曲げ加工に最適なアルミニウム：どのアルミ合金が最適か？
アルミの曲げ加工でひび割れを心配する建築家が多いのは知っている。彼らは滑らかに曲がる金属を求めている。
5052や3003のような合金は曲げ加工に最適で、柔らかく割れにくい。
この記事では、どの合金がよく曲がるのか、そしてなぜそれが重要なのかを探ります。
曲げ加工に最適なアルミニウム合金は？
趣味の機械工と一緒に仕事をしたことがある。6061と5052のストリップを曲げようとしたんだ。6061は割れてしまったが、5052はフォーマーにきれいに曲がった。
合金5052-H32と3003-H14は曲げ加工に最適である。これらは降伏強度が低く、延性に優れ、曲げで割れにくい。
もっと深く合金の特性と曲げ加工性
アルミニウム合金はマグネシウムや銅の含有量が異なる。それが柔軟性に影響する。
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5052-H32
- マグネシウム ～2.5%
- 降伏～193?
- 高い延性、優れた耐食性
- パネル、海洋作業に使用
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3003-H14
- マンガン ～1.0%
- 降伏～145?
- ソフトで成形しやすい
- キッチン用品や折り曲げに最適
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1100-H24
- 商業純度（～99%）
- 降伏～55?
- 非常に柔らかいが、強くない
- 簡単に曲がるが、構造的な強度はない
| 合金 | 降伏強度 (MPa) | 成形性 | 一般的な用途 |
|---|---|---|---|
| 5052-H32 | ~193 | 高い | マリンパネル、曲げブラケット |
| 3003-H14 | ~145 | 非常に高い | 軽いベンド、HVACダクト |
| 1100-H24 | ~55 | 極めて高い | 装飾的な曲げ加工、ディスプレイ |
以前、1mmの5052を10cmの半径で曲げたことがある。それで合金がなぜ重要なのかがわかりました。硬い合金は割れたり、はね返ったりするんだ。
クイズの時間だ：
合金6061は、5052と同様に成形可能である。偽
6061はもっと硬く、きつく曲げると割れる。
3003-H14は5052-H32より曲がりやすい。真
3003-H14は降伏強度が低く、延性が高い。
アルミニウムの曲げ加工はどのように準備するのですか？
部分的に塗装されたパネルが、曲げ加工中に塗装ラインで割れてしまったことがあった。前準備が重要だということがよくわかりました。
アルミニウムをきれいに曲げるには、コーティングを除去し、必要に応じてアニールし、曲げ線を正確にマークする必要があります。
もっと深く曲げ加工の準備段階
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表面クリーニング
- 油、グリース、塗料を取り除く
- イソプロピルアルコールまたはアセトンを使用する
- きれいな表面は、曲がりを均一にし、ひび割れを軽減する。
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アニーリング（オプション）
- 合金を300～350℃に加熱し、ゆっくり冷却する。
- H32やH14のような硬い怒りを和らげる。
- 曲げやすく、ひび割れが少ない
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マークと計測
- 曲げ線にはスクライブかマーカーを使う
- 曲げ代計算を含む
- ダイやブレーキの正確な位置合わせをサポート
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エッジ処理
- エッジをわずかに丸めるか面取りする
- 鋭利なエッジはストレスとクラックを引き起こす
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潤滑
- 軽いオイルまたはドライフィルムを使用する
- 工具内のアルミニウムの流れを助ける
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確保とサポート
- パッドまたはバックアップサポートを使用する
- 挟み込みや曲げムラを軽減
5052-H32を定格曲げ半径の3倍ほどきつく曲げたとき、アニールが役に立った。適切な加熱と冷却の後、クラックは発生しませんでした。
クイズの時間だ：
曲げる前にアルミニウムを洗浄する必要はない。偽
