알루미늄 단조 기초 - 열간 단조 및 냉간 단조

알루미늄과 그 합금은 철강에 이어 생산량 2위를 차지하는 가장 인기 있는 비철금속 중 하나입니다. 알루미늄은 지각에서 무게 기준으로 8번째로 풍부한 원소이며, 다른 모든 비철금속을 합친 것보다 더 풍부합니다. 밀도는 강철의 3분의 1에 불과합니다(알루미늄 합금의 경우 2. 7g/cm³, 강철의 경우 약 7. 85g/cm³). 이러한 낮은 밀도 덕분에 알루미늄 합금은 경량화에 이상적이며 강도, 강성 및 피로 수명이 우수하여 하중을 전달하는 부재에 이상적입니다.

알루미늄 합금은 연성이 높기 때문에 복잡한 디자인과 정밀한 공차 단조에 적합합니다. 알루미늄 단조품은 내식성, 열전도성 및 비자성 특성 측면에서 강철 단조품보다 우수한 특성을 가지고 있습니다. 여러 측면에서 강철 단조품보다 우수합니다.

알루미늄 단조품은 그 특성으로 인해 기계, 항공, 자동차, 철도, 선박, 건설, 교량, 화학, 발전소 등 다양한 분야에 사용됩니다. 알루미늄은 강철 단조품을 대체할 수 있으며, 이를 통해 기계 제품의 무게를 60%까지 줄이면서 강도는 높일 수 있습니다. 알루미늄은 가볍고 강도가 높기 때문에 항공, 우주, 방위 산업에서 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어 항공기 구조물에는 15%~50% 범위의 알루미늄 단조가 사용됩니다. 이 글에서는 알루미늄 단조 공정과 열간, 냉간, 낙하 단조와 같은 가장 일반적인 알루미늄 단조 기술에 대해 설명합니다.

알루미늄 금속의 단조성 특성

단조성 측면에서 알루미늄 합금은 탄소강 및 저합금 구조용 강철과 거의 동일합니다.

고온에서 변형 저항의 변화

알루미늄 합금은 합금의 종류에 따라 다양한 변형 저항(또는 유동 응력)을 나타냅니다. 6000 시리즈의 저강도 및 중간 강도의 알루미늄 합금은 고온에서 변형에 더 취약합니다. 반면에 고강도 알루미늄 합금, 특히 7000 시리즈 알루미늄 Al-Zn-Mg-Cu 합금과 같은 합금들은 고온에서 변형에 대한 저항성이 더 높은 것으로 보고되었습니다.

예를 들어 경질 알루미늄 합금의 단조 강도 한계는 500°C에서 40MPa인 반면 6061 알루미늄 합금의 단조 강도 한계는 20MPa입니다. 즉, 후자의 단조 변형 하중은 전자의 약 절반에 불과합니다.

고온 및 실온에서의 변형에 대한 내성

상온에서 대부분의 변형 방지 알루미늄 합금은 탄소강보다 변형 저항성이 낮습니다. 하지만 고온에서는 변형에 대한 저항력이 탄소강보다 낮거나 비슷하거나 오히려 더 우수할 수 있습니다.

온도에 대한 민감도

알루미늄 합금은 온도 변화에 매우 민감합니다. 온도가 낮아질수록 변형에 저항하는 능력이 매우 빠른 속도로 증가하기 때문입니다. 이러한 경도의 증가는 탄소강보다 더 큽니다. 탄소강과 저합금 구조용 강철의 경우 온도가 100°C 낮아지면 강도의 한계가 1.5배 높아집니다. 반면, 알루미늄 합금의 경우 온도가 50°C 떨어지면 강도가 50%에서 300%까지 증가합니다.

알루미늄 부품의 단조 방법

알루미늄은 다른 금속과 조합하여 자주 사용되는 부드러운 저밀도 합금입니다.  구리, 마그네슘, 주석 또는 아연과 같은 원소를 첨가하여 성형성, 경도 및 강화 능력을 향상시킵니다. 알루미늄 합금은 쉽게 단조할 수 있기 때문에 85%의 알루미늄 부품이 단조됩니다.

