알루미늄은 지구상에서 가장 흔한 금속이기 때문에 제조업과 부품 생산에 널리 사용되는 것은 당연합니다. 하지만 단순히 구하기 쉽다는 이유만으로 그렇게 많이 사용되는 것일까요? 물론 아닙니다! 알루미늄은 무게 대비 강도 면에서 강철보다 훨씬 뛰어납니다. 다양한 등급의 알루미늄 합금은 유연하고 가공이 용이하여 다양한 용도로 사용됩니다.
앞서 언급했듯이 알루미늄에는 다양한 등급이 있으며, 각 등급마다 고유한 특성이 있습니다. 따라서 이 글은 소재 선택에 도움이 될 것입니다. 먼저, 다양한 등급의 알루미늄 금속, 그 용도 및 작동 방식을 설명합니다. 또한, 각 등급의 알루미늄으로 가공할 수 있는 다양한 샘플 가공 유형에 대해서도 설명합니다. 끝까지 스크롤하여 부품 제조에 가장 적합한 등급의 금속을 빠르게 선택하는 방법을 알아보세요.
목차
알루미늄의 특성
알루미늄 합금은 주로 알루미늄으로 구성되지만, 특정 특성을 향상시키기 위해 구리, 아연, 마그네슘, 실리콘 등이 첨가됩니다. 알루미늄 합금의 등급은 화학적 구성에 따라 달라지며, 각 등급은 용도에 따라 고유한 장점을 가지고 있습니다. 쾌속 조형(RP)에 사용되는 알루미늄 합금의 종류는 매우 중요합니다. 최종 프로토타입의 효율성, 비용, 그리고 요구 사항 충족 여부에 영향을 미치기 때문입니다.
- 물리적 특성 순수 알루미늄은 매우 부드러운 금속입니다. 하지만 알루미늄 합금은 매우 강한 금속입니다. 밀도가 비교적 낮기 때문에 알루미늄 합금은 모든 금속 중 강도 대 중량 비율이 가장 높습니다. 또한, 알루미늄 합금은 내한성과 내식성도 뛰어납니다.
- 열 및 전기적 특성. 알루미늄은 높은 열전도율 덕분에 자동차 열교환 부품 제조에 적합한 소재입니다. 또한, 다양한 알루미늄 합금은 전기를 전도하고 저항할 수 있습니다. 따라서 일부 알루미늄 합금은 전선 제작에 사용될 수 있으며, 다른 합금은 저항성이 요구되는 곳에 사용됩니다.
- 기계적 성질 알루미늄의 인장 강도는 알루미늄의 등급에 따라 높거나 낮을 수 있습니다. 어떤 알루미늄은 인장 강도가 최대 100ksi인 반면, 어떤 알루미늄은 1.5ksi 정도로 낮습니다.
- 반사율. 알루미늄을 광택 처리하면 매우 밝은 표면을 만들 수 있습니다. 결과적으로 알루미늄 합금은 복사 에너지를 반사하는 데 매우 효과적이며, 이는 많은 램프와 장식용 액세서리에 요구되는 특성입니다.
기계 가공을 위한 알루미늄의 장단점
알루미늄은 다양한 용도로 사용할 수 있는 매우 유용한 금속입니다. 알루미늄의 특성 중 일부는 가공그러나 다른 모든 좋은 것들과 마찬가지로 알루미늄에도 장단점이 있습니다.
알루미늄 가공의 장점
내식성
알루미늄은 녹슬거나 부식되지 않습니다. 알루미늄 합금 표면에는 산화 알루미늄 보호막이 빠르게 형성되어 날씨에 따른 부식을 방지합니다. 알루미늄을 적절한 표면 처리와 정기적인 관리로 관리하면 극한 환경에서도 부식되지 않습니다. 이러한 알루미늄의 특성 덕분에 극한 환경 조건에 노출되는 부품 제조에 사용될 수 있습니다.