残留物は曲げ品質に影響し、ひび割れの原因となる。
曲げ加工前にアルミニウムをアニールすることで、クラックの発生を抑えることができます。真
加熱することで金属が柔らかくなり、曲げ加工時の延性が向上する。
どのような曲げ技術がひび割れを最小限に抑えるのですか？
手すりのために長い押出材を90°に曲げたことがある。3本ロールベンダーを使い、あらかじめ設定した圧力で曲げました。結果は滑らかで、ひび割れもありませんでした。
適切な工具を使用し、曲げ半径をコントロールし、曲げ順序を工夫することで、割れを最小限に抑えることができる。
もっと深く曲げ加工の方法とコツ
1.ブレーキプレス、ロールベンダー、ハンドブレーキを使用する。
- 低速プレスブレーキ Vダイ付き
- 三本ロールベンダー チューブやプロファイルに最適
- ハンドブレーキ 厚さ2mmまでの板金に最適
2.制御曲げ半径
- 最小半径は、5052では板厚の1倍以上、より硬い合金では2倍以上とする。
- 半径の小さなタイトなベンドは、しばしばクラックが入る。
- 推奨限度については、常に合金の仕様を確認してください。
3.きつい曲げにはリリーフカットを使う。
- 押し出し材の場合、小さな逃がし穴や切り欠きで変形を防ぐ。
- カット間の材料がきれいに曲がる
4.曲げシーケンス
- 長いプロファイルを少しずつ曲げる
- 1つの大きなベンドより複数の小さなベンドの方が簡単
- 曲げの間、材料をリラックスさせる
5.工具表面とアライメント
- 金型がくすんだり汚れたりすると、傷や割れの原因になる。
- ダイラップ半径は素材に合わせる
- ねじれを避けるため、部品の中心を合わせます。
6.冷却とエージング
- 熱したベンドを自然に冷ます
- 硬化合金の場合、冷間冷却は応力の原因となる。
3本ロールベンダーを使い、半径5cmの2mm 5052チューブを曲げました。ローラーがチューブの輪郭にマッチし、楕円形状を防いでくれました。何百回曲げてもクラックは入らなかった。
クイズの時間だ：
より速く曲げれば、常にひび割れを減らすことができる。偽
速く曲げると材料が破れる可能性があるため、ゆっくりと制御された動きの方が安全である。
曲げ半径が材料の厚さより小さいと、しばしば亀裂が生じる。真
きつすぎる曲げは、材料の延性限界を超える。
曲げた後の強度を維持するには？
以前、炎症を起こしたプレートを曲げたことがある。そのプレートには微細なクラックがあり、わずかな負荷で破損した。その後、応力除去が重要であることを学んだ。
強度を保つには、ひずみ硬化を抑制し、曲げ後の焼鈍を行い、亀裂がないか検査する必要がある。
深く潜る：強度維持のためのポスト?ベンドステップ
1.ひずみ硬化を考慮する。
- 曲げ加工が外側の繊維を硬くする
- 降伏強度は上がるが延性は下がる
- 疲労回復には良いが、やり過ぎると脆くなる可能性がある。
2.応力除去アニール
- 150～200℃、1時間の軽加熱で残留応力を低減。
- ゆっくり冷却することで反りを防ぐ
- 柔らかくなるのはわずかだが、寿命は延びる
3.縮毛矯正またはプレ・ストレッチ
- 弾性形状を回復させるために、わずかに無負荷にする
- 部品にひびが入るような過度の伸張は避ける。
4.亀裂の検査
- 屈曲部には染料浸透剤や拡大鏡を使用する。
- 微細な亀裂は早期の修理または交換が必要
5.保護仕上げ
- 曲げ加工後、陽極酸化処理またはパウダーコート処理
- 表面を硬くし、耐食性を高める
- 陽極酸化処理で曲げ面をシール
6.疲労設計
- 半径の大きなベンドを使用し、鋭角を避ける。
- 部品が繰り返し荷重を受ける場合は、曲がった部分を補強する。
A型ブラケットを曲げた後にアニールした。エッジの降伏は強化されましたが、応力除去によりヘアライン亀裂は止まりました。10,000サイクルのテストに失敗することなく持ちこたえました。
| ポスト・ベンド・アクション | 目的 | 効果 |
|---|---|---|
| ストレス・リリーフ・アニール | 内部応力の低減 | 延性と疲労寿命の向上 |
| クラック検査 | ダメージを早期に発見する | 使用中の故障を防ぐ |
| 保護コーティング | 表面を保護し、腐食を防ぐ | 寿命を延ばす |
クイズの時間だ：
ひずみ硬化は常に曲げ部分を弱くする。偽
強度は向上するが、強すぎると延性が低下する。
曲げ加工後の応力除去焼鈍は疲労寿命を向上させる。真
加熱は、材料を大きく軟化させることなく応力を緩和する。
結論
5052または3003を選択し、洗浄とオプションのアニーリングで準備し、適切な曲げ技術を使用し、その後応力を緩和することで、強く耐久性のある曲げを実現します。手入れをすれば、曲げ加工されたアルミニウム部品は亀裂が入らず、強度を保つことができます。
