アルミニウムプロファイルが脆くなる原因

アルミニウムプロファイルは、軽量、腐食抵抗、柔軟性のために、さまざまな業界で広く使用されています。ただし、アルミニウムプロファイルの腹部は一般的な問題です。アルミニウムが年齢とともに脆くなると、アルミニウムは、特にコールドスタンピングなどの条件下や環境ストレスにさらされた場合、亀裂、骨折、強度の低下につながる可能性があります。ただし、脆性の原因は多面的です。この記事では、アルミニウムプロファイルを脆くする重要な要因、機械的特性への影響、およびパフォーマンスを改善するためにこれらの問題を緩和する方法を調査します。

アルミニウムプロファイルの主な原因脆性破損

アルミニウムプロファイルの脆性は、原材料の選択から最終的な押出まで、生産プロセスのさまざまな段階から生じる可能性があります...

1。不合理なフォーミュラとミキシングテクノロジー

アルミニウムプロファイルの望ましい機械的特性を確保するためには、定式化と混合プロセスが重要です。組成物の偏差は、プロファイルが脆くなる可能性があります。混合と定式化に関連するいくつかの重要な問題は次のとおりです。

•  過剰な添加物：あまりにも多くのフィラーまたは添加物を使用すると、アルミニウムプロファイルの強度に悪影響を及ぼし、脆性につながる可能性があります。過度のフィラーは分子構造を破壊し、材料の全体的な強度を弱める可能性があります。しかし、論文 - 高mgコンテンツAL-MG合金の引張変形挙動に対するMgの影響[^1]は、マグネシウム含有量が高い（6061など）の合金が15-30%適切な修飾子で適切に処方された場合の引張強度と延性の改善

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•  不適切な衝撃修飾子：衝撃修飾子が追加され、アルミニウム合金の骨折に対する靭性と耐性を改善します。ただし、これらの修飾子のタイプまたは数量が正しくない場合、特に冷静な製品では、機械的性能が低下する可能性があります。

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•  不正なスタビライザー量：安定剤は、腐食に対する抵抗など、合金の特性を強化するために使用されます。スタビライザーが多すぎるか少なすぎると、材料の強度に悪影響を及ぼし、脆性につながります。

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•  潤滑剤が過剰または不十分：押し出し中の潤滑剤の不適切な使用により、分子間の結合が弱くなる可能性があり、材料がより亀裂が発生しやすくなります。

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2。不合理な押出プロセス

押出プロセスは、アルミニウムプロファイルの生産における最も重要な段階の1つです。プロセスが慎重に制御されていない場合、ひび割れや故障が発生しやすい脆性プロファイルにつながる可能性があります。押し出し中のいくつかの一般的な問題は次のとおりです。

 過剰または不十分な可塑化: 可塑化[^2]は、アルミニウムの軟化を指し、成形可能にします。材料が押出中に過剰または過小加熱されている場合、分子間の結合が不十分になり、脆性が増加する可能性があります。

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•  押し出し圧力が低い：押し出し中の圧力が不十分な場合、一貫性のない密度の低いプロファイルが発生する可能性があります。これにより、プロファイルの領域がストレスの下でひび割れやすくなる可能性があります。

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•  低分子成分の不十分な除去：低分子成分は、アルミニウムプロファイルに弱点を引き起こす可能性があります。押出プロセス中に適切に除去されない場合、プロファイルは不均一な機械的特性を持ち、脆性につながります。

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•  トラクションと押出速度の間の不一致：プロファイルが引っ張られる速度（トラクション）は、押出プロセスの速度と一致する必要があります。不一致は不均一な材料の流れを引き起こす可能性があり、その結果、亀裂につながる弱いスポットが生じる可能性があります。適切に最適化された押出プロセスは、アルミニウムプロファイルのサービス寿命を増やすことができます最大50％、特に高性能アプリケーションの場合

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3。不合理な金型デザイン

カビの設計は、アルミニウムプロファイルの機械的特性に影響を与えるもう1つの重要な要因です。設計が不十分な金型は、ストレス集中、一貫性のない材料の流れ、不均一な冷却などの問題を引き起こす可能性があります。これらはすべて脆性に寄与します。カビの設計に関するいくつかの重要な問題は次のとおりです。