저렴한 비용
알루미늄은 생산 비용이 가장 낮은 것은 아니지만, 장점을 고려하면 상당히 저렴합니다. 즉, 동일한 장점을 가진 다른 금속보다 저렴하며 대부분의 경우 최선의 선택입니다.
튼튼하고 가벼움
알루미늄은 무게 대비 강도 비율이 가장 높은 금속으로, 매우 강합니다. 따라서 강도가 더 필요한 곳에 사용할 수 있습니다. 높은 강도 대비 무게 비율은 이러한 강도가 무게 감소로 인해 얻어지는 것이 아님을 나타냅니다. 알루미늄 합금은 최대한 가볍지만 매우 강해야 하는 기계 부품에 사용됩니다. 알루미늄 합금은 강철보다 밀도가 거의 세 배나 높기 때문입니다.
재활용성
알루미늄은 여러 번 재활용할 수 있습니다. 또한 알루미늄은 다른 금속보다 재활용이 쉬워 환경에도 좋은 선택입니다.
빠른 금형 제작에 사용 가능
쾌속 금형 제작(rapid tooling)이라는 생산 방식이 인기를 얻고 있습니다. 이는 비용 절감과 리드타임 단축을 위한 것입니다. 알루미늄은 쾌속 금형 제작에 일반적으로 사용되는 소재입니다. 알루미늄 합금은 성형이 쉽고 비용이 많이 들지 않습니다.제조업체가 이를 선호하는 이유는 분명합니다.
과도한 유지 관리가 필요 없습니다
알루미늄 부품은 최악의 조건에서도 품질과 성능을 유지합니다. 따라서 알루미늄 부품은 정기적인 유지 관리가 어려운 부품에 적합합니다. 또한, 알루미늄은 극저온에서도 파손이나 균열 없이 견딜 수 있습니다.
사용자 정의 가능
알루미늄은 가공이 용이하여 거의 모든 모양으로 성형할 수 있습니다. 알루미늄은 도색이 잘 될 뿐만 아니라 표면이 대부분의 마감재를 잘 유지합니다.
알루미늄 가공의 단점
- 전도성이 좋음. 이는 사용 장소에 따라 장점이기도 하고 단점이기도 합니다. 그러나 이는 알루미늄 합금이 전기 저항이 중요한 특정 용도에는 사용될 수 없다는 것을 의미합니다.
- 낮은 녹는점. 알루미늄은 녹는점이 낮아 고온의 환경에서 사용하기에 적합하지 않습니다. 하지만 이 문제를 해결할 수 있는 알루미늄 합금이 있습니다.
알루미늄 합금 등급
알루미늄 합금에는 단조 합금과 주조 합금이라는 두 가지 주요 유형이 있습니다.
단조 합금
대부분의 경우, 이러한 유형의 알루미늄 합금은 주조 금속보다 강합니다. 또한 소수점을 사용하지 않고 네 자리 숫자를 사용합니다. 첫 번째 숫자는 주철의 이름처럼 주요 합금 원소를 나타냅니다. 0이 아닌 경우, 두 번째 숫자는 합금이 변했음을 나타내고, 마지막 두 숫자는 시리즈의 어떤 합금인지를 나타냅니다. 아래는 7가지 시리즈의 단조 합금 목록입니다.
1xxx 시리즈
이러한 알루미늄 합금은 최소 99% 알루미늄을 함유해야 하기 때문에 "순수 알루미늄"이라고도 합니다. 강도는 그다지 높지 않지만, 기계공들은 이 합금을 사용합니다. 녹슬지 않고 에너지가 충분하기 때문입니다. 용접도 가능하지만, 녹는점이 매우 낮기 때문에 기계공은 매우 주의해야 합니다.
