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アルミニウムは地球の地殻に最も豊富に存在する金属 (重量の 8.2%) ですが、金属の形で見つかることはありません。アルミニウムはボーキサイト鉱石から精製する必要があります。工学的な重要性は、鋼鉄の約 3 分の 1 である 2.70 g/cm3 の密度と、大気中の腐食のほとんどを始まる前に止める自己修復酸化層との組み合わせから始まります。降伏強度は、焼きなましされた純金属の 90 MPa から、熱処理された 7xxx 合金の 570 MPa 以上に及びます。その広がりの理由は アルミニウムの特性と用途 梱包、輸送、配電、機械製造にわたる重要な決定を決定します。
産業用バイヤーにとって、このフレーズは押し出し成形プロファイル、つまり荷物を運び、コンポーネントを取り付け、機械フレームを構築する 6xxx シリーズ T スロット ビームにたどり着きます。この記事では、選択のきっかけとなる特性データ、合金グレードによって性能がどのように変化するか、およびそれらの特性が実際の製品のどこに現れるかについて説明します。
ほとんどの工業用アルミニウム用途を支配する 7 つの特性は、密度、降伏強度、弾性率、耐食性、熱伝導率、電気伝導率、および熱膨張係数です。
| プロパティ | 代表値 | エンジニアリングへの影響 |
| 密度 | 2.60～2.82g/cm3 | スチールより 65% 軽い。銅より70%軽い |
| 降伏強さ | 90～500MPa | フレームの負荷制限とセクション サイズを設定します |
| 弾性率 | 68～72GPa | 鋼鉄の 3 分の 1 の剛性。厚い部分を使用する |
| 融点 | 580～660℃ | 高温での使用を制限します |
| 熱伝導率 | 120-235 W/m.K | ヒートシンク、LED ハウジング、金型ツール |
| 電気伝導率 | 30-38MS/分 | 52-61% IACS;バスバーとケーブルの定格 |
| CTE | 21-24 um/m.K | 長いスパンでは伸縮継手が必要です |
純粋なアルミニウムは柔らかく延性があります。アニールした 1100 枚のシートの降伏は約 35 MPa です。構造合金はその状況を変えます。 6061-T6 の焼き戻しは、8 ～ 10% の伸びで 276 MPa の降伏強度に達します。そのため、同じ合金が建築用被覆材と重機フレームの両方に使用されています。
合金シリーズは最初の決定点です。1xxx は純度と導電率を最適化し、5xxx は海洋耐食性を最適化し、6xxx は強度、耐食性、および押出性のバランスを最適化します。
鍛造アルミニウム合金は、主な合金元素ごとにシリーズに分類されます。実際のセレクターは次のようになります。
6xxx ファミリ内では、5 つの合金がほぼすべての T スロット フレームのニーズをカバーします。
6061-T6 は、きれいに加工でき、4043 または 5356 フィラーとよく溶接し、均一に陽極酸化され、6063 よりも適度な割増で 276 MPa の歩留まりを実現するため、工業用 T スロット システムのデフォルトです。表面陽極酸化が最も重要な場合、6063 または 6060 はより滑らかな仕上がりになります。溶接ジョイントが荷重経路の大半を占める場合、6005A と 6082 の方が安全です。
T スロット押し出しフレームは、アルミニウムの機械的特性を、標準の留め具で溶接なしで組み立てられる機械ベース、安全筐体、ワークステーション、コンベアサポート、実験台などの再構成可能な構造に変換します。
T スロット プロファイルには、T ナット、ボルト、およびパネル取り付け金具を受け入れる全長にわたるチャネルがあります。このシステムはモジュール式です。すべてのプロファイルが切断、穴あけされ、コーナー ブラケット、ガセット、調整可能な脚で接続されます。最大の利点は再構成可能であることです。作業セルを解体し、同じビームを使用して新しい形状に再構築できます。
シリーズ サイズは、15 シリーズのマイクロ プロファイルから 120 シリーズの頑丈なビームまであります。機械製造需要の大部分は 3 つのプロファイルでカバーされます。