•  断面設計：ダイの断面の設計、特に界面角の治療は、ストレス集中を防ぐために重要です。金型の鋭い角度または直角は、プロファイルの亀裂や短所につながる可能性があります。

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•  不十分なダイプレッシャー：ダイヘッドに適用される圧力は、材料の流れに影響します。低圧により、アルミニウムが金型を滑らかに流れないようにする可能性があり、その結果、プロファイルが弱くなります。金型設計の圧縮比を調整することは、ダイ圧力を最適化する1つの方法です。

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•  かわいそうな溶け込み：アルミニウムのバーが適切に溶けないか、流れが破壊された場合、結果のプロファイルには機械的特性が低くなります。この問題に対処するために、圧縮率またはバーの長さを増やすと、適切な材料の流れを確保することができます。

•  不均一な死の退院：ダイがアルミニウム材料を均等に排出しない場合、結果のプロファイルは一貫性のない壁の厚さまたは密度を持つ可能性があります。これは、ストレス下で故障する傾向がある領域が弱くなる可能性があります。

•  不合理な冷却率：押出後にアルミニウムが冷却される冷却速度[^3]は、最終的なプロファイルのプロパティで重要な役割を果たします。低速または不均一な冷却速度は、分子の整列が不十分になる可能性があり、より脆い材料につながります。冷却水温は生産プロセスで見落とされがちですが、アルミニウムプロファイルの望ましい特性を達成する上で重要な役割を果たします。

[^1]：適切な量の添加物を理解することで、アルミニウム引張強度を改善することができます
[^2]：プラスチック化は、最適なアルミニウムプロファイルを達成するための鍵です。押出プロセスへの影響の詳細をご覧ください
[^3]：冷却速度は、アルミニウムの機械的特性に大きく影響します。生産プロセスを改善するためのその効果の詳細をご覧ください

さまざまな種類のアルミニウム合金：6061、6063、および7075

製品に適したアルミニウム合金を選択することは、強度、延性、耐摩耗性など、望ましい機械的特性を達成するために重要です。以下に示すデータは、製品の特定のニーズに基づいて最適な素材を選択するのに役立ちます。

 6061アルミニウム：これは、最も汎用性が高く、一般的に使用されるアルミニウム合金の1つです。その高強度と良好な耐食性により、フレーム、ビーム、その他の頑丈なアプリケーションなどの構造用途に最適です。

 6061アルミニウムを達成できます290 MPaの降伏強度また、強度と機械性の両方を必要とするアプリケーションに最適です。強さと作業性のバランスが必要な場合は、6061建物の自動車部品や構造要素などの汎用製品の確固たる選択肢です。
 

•  6063アルミニウム：優れた作業性で知られる6063アルミニウムは、滑らかな仕上げと良好な耐食性を必要とするアプリケーションでよく使用されます。これは、外観と耐久性が重要なアーキテクチャアプリケーション、窓枠、手すりによく見られます。 6063は6061と比較して引張強度が低いです（290-310 mpa）、しかし、休憩時のその高い伸長（最大18％）簡単に押し出されて形作る必要がある製品に最適です。
   

•  7075アルミニウム：航空宇宙、軍事、または高性能エンジニアリングなど、製品が非常に高いストレスにさらされている場合、7075アルミニウムが選択された合金です。この合金は3つの中で最高の強度を持ち、到達します503 MPa。ただし、機械加工は困難で、耐食性が6061または6063よりも低くなっています。7075は、航空機の部品や軍用グレードの機器など、最大の強度を必要とする製品に最適です。

結論

年齢のアルミニウムプロファイルの脆性は、製品の障害、寿命の削減、および費用のかかる修理につながる可能性のある重大な問題です。脆弱性の重要な原因を理解し、材料の製剤、押出プロセスを最適化するための措置を講じ、ビジネスに合った右アルミニウム合金を選択し、押出金型設計を最適化すると、アルミニウム製品のパフォーマンスと信頼性を大幅に改善できます。

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