알루미늄 압출 압출 비율 제한 사항?

알루미늄 압출은 비율이 너무 높으면 종종 실패합니다. 프로파일이 깨지고 공구가 파손되며 비용이 빠르게 상승합니다. 많은 구매자가 도면이 이미 수정된 후에 이 문제에 직면합니다.

알루미늄 프로파일의 압출 비율은 금속 유동 응력, 빌릿 상태, 금형 강도, 합금 유형 및 프레스 성능에 따라 제한됩니다. 한 가지 요인이 한계에 도달하면 더 이상 안정적인 압출이 불가능합니다.

많은 엔지니어가 무게를 줄이거나 가공을 줄이기 위해 더 높은 비율을 요구합니다. 일리가 있습니다. 하지만 압출은 무한한 것이 아닙니다. 실제 한계를 알면 재설계, 지연 및 품질 위험을 피하는 데 도움이 됩니다.

알루미늄 프로파일의 압출 비율을 제한하는 것은 무엇인가요?

알루미늄 압출 비율은 빌릿 단면을 최종 프로파일 단면으로 나눈 값입니다. 이론적으로는 높을수록 좋습니다. 실제로는 몇 가지 물리적 한계가 매우 일찍 나타납니다.

첫 번째 어려운 한계는 금속 흐름 응력에서 비롯됩니다. 알루미늄은 변형되어 금형 구멍을 통과해야 합니다. 비율이 증가하면 저항이 빠르게 증가합니다. 프레스는 훨씬 더 높은 힘을 생성해야 합니다. 필요한 힘이 프레스 용량을 초과하면 압출이 더 이상 불가능해집니다.

두 번째 한계는 금형 강도입니다. 비율이 높다는 것은 다이 구멍이 얇고 베어링 길이가 길다는 것을 의미합니다. 금형 내부의 응력이 증가합니다. 응력이 금형 강도를 초과하면 균열이나 파손이 발생합니다. 공구 수명은 고장 전에도 급격히 떨어집니다.

세 번째 한계는 온도에서 비롯됩니다. 비율이 높을수록 마찰과 변형 열이 더 많이 발생합니다. 금속 온도가 너무 올라가면 표면이 찢어지고 고온 단락이 나타납니다. 온도가 너무 떨어지면 흐름이 멈추고 압력이 급상승합니다.

기계적 힘 제한

압출력은 동일한 합금 및 빌릿 크기에 대해 압출 비율에 따라 거의 선형적으로 증가합니다. 따라서 프레스 용량은 딱딱한 상한선을 설정합니다.

요인	압출 비율에 미치는 영향
프레스 톤수	직접 한도
빌렛 직경	빌릿이 클수록 더 높은 비율 허용
컨테이너 상태	마모된 용기는 최대 비율을 감소시킵니다.

힘이 너무 강하면 프레스 구성 요소가 더 빨리 피로해집니다. 장기적인 손상은 종종 재설계보다 더 많은 비용이 듭니다.

다이 응력 제한

다이 응력은 완만하게 확장되지 않습니다. 구멍이 좁아지면 급격히 증가합니다.

• 얇은 갈비뼈는 스트레스를 증가시킵니다.
• 긴 베어링은 스트레스를 증가시킵니다.
• 비대칭 프로파일은 스트레스를 증가시킵니다.

다이 스트레스가 너무 높으면 실패는 갑작스럽습니다. 경고는 거의 없습니다.

금속 흐름 안정성

비율이 높으면 흐름 불균형이 증가합니다. 일부 영역은 가속되는 반면 다른 영역은 지연됩니다. 이것이 원인입니다:

• 비틀기
• 절하기
• 표면 라인
• 내부 보이드

비율이 높아질수록 안정적인 흐름이 어려워집니다.

합금 선택이 달성 가능 비율에 어떤 영향을 미치나요?

모든 알루미늄 합금은 동일한 방식으로 압출되지 않습니다. 합금 선택은 프레스 크기보다 더 중요한 경우가 많습니다.

연질 합금은 쉽게 흐릅니다. 경질 합금은 변형에 저항합니다. 이는 달성 가능한 압출 비율에 직접적인 영향을 미칩니다.

6xxx 합금은 가장 압출 친화적인 합금입니다. 6063은 6061보다 훨씬 높은 비율을 허용합니다. 6082는 두 합금보다 낮은 비율을 허용합니다. 7xxx 합금은 훨씬 더 제한적입니다.

합금별 유동 응력 차이

합금마다 압출 온도에서 유동 응력이 다릅니다. 유동 응력이 높을수록 더 많은 힘과 더 낮은 최대 비율을 의미합니다.

합금 제품군	상대적 압출 비율 기능
1xxx	매우 높음
3xxx	높음
5xxx	Medium
6xxx	높음에서 중간
7xxx	낮음

6063-T5는 좋은 조건에서 종종 80:1 이상의 비율에 도달할 수 있습니다. 6061-T6은 50:1 이상에서 어려움을 겪을 수 있습니다. 일부 7xxx 합금은 20:1 이하로 제한됩니다.

합금 화학 효과

작은 화학적 변화도 중요합니다.