단조 제품은 두 가지 금속의 특성을 모두 가지고 있기 때문에 주조 알루미늄 제품보다 상대적으로 강도가 높습니다. 알루미늄은 용융 온도가 낮고 단조 제품보다 가격이 저렴하기 때문입니다. 단조 애플리케이션에 가장 일반적으로 사용되는 알루미늄 합금은 Al 6061, 6063, 6082 및 7075입니다. 이러한 합금은 부식 방지와 저밀도가 중요한 엔지니어링 부품 및 시스템에 사용됩니다. 단조 알루미늄 부품은 조선, 자동차 내장 및 외장 부품, 엔진, 항공 우주 및 해양 선박과 같이 혹독한 조건을 견딜 수 있는 능력이 필수적인 기타 제조 산업 제품 등 다양한 산업에서 광범위하게 사용됩니다. .

알루미늄 열간 단조

알루미늄 열간 단조에는 알루미늄 바를 절단하고 고온으로 가열하는 과정이 포함됩니다. 재결정화라고 하는 이 공정은 알루미늄의 입자 구조를 개선하고 단조 부품의 인성, 연성 및 항복 강도를 향상시킵니다. 또한 열간 단조는 재료 스크랩이 거의 발생하지 않기 때문에 재료 사용 효율이 매우 높습니다. 알루미늄 부품의 열간 단조는 고객이 요구하는 디자인과 크기를 충족하기 위해 당사 공장에서 이루어질 수 있습니다.

알루미늄 C오래된 단조

알루미늄 냉간 단조는 알루미늄이 연성이 높고 조작이 쉽기 때문에 알루미늄 부품에 특히 적합합니다. 이 기술은 추가 가공이 거의 또는 전혀 필요하지 않은 매우 정확한 부품을 만들어내며 대칭형 제품을 만드는 데 가장 적합합니다. 냉간 단조는 대부분의 경우 열간 단조보다 경제적입니다. 냉간 단조 공정은 봉재를 필요한 모양으로 구부린 다음 다이 사이에서 압축하여 최종 모양을 만드는 과정을 거칩니다. 그러나 알루미늄의 상대적으로 부드러운 특성으로 인해 단조 부품의 경도를 높이려면 열처리를 하는 것이 좋습니다. 이러한 특성으로 인해 알루미늄 단조품은 많은 산업과 응용 분야에서 필수적입니다.

이 과정에서 다이의 윗부분은 해머에 고정되고 다이의 아랫부분은 앤빌에 고정됩니다. 가열된 알루미늄 공작물은 다이의 아래쪽 절반에 있는 앤빌 위에 놓입니다. 그 후 공작물이 다이 캐비티를 완전히 차지할 때까지 균일한 힘으로 다이 캐비티에 강제로 밀어 넣습니다. 이 단계에서 여분의 알루미늄은 다이의 두 반쪽 사이의 구멍을 통해 배출됩니다. 플래스라고 불리는 이 여분의 재료는 모아서 다시 생산 공정에 활용됩니다.

알루미늄 드롭 단조

드롭 단조는 금형의 두 반쪽 사이에 알루미늄 공작물을 놓고 해머를 사용하여 재료를 성형하는 단조 방법으로, 알루미늄 부품의 대량 생산에 이상적입니다. 알루미늄 합금은 무게가 가볍기 때문에 드롭 단조에 선호되며 6000 및 7000 시리즈 합금이 가장 적합합니다. 공작물이 단조된 후에는 플래시라고 하는 여분의 재료를 잘라내고 부품을 추가 가공할 수 있습니다.

알루미늄은 낙하 단조 공정을 통해 강화되고 단단해지며 피로 특성이 개선되는 것으로 알려져 있습니다. 이 제어된 변형 공정을 통해 높은 정확도와 균일성을 달성할 수 있으므로 복잡한 형상을 제조하는 데 사용할 수 있는 저렴하고 낭비가 없는 공정입니다.