2xxx 시리즈
이 계열의 주요 원소는 구리입니다. 이 금속을 처리하는 가장 좋은 방법은 고용체 열처리 공정입니다. 결과적으로 이 계열의 합금은 매우 강하고 단단하지만 다른 계열의 합금만큼 내식성이 좋지는 않습니다. 따라서 부식되기 쉬운 곳에 이 합금을 사용해야 하는 경우, 기계공은 일반적으로 녹슬지 않는 금속으로 페인트나 코팅을 합니다.
3xxx 시리즈
망간은 이 합금의 주원소입니다. 강도는 그다지 높지 않지만 내열성과 내식성이 매우 우수하여 조리 도구로 사용하기에 적합합니다. 이 알루미늄 계열은 발전소와 자동차의 교환 부품으로 널리 사용됩니다.
4xxx 시리즈
4xxx 계열 합금은 낮은 융점으로 인해 용접용 용가재로 사용됩니다. 이 계열에서 금속은 알루미늄과 실리콘의 혼합물로 만들어집니다.
5xxx 시리즈
이 알루미늄 합금은 가열할 수 없지만, 인장 강도가 가장 높습니다. 주요 합금 원소는 마그네슘입니다. 따라서 녹슬지 않고 용접이 용이하여 해군 차량 및 장비 부품에 적합합니다. 또한, 최대 인장 강도는 18ksi에서 51ksi 사이입니다.
6xxx 시리즈
이 계열의 합금은 내식성이 우수합니다. 최대 인장 강도는 18ksi에서 58ksi 사이입니다. 마그네슘과 규소는 이 금 조합의 주요 합금 원소입니다. 이 합금은 부식되기 쉬운 금속의 코팅에 사용됩니다. 또한, 이 금속에는 마그네슘과 규소가 함유되어 있어 마그네슘 실리사이드를 형성합니다. 이 물질은 용액 상태에서 가열하면 강도가 더 높아집니다.
7xxx 시리즈
아연은 이러한 알루미늄 합금의 주요 합금 원소입니다. 이 합금은 32~88ksi의 인장 강도를 가지며, 모든 알루미늄 합금 중 가장 높은 인장 강도를 가지고 있습니다. 이러한 금속은 기계공들이 스포츠 기어나 항공우주 기어처럼 더 높은 응력을 받는 공구와 기어 부품을 만드는 데 사용됩니다. 알루미늄 외에도 구리와 같은 다른 금속을 첨가하여 단조 알루미늄의 작동 방식을 변경할 수 있습니다.
주조 합금
이러한 합금은 열을 가하거나 가하지 않고 처리할 수 있습니다. 마지막 숫자 앞에 소수점을 찍는 네 자리 방법을 사용합니다. 첫 번째 숫자는 금속을 구성하는 주요 원소를 나타냅니다. 다음 두 숫자는 재료의 종류를 나타내고, 소수점 뒤의 숫자는 잉곳인지 주조물인지를 나타냅니다.
단조 합금과 주조 합금의 차이점
- 주조 합금의 인장 강도는 일반적으로 단조 합금보다 낮습니다. 이는 가공 중 결함을 제거하기 어렵기 때문입니다. 주조 공정.
- 같은 무게일 경우 주조 합금은 단조 합금보다 비용이 저렴합니다.
- 단조 알루미늄 합금은 주조 금속보다 기계로 가공하기가 더 쉽습니다.
- 단조 알루미늄 합금으로 만든 부품은 주조 금속으로 만든 부품보다 표면 마감이 더 좋을 수 있습니다.
일반적인 알루미늄 유형
알루미늄 6061-T6
이 알루미늄 합금은 이름에서 알 수 있듯이 6xxx 시리즈에 속합니다. 두 번째 숫자가 0이므로 이 합금은 다양한 불순물이 포함된 산업용 알루미늄임을 알 수 있습니다. 마지막 두 숫자인 61은 이 금속의 조성을 나타냅니다. 97.9% 알루미늄, 0.6% 실리콘, 1.0% 마그네슘, 0.2% 크롬, 0.28% 구리.
