알루미늄 압출: 기법, 합금, 및 응용 프로그램

1. 소개

알루미늄 압출은 높은 치수 정확도와 뛰어난 표면 마감으로 복잡한 단면 프로파일을 생산할 수 있는 중요한 금속 성형 공정입니다..

건축용 커튼월과 창틀부터 자동차 구조 부품까지 폭넓게 적용됩니다., 항공우주 프레임, 전자 방열판, 소비재.

이 기사는 심층적 인 것을 제공합니다, 알루미늄 압출에 대한 다각적 탐구, 기본 원칙을 다루는,

재료 선택, 자세한 프로세스 단계, 툴링 디자인, 기계적 및 표면 특성, 주요 용도, 장점과 한계, 표준, 그리고 품질 관리.

2. 알루미늄 압출이란 무엇입니까?

그 핵심, 압출은 소성 변형 프로세스.

an 알류미늄 철판 (예열된, 알루미늄 합금의 원통형 조각) 챔버에 배치됩니다, 유압 램이 힘을 가하여 빌렛을 성형된 다이 개구부를 통해 밀어냅니다..

금속은 고압으로 압착되기 때문에, 그것은 다이의 가장자리 주위에 소성적으로 흐릅니다., 단면이 다이의 조리개와 일치하는 연속 프로파일로 먼 쪽에서 나타납니다..

이 과정의 핵심은 알루미늄이 온도가 증가함에 따라 항복 강도가 감소합니다.,

높은 온도에서 더 쉽게 변형될 수 있도록 함 (일반 알루미늄 압출 합금의 경우 일반적으로 400~500°C).

압출물이 다이에서 나오면, 다이 모양의 정확한 형상을 유지합니다., 냉각 시 다이 클리어런스 및 빌렛 수축으로 인해 단면이 약간 감소함.

3. 재료 및 합금

압출에 일반적으로 사용되는 알루미늄 합금

순수 알루미늄임에도 불구하고 (1100) 압출될 수 있다, 대부분의 구조 및 고성능 응용 분야에는 합금 등급이 필요합니다..

그만큼 6XXX 시리즈 (al-mg-si) 대략 70-75를 나타냅니다. % 전 세계 모든 압출 프로파일 중, 뛰어난 힘의 균형 덕분에, 부식 저항, 압출성.

다른 중요한 시리즈는 다음과 같습니다:

압출성에 영향을 미치는 주요 재료 특성

• 유동 응력 및 온도 민감도: 빌렛을 압출하는 데 필요한 힘은 압출 온도에서의 항복 응력에 따라 달라집니다..
  고온에서 유동 응력이 낮은 합금은 압출이 더 쉽습니다., 하지만 최대 강도를 희생할 수 있습니다..
• 작업 강화 및 노화 강화 대응: 석출에 잘 반응하는 합금 (나이) 경화 (예를 들어, 6061, 6063)
  압출 담금질 후 인위적으로 노화될 수 있음 (T5 또는 T6 성미에) 더 높은 강점을 달성하기 위해.
• 균열 민감성: 고강도 합금 (7000 시리즈, 2000 시리즈) 공정을 엄격하게 제어하지 않는 한 고온 균열이 발생하기 쉽습니다. (다이 디자인, 빌렛 균질화, 압출 속도).
• 입자 구조 제어: 균질화 (알루미늄 압출 전에 빌렛을 중간 온도로 유지) 수지상 분리를 제거하는 데 도움이 됩니다., 균열을 감소시키다, 균일한 기계적 성질을 달성합니다..

4. 알루미늄 합금의 압출 공정

빌렛 준비 및 예열

빌렛 재료 및 주조

• 압출에 사용되는 알루미늄 빌렛은 일반적으로 직접 냉각을 통해 생산됩니다. (DC) 주조 또는 연속 주조.
  일반적인 합금에는 6xxx 시리즈가 포함됩니다. (예를 들어, 6063, 6061, 6105) 그리고 특정 7xxx- 또는 더 높은 강도가 필요한 경우 2xxx 시리즈 등급.
• 알루미늄 압출 전, 주조 빌렛은 종종 균질화 열처리 (예를 들어, 5006~12시간 동안 –550°C) 화학적 분리를 줄이고 저융점 공융상을 용해하기 위해.
  균질화로 더욱 균일한 미세구조가 생성됩니다., 핫 쇼트(Hot Shortness)를 최소화합니다. (열간 변형 중 균열), 전반적인 압출성을 향상시킵니다..

표면 검사 및 가공

• 균질화되면, 빌렛의 표면 결함을 검사합니다. (균열, 산화물 주름, 또는 포함).
  눈에 보이는 이상 현상이 있으면 가공하거나 빌렛을 따로 보관할 수 있습니다..
  부드럽습니다, 산화물이 없는 표면은 균열을 일으킬 수 있는 다이 골링이나 국부적인 마찰 가열을 방지하는 데 도움이 됩니다..