• 마그네슘이 높을수록 강도는 증가하지만 흐름은 감소합니다.
• 실리콘으로 압출성 향상
• 구리는 압출성을 감소시킵니다.

재활용 콘텐츠는 또한 불순물 수준을 높여 높은 비율에서 흐름 일관성을 떨어뜨릴 수 있습니다.

열처리 영향

압출은 뜨거운 상태에서 이루어지지만 합금 반응은 여전히 중요합니다.

• 균질화된 빌릿 흐름 개선
• 균질화 불량으로 압력 스파이크 증가
• 불균일한 빌렛 화학으로 인해 흐름 불균형 발생

얇은 프로파일에 잘못된 합금을 선택하면 비율이 안전 한계를 초과하는 경우가 많습니다.

벽이 얇은 섹션에 높은 압출 비율을 달성할 수 있습니까?

얇은 벽은 압출 비율이 너무 높아지는 가장 일반적인 이유입니다.

많은 도면에서는 무게를 줄이기 위해 벽 두께를 줄입니다. 그러나 얇은 벽은 압출 비율과 금형 응력을 동시에 증가시킵니다. 이는 위험한 조합입니다.

벽 두께 대 비율

벽 두께가 감소함에 따라 프로파일 영역이 축소됩니다. 비율이 빠르게 상승합니다.

벽 두께	일반적인 안전 비율 범위
3.0mm 이상	30:1 ~ 60:1
2.0~3.0mm	40:1 ~ 80:1
1.0~2.0mm	50:1 ~ 100:1
1.0mm 미만	매우 위험

1.2mm 미만의 얇은 벽에는 특수 합금, 느린 속도, 짧은 금형 수명이 필요한 경우가 많습니다.

흐름 균형 문제

얇은 부분은 더 빨리 식습니다. 두꺼운 부분은 더 오래 뜨겁게 유지됩니다. 이로 인해 흐름이 고르지 않게 됩니다.

• 얇은 벽은 일찍 얼어붙습니다.
• 두꺼운 벽은 계속 흐릅니다
• 종료 시 프로필이 왜곡됨

비율이 높으면 유속 차이가 커지기 때문에 문제가 더 심해집니다.

구조적 다이 제한

매우 얇은 벽에는 매우 얇은 다이 텅이 필요합니다. 이 텅은 높은 하중을 받으면 구부러지거나 부러집니다.

압출이 가능하더라도 스크랩률이 높을 수 있습니다.

얇은 벽은 다음과 같은 경우에만 높은 비율에 도달할 수 있습니다:

• 합금은 부드럽습니다.
• 크게 누름
• 속도가 매우 느립니다.
• 최적화된 다이 설계

이로 인해 비용이 급격히 증가합니다.

최대 압출 비율을 정의하는 생산 파라미터는 무엇입니까?

올바른 합금과 디자인을 사용하더라도 생산 매개변수에 따라 최종 한계가 결정됩니다.

이러한 매개변수는 조정 가능한 경우가 많지만 좁은 안전 범위 내에서만 조정할 수 있습니다.

빌렛 온도

빌렛 온도가 흐름 스트레스를 제어합니다.

• 너무 낮음: 압력 스파이크, 다이 손상
• 너무 높음: 표면 찢어짐, 입자 성장

비율이 높을수록 빌릿 온도가 더 높아야 하지만 어느 지점까지만 가능합니다.

압출 속도

속도가 느리면 압력이 약간 감소하고 흐름 안정성이 향상됩니다.

• 높은 비율은 종종 느린 속도가 필요합니다.
• 너무 느리면 생산성 저하
• 너무 빠르면 표면 결함 발생

속도 조정은 프레스 또는 다이 한계를 극복할 수 없습니다.

윤활 및 용기 상태

마찰은 부하를 가중시킵니다.

• 마모된 용기는 마찰을 증가시킵니다.
• 윤활 불량으로 인한 압력 상승
• 더러운 빌렛 표면은 저항을 증가시킵니다.

유지 관리를 잘하면 비율 한도를 5~10%까지 늘릴 수 있습니다.

다이 설계 파라미터

금형 설계는 합금 선택 다음으로 가장 큰 영향을 미치는 요소입니다.

• 베어링 길이 제어 흐름
• 속도와 균형을 맞춘 포켓 디자인
• 금형강 품질이 강도에 미치는 영향

다이 설계가 잘못되면 달성 가능한 비율이 절반으로 줄어들 수 있습니다.

매개변수	최대 비율에 미치는 영향
빌렛 온도	Medium
속도	Medium
다이 디자인	높음
유지 관리	Medium

프레스 강성 및 정렬

오래된 프레스는 하중을 받으면 더 많이 구부러집니다. 이로 인해 흐름이 고르지 않고 다이 응력이 집중됩니다. 최신 프레스는 비슷한 톤수에서도 높은 비율을 더 잘 처리합니다.

결론

알루미늄 압출 비율은 물리학, 툴링, 합금 및 공정 제어에 의해 제한됩니다. 이러한 한계를 넘어서면 비용과 위험이 증가합니다. 실제 한계를 조기에 이해하면 더 나은 설계와 안정적인 생산으로 이어질 수 있습니다.