이 경우 T6는 용체화 열처리 및 시효 처리를 의미합니다. 6061 알루미늄을 늘리는 데는 40ksi, 완전히 분리하는 데는 45ksi가 필요합니다. 이는 이 금속이 매우 강하여 건축 구조물에 사용할 수 있음을 의미합니다. 6061 알루미늄은 녹슬지 않습니다. 주로 자동차 부품, 열교환기, 전자 제품 제조에 사용됩니다.
알루미늄 7075-T6
7075 알루미늄의 일련번호 7xxx는 아연이 주 합금 원소이며 높은 인장 강도를 가지고 있음을 나타냅니다. 7075 알루미늄은 주로 알루미늄(90%), 아연(5.6%), 망간(2.5%), 구리(1.6%), 망간(0.23%)으로 구성됩니다. 7075 알루미늄은 가장 강하고 가벼운 알루미늄 합금 중 하나입니다. 밀도는 2.81g/cm³이고 최대 인장 강도는 83ksi입니다. 물론 T6 번호는 열처리되었음을 의미합니다. 이 금속은 공작 기계 기어 및 항공기 부품 제조에 일반적으로 사용됩니다.
알루미늄 5052
5052 알루미늄은 강도가 매우 뛰어나고 내식성이 뛰어납니다. 구리를 포함하지 않기 때문에 해수 환경에서 매우 유용합니다. 이 금속은 5xxx 계열에 속하기 때문에 가열하여 형태를 변형할 수 없습니다. 이 합금은 해양 장비 부품 제작에 일반적으로 사용됩니다.
알루미늄 6063
6063 알루미늄은 장식용 알루미늄으로도 알려져 있으며, 마그네슘과 실리콘으로 만든 알루미늄 합금입니다. 이 합금은 적당한 강도와 연성을 가지고 있어 금형 제작에 적합합니다. 부식에 대한 저항성이 매우 뛰어나며, 구리 함량이 낮고 마그네슘 실리사이드 함량이 낮아 옥외에서 사용할 수 있습니다. 이러한 부품을 만드는 데 사용되는 금속은 건축 자재, 파이프, 튜브, 가구 등에 사용될 수 있습니다.
올바른 등급의 알루미늄을 선택하는 방법은?
다양한 등급의 알루미늄을 선택할 수 있습니다. 알루미늄 등급마다 용접성, 강도, 내식성 등 특성이 다릅니다. 사용 사례에 필요한 주요 특성에 따라 알루미늄 등급을 선택할 수 있습니다. 결정을 내리기 전에 다음 사항을 고려해야 합니다.
가공성 등급 이해
알루미늄 합금 가공의 용이성을 평가하면 해당 합금이 CNC 기계에서 얼마나 잘 작동하는지 알 수 있습니다. 가공하기 쉬운 알루미늄 합금은 절단 및 마무리 작업이 용이합니다. 따라서 복잡한 기계 부품을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 2011년산 알루미늄은 가공이 매우 쉽습니다.
비용 및 가용성
작업에 적합한 알루미늄 등급을 선택할 때 가장 중요한 고려 사항 중 하나는 합금 가격입니다. 생산 공정을 시작하는 중요한 단계는 목표 비용과 해당 가격대에서 가장 우수한 특성 간의 적합성을 찾는 것입니다. 선택한 알루미늄 금속 등급의 가용성 또한 가격에 따라 달라집니다. 구하기 어려운 희귀 알루미늄 합금은 생산 공정을 지연시킬 수 있으므로 가용성 또한 매우 중요합니다.
얼마나 실용적인가?
이는 특정 알루미늄 합금을 성형하는 것이 얼마나 쉬운지를 나타냅니다. 연성이 높은 합금은 가공이 용이하며, 항공기 부품과 같이 피로 저항성이 요구되는 곳에 주로 사용됩니다.