압출 온도까지 예열

• 빌렛은 빌렛 예열로에 배치됩니다., 균일하게 가열되는 곳
  합금의 목표 압출 온도 (대부분의 6xxx 시리즈의 경우 일반적으로 400~520°C, 과도한 입자 성장을 방지하기 위해 7xxx 시리즈의 경우 약간 낮음).
• 정확한 온도 제어 (± 5 ° C) 중요합니다. 빌렛이 너무 차가우면, 유동 응력이 더 높다, 필요한 압출력 증가 및 균열 위험.
  너무 더우면, 입자 성장이나 저온 공융 물질의 초기 용융은 빌렛을 약화시킬 수 있습니다..
• 빌렛 예열 시간은 직경과 벽 두께에 따라 달라집니다..
  에이 140 mm (5.5″) 직경 빌렛은 일반적으로 코어에서 표면까지 균일한 온도에 도달하기 위해 잘 보정된 용광로에서 45~60분이 필요합니다..

압출 프레스 설정 및 빌렛 로딩

압출 프레스 유형

• 유압 직접 공급 프레스: 가장 일반적인. 유압 램이 고정 다이 어셈블리를 통해 빌렛을 밀어냅니다..
  "톤수"로 평가 (예를 들어, 3,000톤 프레스는 ~3,000미터톤의 힘을 생성할 수 있습니다.).
• 간접 (뒤로) 압출 프레스: 다이는 움직이는 램에 장착됩니다., 고정된 빌렛 용기에 압입되는 것.
  빌렛과 용기 사이의 마찰이 거의 제거됩니다., 필요한 압력을 낮추는 것. 이러한 프레스는 종종 더 작습니다. (200–1,200톤) 그러나 더 높은 압출 비율을 달성할 수 있습니다..
• 정수압 압출 프레스: 빌렛은 압력 유체로 채워진 밀봉된 챔버에 들어있습니다. (보통 기름).
  언론이 무력을 행사하면서, 유체 압력이 빌렛을 균일하게 둘러쌉니다., 다이를 통해 흐르게 만듭니다..
  이러한 특수 프레스는 마찰을 최소화하고 부서지기 쉬운 합금이나 고강도 합금의 압출을 허용합니다., 비록 자본 비용이 더 높더라도.

빌렛 로딩 및 센터링

• 예열된 빌렛이 들어올려집니다. (종종 오버헤드 크레인이나 자동 빌렛팅 시스템을 통해) 그리고 용기에 담았습니다.
• 센터링/정렬: 대부분의 현대 시설에서는 컨테이너 입구에 정렬 고정 장치 또는 위치 지정 링을 사용합니다.; 편심을 피하기 위해 빌렛은 다이 페이스와 같은 높이에 있어야 합니다..
  잘못 정렬된 빌렛은 다이를 치명적으로 손상시키거나 불균일한 흐름 패턴을 유발할 수 있습니다. (표면 균열 또는 치수 부정확성 발생).

더미 블록 사용 / 브릿지 다이

• ~ 안에 직접 압출, 짧은 "더미 블록"이 있습니다 (희생적인 삽입) 램면과 빌릿 사이에 위치.
  더미 블록은 빌렛의 직경이 약간 더 작거나 약간의 정렬 불량이 발생한 경우 갑작스러운 망치질로부터 다이를 보호합니다..
• RAM은 먼저 더미 블록과 접촉합니다., 그런 다음 힘을 빌렛에 보다 균일하게 전달합니다..
  ~ 안에 간접 압출, 숫양 자체가 주사위를 운반합니다, 그래서 별도의 더미 블록이 사용되지 않습니다..

금속 흐름과 다이 상호작용

램 발전 및 압력 증가

• 빌렛이 제 위치에 있으면, 운영자 (또는 CNC 제어 시스템) 압출 스트로크를 시작합니다..
  유압 오일 펌프는 램이 앞으로 움직일 때까지 압력을 형성합니다., 빌렛을 압축.
• 램이 밀면서, 내부 빌렛 압력 상승. 직접 압출의 경우, 빌릿과 컨테이너 벽 사이의 마찰로 인해 일부 에너지가 소실됩니다.; 간접 또는 정수압, 마찰 손실이 훨씬 낮습니다..

다이 입구 기하학

• 진입각: 일반적인 다이에는 테이퍼진 진입 영역이 있습니다. (종종 20~30°) 더 큰 빌렛 단면에서 더 작은 프로파일 모양으로 금속을 안내하는 것.
  이 각도가 너무 얕으면, 금속이 접히거나 흐름선의 "역전"이 발생할 수 있습니다.; 너무 가파른 경우, 금속이 다이 표면에서 분리될 수 있음, 난류 및 표면 파동을 유발합니다..
• 포팅 / 프리폼 존: 프로파일에 여러 개의 구멍이 있거나 복잡한 구멍이 있는 경우,
  다이 설계자는 빌렛 금속을 별도의 스트림으로 나누기 위해 "포팅 섹션"을 생성합니다., 그런 다음 최종 모양으로 재결합됩니다..
  적절한 포팅으로 금속 셔플링 문제 방지 (내부 균열, 적층).