알루미늄 합금의 특성은 다음과 같습니다:

알루미늄과 같은 금속에는 가소성이라는 특성이 있는데, 이는 높은 외부 힘에 의해 재료의 형태가 변형되는 능력입니다. 알루미늄은 구조적 안정성을 유지할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 알루미늄 합금의 연성은 가공성과 다이 단조가 수행될 수 있는 환경을 정의합니다.

알루미늄 합금은 유속이 강철의 50%인 반면, 금형 표면의 마찰 계수는 3배나 높습니다. 이로 인해 단조 작업 시 높은 결합력, 낮은 가공성 및 낮은 연성을 초래합니다.

알루미늄 단조 방법: 종합 가이드

알루미늄 단조는 단조 프레스 또는 해머를 사용하여 알루미늄을 다양한 디자인 구성으로 압착하는 공정입니다. 이 공정은 방위, 자동차, 항공우주 등 산업용으로 다양한 프로토타입 디자인 패턴을 복제하는 데 도움이 됩니다.

1단계: 준비

첫째, 알루미늄 빌릿은 불순물이 없는 순수하고 용도에 맞는 치수의 알루미늄을 적절히 공급받아야 합니다.

2단계: 난방

단조 공정 전에 빌릿을 적절한 온도로 가열합니다. 이 단계를 거치면 알루미늄이 강철보다 유연해져 강철보다 작업하기 쉽습니다. 온도는 합금의 특정 유형과 생산할 최종 제품의 모양에 따라 달라집니다. 일반적으로 알루미늄 합금은 화씨 700~950도 범위의 온도에서 단조되지만 일부 합금은 화씨 1100도까지 필요할 수 있습니다.

3단계: 알루미늄 단조

빌릿이 필요한 온도에 도달하면 단조 준비가 완료된 것입니다. 단조 공장에서는 단조 프레스나 해머를 사용하여 큰 힘을 가해 알루미늄의 모양을 만듭니다. 단조 공정에는 세 가지 주요 단계가 포함됩니다.단조 공정에는 세 가지 주요 단계가 포함됩니다:

• 뒤집기: 빌렛의 한쪽 끝에 압력을 가하여 길게 늘리고 얇게 만듭니다.
• 그리기: 그런 다음 빌렛을 필요한 길이와 바 모양으로 늘립니다.
• 마무리: 최종 모양을 재현하고 부품 표면에서 불필요한 재료를 잘라내는 데 도움이 됩니다.

4단계: 냉각

그런 다음 단조 알루미늄을 상온에서 서서히 냉각시킵니다. 빠른 속도로 담금질을 하면 특히 대형 단조품에서 균열이나 왜곡이 발생할 수 있습니다.

5단계: 가공 및 표면 마감

이 공정에는 드릴이나 절삭 공구와 같은 도구를 사용하여 단조 부품을 원하는 최종 형태와 크기로 성형하는 과정이 포함됩니다. 공정의 마지막 단계는 소재의 표면 마감을 개선하고 향후 쉽게 부식되지 않도록 연마 또는 코팅하는 것입니다.

알루미늄 단조는 힘을 가하여 금속을 성형하는 일반적인 공정으로, 작은 부품부터 대형 구조물까지 다양한 제품을 생산하는 데 사용됩니다.

알루미늄 단조에 유용한 팁

성공적인 알루미늄 단조를 위해 다음 팁을 고려하세요:

1. 올바른 알루미늄 합금을 선택합니다: 합금마다 단조 온도와 특성이 다르므로 제품에 적합한 합금을 선택하세요.
2. 온도 관리하기: 알루미늄 빌릿을 자주 관찰하여 특정 합금에 적합한 온도 내에 있는지 확인합니다.
3. 올바른 장비를 사용하세요: 필요한 작업에 적합한 톤수와 스트로크의 단조 프레스 또는 망치를 사용하세요.
4. 숙련된 알루미늄 단조 회사와 협업하세요: 알루미늄 단조를 처음 접하는 분이라면 Sincere Tech와 같이 오랜 기간 동안 이 분야에 종사해 온 회사에 문의하는 것이 좋습니다. 올바른 합금, 온도 및 장비를 선택하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 단조 공정 전반에 걸쳐 지침을 제공할 수 있습니다.