용접이 가능한가요?
제조된 부품을 다른 부품과 용접해야 하는 경우, 합금의 용접성을 고려하는 것이 중요합니다. 용접이 필요한 경우, 3003 알루미늄 금속이 좋은 선택입니다.
내식성
부품의 사용 장소에 따라 내식성 여부가 결정됩니다. 예를 들어, 화학 또는 해양 환경에서 사용되는 부품은 높은 내식성을 갖춰야 합니다.
열처리가 가능합니까?
알루미늄 금속 템퍼링은 매우 높거나 낮은 온도로 가열하는 과정을 포함합니다. 열처리라고 하는 이 과정을 통해 알루미늄 금속은 더욱 강해집니다. 어떤 알루미늄 합금 계열이 가열이 가능하고 어떤 계열이 불가능한지 확인해야 합니다.
얼마나 강한가요?
합금이 변형되기 전에 얼마나 많은 힘을 견딜 수 있는지는 합금의 강도에 따라 달라집니다. 높은 힘을 받는 부품에는 고강도 알루미늄 금속을 사용하는 것이 당연합니다.
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알루미늄의 다양한 용도
알루미늄은 다양한 산업 분야에서 다양하게 활용됩니다. 알루미늄 제품과 부품이 일반적으로 사용되는 분야는 다음과 같습니다.
의료 분야
알루미늄 부품과 제품은 청결과 생체 적합성이 요구되는 산업 분야에서 매우 흔하게 사용됩니다. 수술 도구나 정형외과 기구와 같은 의료 도구는 다양한 종류의 알루미늄으로 만들어집니다. 또한, 알루미늄은 트레이나 양동이와 같은 일부 일상 용품의 주요 구성 요소입니다.
항공우주
비행기 제작에 사용되는 재료는 가벼우면서도 강해야 합니다. 알루미늄은 가볍고 강도가 높아 이 작업에 적합합니다. 덕분에 알루미늄은 더 강한 금속과 같은 무게를 견딜 수 있습니다. 또한, 알루미늄은 부식에 강하기 때문에 혹독한 날씨에 노출되었을 때 비행기를 손상으로부터 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다.
전기 산업
알루미늄 합금은 뛰어난 열전도율 덕분에 가전제품을 제조하는 회사에서 꾸준히 사용되고 있습니다. 라디에이터나 그래픽 시스템용 냉각 부품과 같은 전기 부품에도 알루미늄 합금이 사용됩니다.
자동차 산업
최고의 자동차는 가볍고 내구성이 뛰어나며 환경 친화적이어야 합니다. 알루미늄 합금은 가볍고 강한 소재이기 때문에 이러한 장점을 모두 갖출 수 있습니다. 따라서 자동차는 유연하면서도 튼튼할 수 있습니다. 또한, 알루미늄 부품은 재활용이 가능하기 때문에 알루미늄 금속 부품을 사용한 자동차는 더욱 친환경적입니다.
결론
알루미늄은 다른 원소와 혼합될 때 특성이 변하는 매우 유연한 금속입니다. 다양한 종류의 알루미늄은 각기 다른 특성으로 인해 다양한 사업 분야에 적합합니다. 하지만 알루미늄 합금의 종류가 매우 다양하기 때문에 샘플 설계에 어떤 알루미늄 합금을 사용할지 결정하기가 어려울 수 있습니다.
Yonglihao Machinery에서 우리는 당신을 도울 수 있습니다 최고의 재료를 선택하다 귀사의 가공 작업에 적합합니다. 지금 바로 연락 주시면 소재 선택을 도와드리겠습니다. 소재를 선택할 때는 다양한 합금의 특성과 각 합금이 다양한 용도에서 어떻게 작용하는지 이해하는 것도 중요합니다. 신속한 프로토타입 제작에 사용되는 316 및 316L 스테인리스 스틸 더욱 전문적인 정보를 원하시면.