베어링 (땅) 부분

• 포팅존 이후, "베어링 길이" (땅이라고도 불린다) 직선이다, 치수를 확정하고 표면 마감을 제어하는 ​​다이의 일정한 단면적.
• 길이 얇은 벽 6xxx 시리즈 압출의 경우 베어링의 크기는 일반적으로 4~8mm입니다.;
  베어링이 길어지면 치수 정확도가 높아지지만 더 높은 압출력이 필요하고 마찰열이 높아집니다.. 짧은 베어링은 힘을 감소시키지만 허용 오차는 희생됩니다..

다이 윤활 및 코팅

• 얇은 필름 흑연 기반 또는 세라믹 강화 윤활제 빌렛의 입구면과 때로는 컨테이너 벽에 적용됩니다..
  이 윤활제는 마찰을 감소시킵니다., 다이 수명 연장, 갇힌 공기를 배출하는 데 도움이 됩니다..
• 효과적인 윤활은 고비율 압출에 특히 중요합니다. (> 50:1) 또는 압출이 어려운 합금의 경우 (7000 시리즈와 같은).
• 일부 다이 페이스는 내마모성 층으로 코팅되어 있습니다. (예를 들어, 텅스텐 카바이드 스프레이, 니켈 알루미나이드) 다이메탈 마모 및 침식을 최소화하기 위해.

마찰과 열 발생

• 금속이 다이를 통해 흐를 때, 알루미늄과 다이 표면 사이의 마찰로 인해 열이 발생합니다., 빌렛 온도보다 일시적으로 금속 온도를 20~50°C 높입니다..
  온도가 과도하게 상승하면 입자가 거칠어질 수 있습니다., 표면 찢어짐, 아니면 짜증나서 죽는다.
• 간접 및 정수압 압출은 빌렛/용기 경계면의 마찰열을 크게 감소시킵니다., 더 적은 열 입력으로 더 큰 압출 비율 가능.

압출 방법의 변형

직접 (전통적인) 압출

• 설정: 다이는 컨테이너 전면의 볼트 슈에 고정됩니다.. 숫양 (더미 블록을 통해) 금속이 고정 다이를 통해 흐르도록 빌렛을 앞으로 밀어냅니다..
• 장점: 보다 간단한 다이 정렬 및 로딩; 간단한 툴링; 대부분의 대형 압출 프레스에 공통적으로 적용.
• 제한: 빌렛과 컨테이너 벽 사이의 마찰은 상당할 수 있습니다. (20–70 % 총 압출 압력),
  주어진 압출 비율에 대해 더 강력한 프레스가 필요함. 마찰이 높을수록 다이 마모도 증가합니다..

간접 (뒤로) 압출

• 설정: 다이는 램의 표면에 장착됩니다.. 램이 컨테이너 안으로 들어갈 때, 빌렛은 고정된 상태로 유지됩니다., 금속은 다이를 통해 압출 필드로 역류합니다..
• 장점: 컨테이너/빌렛 마찰이 거의 없음, 필요한 램 압력을 낮추는 (때로는 20~40시까지 %).
  마찰력이 낮기 때문에, 깨지기 쉬운 합금이나 벽이 얇은 합금을 압출하는 것이 더 실현 가능합니다..
• 제한: 다이는 램에 장착되어야 합니다., 따라서 램 보어는 속이 비어 있거나 특별히 구성되어야 합니다.; 전반적인 툴링 복잡성 증가.
  설정 시간이 길어질 수 있음, 일부 프레스의 다이 변경에는 시간이 더 많이 소요됩니다..

정수압 압출

• 설정: 빌렛은 유체로 둘러싸여 있습니다. (예를 들어, 기름) 닫힌 방에서.
  프레스가 유체를 압축함에 따라, 빌렛 둘레에 균일하게 압력이 가해짐, 챔버 출구에서 다이를 통해 강제로 밀어 넣기.
• 장점: 다이 페이스와 컨테이너 벽 모두의 마찰은 거의 0입니다. 이는 매우 높은 압출 비율을 허용합니다. (자주 > 100:1)
  고강도 또는 기타 어려운 합금의 형성 (예를 들어, 특정 7xxx 또는 5xxx 등급) 크래킹없이.
  표면 마감은 일반적으로 우수합니다., 표면 찢어짐 발생률이 매우 낮음.
• 제한: 장비 비용이 매우 높음. 챔버는 고압에서도 안정적으로 밀봉되어야 합니다.; 유체 누출로 인해 안전 위험이 발생할 수 있습니다..
  큰 섹션의 경우 처리량이 더 낮습니다., 따라서 정수압 압출은 일반적으로 단면적이 작은 로드용으로 예약되어 있습니다., 와이어, 또는 전문 프로필.

