용품류에 많이 사용되고 있으며, 고강도 용접구조제
(7003 등)의 개발로 차량( 철도, 자동차, 이륜차, 농기계 등 )구조재에 많이 이용되고 있다.