2020 アルミニウム T スロット プロファイル、20x20mm、ライト フレーム用 6mm スロット このコンパクトな 20 シリーズ プロファイルは、20 mm 正方形の断面と 6 mm のスロット、および陽極酸化処理された 6063-T5 ボディを組み合わせています。その軽量設計により、エンクロージャ、計器パネル、小型構造アセンブリに実用的な選択肢となります。 製品を見る→ 
HS-8-3030A 厚さ 2.0 mm の高強度 3030 T スロット プロファイル 30 mm の断面と 2.0 mm の壁を特徴とするこの 6063-T5 アルミニウム プロファイルは、耐荷重能力と安定性が向上しています。標準の T スロットはモジュール式アセンブリをサポートしており、重機フレーム、安全ガード、自動化サポートに適しています。 製品を見る→ 
HS-8-4040B 厚みのある 4040 T スロット プロファイル、肉厚 2.5 mm、中重荷重用 40mm 四方の断面と 2.5mm の壁厚を備えたこのプロファイルは、強力な圧縮耐性と耐久性のある陽極酸化仕上げを提供します。中型から重量型のオートメーション フレーム、保護フェンス、耐荷重コンベヤ サポートに適しています。 製品を見る→ 上海、安徽、江蘇の 3 つの生産拠点を運営する上海恵州アルミ工業技術有限公司などのプロファイル メーカーは、全範囲のプロファイルを適用しています。 アルミニウムの特性と用途 プロファイル設計: 重荷重用の厚い壁、大型ハードウェア用の幅広スロット、化粧品用の二色陽極酸化処理、高荷重オートメーション フレーム用の超高耐久ジオメトリ。
表面処理により、アルミニウムがベアメタルのフレーム素材から、耐摩耗性、電気絶縁性、色の制御、食品との接触またはクリーンルームの要件に適合するコンポーネントへと拡張されます。
押し出されたままのアルミニウムには、およそ 2 ～ 4 nm の厚さの自然酸化膜が付いています。このフィルムは屋内での使用には十分ですが、産業環境では次のような加工層が必要です。
| 治療 | 層の厚さ | 主な効果 |
| アルマイト処理、タイプ II | 5～25μm | 硬質酸化物。染料の色。電気絶縁 |
| 硬質アルマイト、タイプ III | 25～150μm | 表面硬度 350-500 HV。ウェアプレート、ガイド |
| 粉体塗装 | 60～120μm | フルカラー範囲。耐衝撃性。ウェルドラインを隠します |
| 電気泳動（ED） | 15～25μm | 均一な黒または銀。強力な接着力。自動車トリム |
陽極酸化またはコーティングの前にサンドブラストを行うと、押出ダイラインが除去され、均一なマットな質感が生成され、コーティングの密着性が向上し、表面のばらつきが見えなくなります。屋外フレームの場合、クロメートまたはジルコニウムの前処理の上に粉体塗装を施すのが標準的な方法であり、建物のファサードには 20 年の耐用年数が記録されています。
6063 は、より滑らかな陽極酸化仕上げとわずかに優れた押出性を提供しますが、降伏強度は低くなります (214 MPa 対 T6 では 276 MPa)。機械ベース、構造フレーム、耐荷重エンクロージャをカバーする、強度、機械加工性、溶接性が重要な場合には、6061 がより良い選択肢となります。純粋に建築用のトリムや装飾セクションの場合、6063 は表面品質で優れています。
押出成形品はメカニカルファスナーで組み立てられるため、溶接による歪みや熱影響部がなく、溶接後の矯正も必要ありません。一般的な 40 シリーズ T スロット フレームは、約 15 分で個々のビームに分解し、別のレイアウトで再組み立てできます。溶接されたスチールフレームを変更するには、切断と再溶接が必要です。
中間点荷重で 1 メートルにわたる壁厚 2.5 mm の単一 4040 プロファイルの定格は、正確な断面係数と端部の状態に応じて、一般的な安全係数の下で 1.5 ～ 3 kN の範囲になります。より高い負荷の場合は、壁を厚くした 45 および 60 シリーズのプロファイルが標準のエスカレーション パスです。
はい、正しい仕上げで。陽極酸化された 6063 または 6061 プロファイルは、建築用途で数十年にわたる屋外暴露に耐えます。沿岸または化学的に攻撃的な雰囲気では、6061-T6 上の粉体塗装または硬質陽極酸化層が推奨される保護を提供します。溶接継手が露出している場合は、6005A が推奨されます。