냉각 및 담금질

담금질의 목적

• 가장 열처리 가능한 알루미늄 합금 (예를 들어, 6xxx 시리즈, 7xxx 시리즈) 급속 냉각에 의존하다 (담금질) 과포화 고용체를 "고정"하기 위해 압출 직후.
  나중에, 인공적이거나 자연적인 노화는 강화 단계를 촉진할 것입니다..
• 담금질은 또한 높은 온도에서 조대화되는 합금의 과도한 입자 성장을 방지합니다..

냉각 방법

• 물 담금질 욕조: 가장 일반적인 접근 방식. 뜨거운 압출물이 다이에서 빠져나오면서, 수조로 직접 전달됩니다. (깊이 ~150~200mm).
  유속 및 수조 온도 (종종 60~80°C) 프로파일이 균일하게 냉각되도록 제어됩니다..
• 스프레이 퀸치: 고압 노즐로 물을 분사합니다. (가끔 공기로) 프로필에. 단순히 물에 담그면 특정 중공 부분에 물이 갇힐 수 있는 복잡한 단면에 이상적입니다..
• 공기 냉각 / 강제 공기: 급속 담금질이 중요하지 않은 합금에만 사용됩니다. (예를 들어, 6063 T4 성격이 허용 가능한 경우).
  열 충격을 줄이기 위해 물 담금질 전 "사전 냉각" 영역으로 사용할 수도 있습니다..
• 조합 담금질: 일부 공장에서는 초기 강제 공기 단계를 사용합니다. (식히다 500 °C에서 ~250°C까지), 물을 뿌리거나 담그는 행위.
  이 엇갈린 접근 방식은 매우 길거나 두꺼운 프로파일의 뒤틀림을 최소화합니다..

열 충격 방지

• 몰입 500 °C 알루미늄 프로파일이 갑자기 들어감 20 °C의 물은 냉각기 외부에 인장 응력을 유발하고 내부에 압축 응력을 유발할 수 있습니다..
  냉각이 너무 공격적인 경우, 프로파일이 깨지거나 휘어질 수 있습니다..
• 적절한 노즐 배치, 유량 조정, 및 수온 제어로 균일한 냉각 속도를 보장하고 국부적인 응력 집중을 최소화합니다..

압출 후 스트레칭 및 교정

잔류 응력 및 프로파일 변형

• 돌출된 프로파일이 냉각됨에 따라, 고르지 못한 수축 (특히 길거나 비대칭인 단면의 경우) 휘어지거나 뒤틀리는 원인이 될 수 있습니다.
  이러한 왜곡은 직진도 허용 오차를 충족하도록 수정되어야 합니다. (ASTM B221, 안에 755).

스트레칭 기계

• 전형적인 스트레칭 동작:

• • 프로파일의 한쪽 끝이 고정되어 있습니다., 다른 하나는 유압 장치에 부착되어 있습니다. (또는 기계적인) 따는 사람.
  • 프로필이 길어졌습니다 (4–5 % 그 길이의) 제어된 인장력을 적용하여.
  • 직선형 고정 장치가 프로파일을 제 위치에 고정합니다., 긴장된 상태에서 똑바로 유지.
  • 일단 긴장 상태에 놓였을 때, 프로파일이 해제되고 약간 "스프링백"이 허용됩니다.; 스트레칭하는 동안 재료가 항복하기 때문에, 이전보다 더 직선적인 형태를 유지하고 있어요.

• 사이클 타이밍: 스트레칭은 일반적으로 담금질 후 몇 분 이내에 발생합니다., 상당한 곡물 안정화 이전.
  다음보다 짧은 프로필 6 m은 한 조각으로 늘어날 수 있습니다; 더 긴 프로필 (최대 12 m 이상) 세그먼트별로 순차적으로 연결되거나 처리됩니다..

스트레이트닝만

• 일부 두꺼운, 고강성 프로파일, 더 가벼운 교정 장치 (예를 들어, 기계식 프레스 또는 레벨링 기계) 상당한 인장 신율 없이 사용할 수 있습니다..
  하지만, 벽이 얇거나 비대칭이 심한 형상용, 스프링백 문제를 피하기 위해 전체 스트레칭이 선호됩니다..

노화 및 템퍼링

열처리 가능 대. 비열 처리 가능한 합금

• 열처리 가능한 합금 (예를 들어, 6000-시리즈, 7000-시리즈, 일부 2000 시리즈) 석출경화로 강도를 얻다.
  압출 후 급속 담금질로 과포화 고용체 생성;
  후속 노화 (실온 또는 높은 온도에서) 강화 단계를 촉진 (6xxx의 Mg₂Si, 7xxx의 θ'/θ).
• 비열 처리 가능한 합금 (예를 들어, 1xxx 및 대부분의 5xxx 합금) 노동 강화에 의존하다 (화를 잘 내는 사람).
  압출 후, 일반적으로 제어된 냉각을 거칩니다., 그러나 최대 강도를 위해 후속 인공 노화가 필요하지 않습니다..