단조 알루미늄 부품의 장점

단조 알루미늄 부품은 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.단조 알루미늄 부품은 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다:

힘

알루미늄 단조는 주조와 가공을 통해 만든 부품보다 더 견고한 부품을 만듭니다. 단조 과정에서 재료의 입자 흐름이 부품의 모양에 따라 변화하여 재료의 강도와 부품의 수명이 증가합니다. 또한 단조 알루미늄은 부품이 반복적인 충격 하중, 주기적인 하중 및 기타 응력이 가해지는 조건에 노출되는 애플리케이션에서도 선호됩니다.

비용

알루미늄 단조는 일반적으로 리드 타임, 재료 비용 및 기타 제조 고려 사항 측면에서 더 경제적입니다. 알루미늄 다이캐스팅에 비해 단조는 툴링 비용이 상대적으로 저렴하고 생산 속도가 더 빠릅니다.

기계적 특성

금속 성형은 알루미늄 합금의 미세 구조를 긍정적인 방향으로 변화시켜 기계적 특성을 개선합니다. 이 프로세스는 인장 강도, 항복 강도, 인성 및 피로 특성을 향상시킵니다.

내구성 및 신뢰성

다른 알루미늄 성형 기술은 다공성 및 공극이 있는 부품을 생산할 수 있으며, 이는 성능을 저하시킬 수 있습니다. 단조는 압축력을 가하여 단조 제품의 성능, 강도 및 신뢰성을 향상시키기 때문에 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.

치수 정밀도

알루미늄은 약간 낮든 높든 재결정 온도까지 가열되기 때문에 단조에서 수축이 없는 합금입니다. 알루미늄 빌릿은 고체 형태로 가공되므로 최종 제품은 치수 측면에서 높은 수준의 정확성을 갖습니다.

자산 보유

단조 공정은 알루미늄의 우수한 특성을 어떤 방식으로도 변경하지 않습니다. 금속이 구부러지고 비틀리고 변형되더라도 금속의 긍정적인 특성은 영향을 받지 않습니다.

재료 낭비 감소

오늘날의 제조 부문은 주로 비용 절감을 위해 폐기물을 최소화하는 데 중점을 두고 있으며, 환경에 부정적인 영향을 미치지 않는 기술로 혁신이 이루어지고 있습니다. 알루미늄 단조 공정에서 플래시는 다이 단조의 개폐 과정에서 발생하며, 사이클 완료 후 쉽게 활용하고 재활용할 수 있습니다. 따라서 폐기물 발생량은 무시할 수 있을 정도로 매우 적습니다. 알루미늄은 세계에서 가장 많이 재활용되는 금속 중 하나이며 이러한 특성으로 인해 지속 가능한 부품이나 열악한 환경을 장식할 수 있는 제품이 필요한 응용 분야에 이상적입니다. .

대량 생산

알루미늄 단조는 최소한의 리드 시간으로 수천 개의 복잡한 세부 부품을 만들 수 있는 까다로운 금속 가공 방식입니다. 일반적으로 디자인 변형부터 제품 완성까지 걸리는 시간은 2개월 정도로 짧습니다. 알루미늄 단조는 대량의 알루미늄 제품을 생산하는 공정이지만 스크랩 생산이 최소화됩니다.

주요 내용

알루미늄 단조 은 다양한 산업 분야에서 가장 효과적이고 널리 사용되는 제조 방법 중 하나가 되었습니다. 이 가이드에서 제공하는 단계와 팁을 준수하면 성공적인 알루미늄 단조와 고객의 요구 사항을 충족하는 고품질 제품을 생산할 수 있습니다. 올바른 알루미늄 합금을 선택하고, 온도를 조절하고, 적절한 도구를 사용하고, 숙련된 단조 회사와 협력하는 것이 좋습니다. 따라서 올바른 예열, 단조, 냉각 및 마감 방법을 사용하여 최고의 품질과 성능 기준을 충족하는 알루미늄 제품을 제조할 수 있습니다.

홈    솔루션   지원    링크    채용 정보    블로그    사이트맵

저작권 © 2011-2014 GC 정밀 금형 모든 권리 보유