일반적인 성격

• T4 성미 (자연 노화): 압출된 프로파일은 담금질된 후 며칠 또는 몇 주 동안 주변 온도에 보관됩니다..
  적당한 강도가 있는 곳에 적합 (~70~80 % T6의) 허용됩니다.
• T5 성미 (용체화 처리 없이 인공 숙성): 압출된 프로파일은 즉시 냉각됩니다. (끄다) 그런 다음 숙성 오븐에 넣습니다. (예를 들어, 160~6~10시간 동안 –175°C).
  T4보다 강도가 높지만 T6보다 낮습니다..
• T6 성미 (용체화 + 인공 노화): 프로파일은 용체화 처리됩니다. (예를 들어, 1~2시간 동안 ~530°C), 담금질, 그리고 인위적으로 숙성되었습니다 (예를 들어, 1608~12시간 동안 –180°C).
  6xxx 시리즈 중 최고의 강도를 발휘합니다. (예를 들어, 6061-T6) 또는 7xxx 시리즈 (예를 들어, 7075-T6) 압출.

실제 고려 사항

• 별도의 용체화로가 필요하지 않기 때문에 많은 압출업체에서 T5를 표준 인라인 서비스로 제공합니다..
  매우 크거나 복잡한 프로파일용, 압출 후 용액화 (T6을 달성하기 위해) 모든 길이를 최종 크기로 자른 후 전용 배치 오븐에서 수행할 수 있습니다..
• 지하 마시기 (높은 온도에서 너무 오래 유지하거나 너무 높은 온도에서 유지) 연신율을 감소시키거나 침전물이 원치 않게 조대화될 수 있습니다., 인성을 낮추다.

직접 대. 간접 대. 정수압: 비교 노트

5. 2차 작업 및 표면 마감

원시 압출 프로파일을 길이로 자르고 늘이면, 많은 응용 분야에는 2차 가공이나 미적 마무리가 필요합니다..

길이에 맞게 절단

• 플라잉 절단톱: 압출 속도와 일치하는 인라인 톱질 스테이션 - 압출 프레스를 중단하지 않고 지속적인 작동을 보장합니다..
• 오프라인 절단톱: 고객이 지정한 길이로 프로파일을 절단하기 위해 압출 실행 후 사용되는 수동 또는 자동 띠톱 또는 원형 톱.

가공 및 드릴링 작업

• CNC 밀링, 교련, 그리고 태핑: 구멍을 생성하려면, 슬롯, 또는 복잡한 기능.
  알루미늄의 가공성은 적절한 공구 형상과 절삭유를 사용하는 경우 높은 이송률과 긴 공구 수명을 가능하게 합니다..
• 밀링 T-슬롯 또는 맞춤형 재진입 기능: 다이 비용이나 형상 제약으로 인해 특정 기능을 직접 압출할 수 없을 때 필요한 경우가 있습니다..

표면 처리

양극화

• 통제된 것을 생성합니다, 다공성 산화물층 (일반적인 두께 5–25 µm).
• 부식 저항을 향상시킵니다, 표면 경도, 그리고 미적인 외관.
• 후속 염색이 가능합니다. (착색) 또는 밀봉 (향상된 내마모성).

분말 코팅

• 열경화성 폴리머 분말은 정전기로 도포되고 경화됩니다. (180–200 ° C).
• 유니폼을 제공합니다, 우수한 긁힘 방지 및 내화학성을 갖춘 내구성 있는 마감 처리.
• 사실상 무제한의 색상과 질감으로 제공됩니다..

액체 페인팅 (젖은 코트)

• 기존 스프레이 또는 정전식 페인트 라인.
• 분체 코팅보다 치핑에 더 취약하지만 복잡한 색상 혼합이나 극도로 매끄러운 마감을 위해 종종 선택됩니다..

기계적 마감

• 브러싱: 일관된 선형 결을 생성합니다. 건축용 난간 및 가전제품 트림에 널리 사용됩니다..
• 세련/버핑: 거울 같은 마감을 구현합니다. 일반적으로 장식용으로 사용됩니다..
• 샌드블라스팅 또는 구슬 폭발: 균일한 매트 또는 새틴 질감을 부여합니다. 접착력을 향상시키기 위해 페인팅 전에 자주 적용됩니다..

특수 커버링

• PVDF (폴리비닐리덴 불화물) 코팅: 외부 건축 요소에 자주 사용됩니다. (<0.3 MM 두께).
  PVDF는 탁월한 UV 저항성을 제공합니다., 색상 유지, 내후성.
• 파우더 코팅 주름 또는 주름 마감: 산업용 또는 장식용으로 질감 있는 외관 부여.

6. 알루미늄 압출의 주요 산업 응용 분야

건설 및 건축 시스템

• 창과 도어 프레임: 열 차단 장치가 통합된 압출 6063‐T5/T6 프로파일, 배수로, 그리고 날씨 씰.
• 커튼월 및 외관 구성요소: 정밀한 맞춤을 위해 설계된 복잡한 멀리언과 트랜섬, 높은 풍하중, 열 성능.
• 구조적 프레임: 모듈형 난간 시스템, 캐노피 지지대, 커튼월 서브프레임.
• 태양광 설치 구조물: 경량 랙 레일 및 장착 브래킷.

자동차 및 운송

• 섀시 및 프레임 멤버: 돌출된 충돌 빔, 범퍼 보강재, 서스펜션 구성 요소 - 모두 고강도 6005A를 사용하거나 6061 내충격성과 중량 목표를 충족하는 합금.
• 루프 레일, 문턱, 및 바디 몰딩: 미적 기능과 구조적 기능을 모두 제공하는 압출.
• 열 교환기 및 라디에이터: 엔진 오일 쿨러, AC 증발기, 특수 6000 시리즈 또는 1xxx 시리즈 합금을 압출하여 만든 콘덴서 헤더.

항공 우주

• 윙립, 동체 스트링거, 그리고 롱게론: 6000- 및 7000 시리즈 합금은 정확한 치수 공차로 압출됩니다., 그런 다음 T6 또는 T651로 노화 경화됨.
• 내부 캐빈 구성 요소: 머리 위 쓰레기통, 좌석 트랙, 창틀 - 미적 특성과 내마모성을 위해 종종 코팅되거나 양극 처리됩니다..
• 랜딩 기어 구성 요소: 토크 튜브 또는 드라이브 샤프트 하우징과 같은 일부 하위 구성요소는 경량 강도를 위해 압출 프로파일을 사용합니다..

전자공학과 열교환

• 전력전자용 방열판: 압출 6063 또는 6061 복잡한 핀 형상과 넓은 표면적을 제공하는 프로파일.
• LED 조명기구: 구조적 장착과 열 관리를 모두 제공하는 압출, 종종 LED 스트립 및 배선용 통합 채널이 있음.
• 변압기 및 버스 바 인클로저: 전력 분배를 위한 순수 알루미늄 압출 또는 적층 "알루미늄 코어/구리 피복" 프로파일.

소비자 제품 및 가구

• 스포츠 용품: 자전거 프레임 (6016, 6061 합금), 사다리 레일, 텐트 기둥.
• 디스플레이 장치 및 선반: 소매 설비용 모듈형 압출 프레임, 무역 박람회 부스, 그리고 전시대.
• 가구 부품: 테이블 다리, 의자 프레임, 서랍 슬라이드 - 종종 내부 미적 특성을 위해 양극 처리됨.

산업 기계 및 자동화

• 기계 프레임 및 보호 장치: 30×30mm ~ 80×80mm 모듈형 프로파일 (기반으로 6063 또는 6105) 패널을 쉽게 장착할 수 있는 T 슬롯 포함, 센서, 컨베이어.
• 컨베이어 레일 및 선형 모션 가이드: 볼 베어링용 통합 궤도가 있는 압출 가이드, 소형 활성화, 정밀 선형 시스템.
• 안전 울타리 및 보호 장벽: 경량, 산업 안전 표준을 충족하는 재구성 가능한 패널 (ISO 14120, OSHA).

7. 알루미늄 압출의 장점과 한계

장점

설계 유연성 및 복잡한 단면

• 압출을 통해 복잡한 중공 단면 가능, 다중 챔버 프로파일,
  및 통합 채널 (예를 들어, 배선 덕트, 개스킷 홈) 다른 방법으로는 어렵거나 비용이 많이 듭니다..
• 저렴한 비용으로 다이 설계를 수정하면 프로파일 형상을 상대적으로 빠르게 반복할 수 있습니다..

높은 재료 활용도

• 판재 밀링이나 단조 및 가공과 비교, 압출은 부스러기/폐기물을 최소화합니다..
  사용되지 않은 스크랩을 다시 녹여 손실을 최소화하면서 빌렛 생산 루프로 반환할 수 있습니다..

뛰어난 재활용성과 지속가능성

• 알루미늄은 ~5개만 있으면 무한히 재활용할 수 있습니다. % 보크사이트에서 1차 알루미늄을 생산하는 데 필요한 에너지.
• 많은 알루미늄 압출 회사는 폐쇄 루프 스크랩 재활용을 통해 운영됩니다., 탄소 배출량 및 원자재 비용 절감.

중형 다이캐스팅에 비해 상대적으로 낮은 툴링 비용

• 압출 다이에는 상당한 초기 비용이 들지만 (복잡성에 따라 US $2,500–$15,000+),
  적당한 생산량의 경우 (수천에서 수만 개의 부품), 알루미늄 압출은 다이캐스팅보다 경제적입니다..

우수한 마감 옵션

• 돌출된 표면은 양극산화 처리되어 내구성이 뛰어납니다., 부식성, 그리고 심미적으로 만족스러운 마무리.
• 타이트한 공차 (±0.15mm) 2차 가공이나 연삭의 필요성 감소.

제한

매우 복잡한 모양의 초기 다이 비용

• 매우 복잡한 프로파일에는 다중 조각 분할 다이 또는 특수 코팅이 필요할 수 있습니다. (예를 들어, 세라믹, WC 코팅), 운전 다이 비용은 미국보다 높습니다. $50,000.
• 초저용량용 (< 100 m 프로필), 맞춤형 다이 설정이 정당화되지 않을 수 있습니다..

기하학적 제약

• 최소 벽 두께: 일반적으로 1.5 표준 합금의 경우 mm. 얇은 피처로 인해 표면 균열 위험이 증가합니다., 죽어서 찢어지다, 또는 압출 후 뒤틀림.
• 대폭 감소된 단면적: 단면의 급격한 변화로 인해 금속 패킹이 발생할 수 있습니다. (과잉 압출) 또는 과소 압출; 부드러운 전환과 넉넉한 필렛이 필요합니다..

표면 결함

• 다이 유지 관리 기간이 지나면 눈에 보이는 "다이 라인" 또는 "스트링거"가 나타날 수 있습니다., 또는 합금의 청결도가 좋지 않은 경우.
• 비금속 개재물 또는 산화막 (윤활 관리 불량으로 인해) 마스크하기 어려운 표면 결점을 초래할 수 있습니다., 아노다이징 후에도.

합금별 단점

• 일부 고강도 합금 (7000, 2000 시리즈) 열간 균열이 발생하기 쉽고 매우 엄격한 공정 제어가 필요합니다., 스크랩 및 툴링 비용이 모두 증가합니다..
• 저가형 6xxx 시리즈는 일부 중요한 항공우주 또는 방위 산업 분야에서 고온 또는 매우 높은 피로 요구 사항을 충족하지 못할 수 있습니다..

8. 품질 관리 및 산업 표준

관련 표준

• ASTM B221 (“알루미늄 및 알루미늄 합금 압출 바의 표준 사양, 막대, 철사, 프로필, 그리고 튜브”):
  화학 성분을 정의합니다, 기계적 특성 요구 사항, 다양한 합금/템퍼 지정 및 템퍼에 대한 치수 공차.
• 안에 755/안에 12020: 압출 알루미늄 프로파일에 대한 유럽 표준 - 선형 및 각도 치수에 대한 공차 지정, 표면 품질, 및 기계적 특성.
• 그냥 H4100: 유사한 압출 제품 사양을 다루는 일본 표준.

치수 검사

• 캘리퍼스 및 마이크로미터: 수공구로 접근 가능한 기능에 대한 수동 검사.
• 측정 기계를 조정하십시오 (CMM): 복잡한 프로파일의 고정밀 3D 스캐닝, 특히 항공우주 또는 자동차 응용 분야의 복잡한 공차 및 품질을 검증할 때.
• 광학 스캐너: 비접촉식 레이저 스캐너는 전체 단면을 CAD 모델과 빠르게 비교하여 뒤틀림이나 다이 마모를 감지할 수 있습니다..

기계 테스트

• 인장 테스트: 항복 강도를 측정하기 위해 압출된 조각에서 절단된 쿠폰, 최고의 인장 강도, 세로 방향과 가로 방향 모두의 신장률 (이방성이 존재할 수 있다).
• 경도 테스트: Rockwell 또는 Vickers 테스트를 통해 성미 상태 확인, 특히 인공 노화의 경우 (T6) 자연적인 노화에 비해 (T4).
• 피로 테스트: 때때로 중요한 구조 구성요소에 필요함 (예를 들어, 항공우주 프레임) 순환 부하 하에서 장기 성능을 검증하기 위해.

표면 품질 평가

• 육안 검사: 압출선 등 표면 흠집 확인, 흠집, 산화물 필름, 아니면 흠.
• 코팅 접착력 테스트: 양극 산화 처리되거나 도장된 표면용, 표준화된 테스트 (예를 들어, ASTM D3359 테이프 테스트) 적절한 결합을 보장.
• 부식 테스트: 소금 스프레이 (ASTM B117) 또는 건축 또는 해양 응용 분야의 실외 노출을 시뮬레이션하기 위한 습도 챔버 테스트.

인증 및 추적성

• 재료 추적성: 각 압출 실행에는 일반적으로 밀 테스트 인증서가 수반됩니다., 화학 성분 나열, 성질, 기계적 특성, 그리고 테스트 결과.
• ISO 9001 / IATF 16949: 자동차 또는 항공우주 산업에 사용되는 다양한 압출 시설
  OEM은 ISO에 따라 운영됩니다. 9001 (품질경영) 또는 IATF 16949 (자동차 품질) 프로세스 일관성과 추적성을 보장하는 시스템.

9. 결론

알루미늄 압출은 현대 제조 분야의 초석 기술입니다., 효율적인 복합생산을 가능하게 합니다., 강도가 높습니다, 수많은 산업 분야에 걸친 경량 프로파일.

맞춤형 다이를 통해 가열된 빌렛을 강제로 통과시킴으로써, 압출기는 재료 낭비를 최소화하면서 놀라운 기하학적 다양성을 달성할 수 있습니다..

2차 가공 및 고품질 표면 처리와 결합 시 (양극화, 분말 코팅), 압출 프로파일은 뛰어난 기계적 성능을 제공합니다., 부식 저항, 그리고 미적 매력.

주요 시사점은 다음과 같습니다:

• 합금 선택: 6000 시리즈는 균형 잡힌 강도로 여전히 지배적입니다., 압출성, 아노다이징 전위,
  7000 시리즈 및 2000 시리즈 합금은 특수한 고강도 및 피로 요구 사항을 충족합니다..
• 프로세스 제어: 세심한 빌렛 균질화, 온도 관리, 다이 디자인,
  결함 없는 압출을 생산하려면 윤활 방법이 필수적입니다., 특히 복잡하거나 높은 압출 비율의 경우.
• 디자인실습: 기하학적 지침 준수 (최소 벽 두께, 필렛, 유니폼 섹션) 치수 정확도를 보장하고 뒤틀림을 방지합니다..
• 지속 가능성: 알루미늄 압출재의 재활용성과 경량화 잠재력은 운송 분야 탄소 감소 전략의 핵심이 됩니다., 건설, 소비자 전자 제품.
• 미래의 트렌드: 새로운 프로세스 혁신 (정수압, 초음파), 고급 합금 (나노 침전물, 기능적으로 등급이 매겨진 재료),
  디지털 통합 (산업 4.0, IoT 지원 "스마트" 프로필) 오늘날의 성과를 훨씬 뛰어넘어 압출의 역량을 확장할 것을 약속합니다..

산업계에서 점점 더 경량화를 요구함에 따라, 고성능, 지속 가능한 솔루션, 알루미늄 압출은 계속 발전할 것입니다,

재료 과학의 지속적인 혁신에 힘입어, 공정 기술, 그리고 디지털 제조.

차세대 제품 및 인프라에서 알루미늄 압출의 잠재력을 최대한 활용하려는 엔지니어와 설계자에게는 이러한 개발 상황을 파악하는 것이 중요합니다..

LangHe 알루미늄 압출 서비스 선택

랑헤 최첨단 압출 장비를 활용합니다., 광범위한 합금 포트폴리오, 광범위한 응용 분야에 걸쳐 턴키 알루미늄 압출 솔루션을 제공하는 검증된 프로세스 전문 지식.

경량 구조 부품 및 산업 자동화부터 고성능 방열판 및 건축 마감재까지.

엄격한 품질 관리와 유연한 배송 옵션을 통해, 고객이 향상된 제품 가치를 신속하게 실현할 수 있도록 지원합니다..

더 자세한 기술 정보를 원하시거나 샘플을 요청하시려면, 자유롭게 해주세요 LangHe에 문의하세요 기술팀.

 

FAQ

알루미늄 압출에서 달성할 수 있는 공차 및 치수?

• 외부 치수: 일반적으로 ±0.15mm ~ ±0.50mm, 벽 두께와 합금에 따라 다름.
• 내부에 (구멍) 치수: 일반적으로 ±0.25mm ~ ±1.0mm.
• 직진성: 스트레칭 후, 프로필이 자주 만나요 < 0.5 미터당 편향 mm.
• 더 두꺼운 벽과 단순한 단면으로 더 엄격한 공차를 더 쉽게 달성할 수 있습니다.; 얇은 벽 (< 1.5 mm) 또는 매우 복잡한 프로파일은 더 넓은 공차를 가지며 더 정밀한 프로세스 제어가 필요할 수 있습니다..

압출 알루미늄 프로파일의 일반적인 표면 처리는 무엇입니까?

• 양극화: 내구성 있는 산화물 층을 생성합니다. (5–25 µm) 내식성을 향상시키는 것, 경도, 그리고 컬러 염색도 가능해요. 장식용 건축 또는 소비재에 이상적.
• 분말 코팅: 고분자 분말의 정전기 적용, 그런 다음 경화. 유니폼 제공, 우수한 스크래치 및 내화학성을 갖춘 내구성 있는 마감.
• 액체 페인트 (습식 페인팅): 특수한 색상이나 질감 요구 사항에 맞는 스프레이 또는 정전기 방식.
• 기계적 마감: 브러싱 (선형 입자), 세련 (미러 마감), 샌드블라스팅/비드블라스팅 (매트/새틴 질감).
• PVDF 코팅 (예를 들어, 키나르®): 탁월한 UV 기능을 갖춘 건축외부 요소용 고성능 코팅, 화학적인, 그리고 날씨 저항.