외접원 직경 및 최소 벽 두께
외접원 직경(CCD)은 압출 형상의 단면을 둘러싸는 가장 작은 원의 직경입니다. 이는 다이 제작자가 가장 먼저 필요로 하는 수치로, 형상을 끌어내야 할 컨테이너의 크기와 금속의 밸런싱 난이도를 결정합니다. 작은 프레스에 큰 CCD를 가진 형상은 치수를 유지하지 못하며, CCD에 비해 너무 얇은 벽은 충전되지 않습니다. 이 페이지는 연질 및 경질 합금에 대해 최소 벽 두께, CCD 및 프레스 크기 간의 실무적 관계와 해당 수치가 적용되는 합금의 압출성을 제시합니다.
외접원 직경이 결정하는 것
직접 공정에서 빌렛 중심부의 금속은 가장자리 금속보다 빠르게 유동합니다. CCD가 넓을수록 다이가 보정해야 할 불균일 유동이 커지고 형상의 공차 유지가 어려워집니다. CCD로부터 세 가지가 도출됩니다. 형상의 치수 안정성을 결정합니다. 런 후반부에 빌렛 스킨과 함께 산화물 및 비금속 개재물이 압출재로 유입될 수 있는 양을 결정합니다. 그리고 버트 두께를 결정하는데, CCD가 클수록 압출 말단의 파상도를 방지하기 위해 더 두꺼운 버트가 필요합니다. 따라서 CCD와 컨테이너 보어 간의 간극은 설계 결정 사항이며, 잔여물이 아닙니다.
두 가지 비율이 형상을 난이도 수치로 변환합니다. 형상 계수는 CCD를 최소 벽 두께로 나눈 값입니다. 형상 인자는 단면의 둘레를 단위 길이당 중량으로 나눈 값입니다. 둘 다 단면이 복잡해지고 벽이 얇아질수록 증가하며, 생산 속도, 제조 비용, 다이 및 툴링 설계에 영향을 미칩니다.
연질 및 중간 합금의 CCD 및 프레스 크기에 대한 최소 벽 두께
아래 표는 연질 및 중간 등급 합금, 즉 압출 톤수의 대부분을 차지하는 1000, 3000, 5000 및 6000 계열에 대한 실무적 관계입니다. 행을 가로질러 읽으면 해당 합금 및 단면 유형의 형상이 주어진 CCD에서 견딜 수 있는 가장 얇은 벽을 찾을 수 있고, 맨 아래 행을 읽으면 해당 CCD가 의미하는 프레스를 찾을 수 있습니다. 단면 유형 A는 실체 또는 반중공 형상, B는 튜브를 포함한 균일 벽의 중공 형상, C는 벽 두께가 다른 중공 형상입니다.
| 합금 | 단면 유형 | <25 | <50 | <75 | <100 | <150 | <200 | <250 | <300 | <350 | <400 | <450 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Al99-99.5 | A | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2.5 | 2.5 | 3 | 4 | 4 | 5 |
| AlMgSi0.5 | B | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2.5 | 2.5 | 3 | 4 | 4 | 5 |
| AlMg1 | C | 1 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 4 | 5 | 5 | 6 |
| AlMn | C | 1 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 4 | 5 | 5 | 6 |
| AlMgSi1 | A | 1 | 1.2 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 |
| AlSi0.5Mg | B | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 |
| AlZnMg1 | B | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 |
| AlZnMg1 | C | 2 | 1.5 | 2 | 2 | 3 | 4 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 |
| 프레스 크기, MN | … | 10 | 10 | 10 | 10 | 25 | 25–35 | 35 | 50 | 50 | 80 | 80 |
다양한 연질 및 중간 등급 합금에 대한 최소 벽 두께, 외접원 직경 및 프레스 크기 간의 관계. 벽 두께 값은 밀리미터이고 프레스 크기는 메가뉴턴입니다. 원본 레이아웃 유지.
경질 합금에 대한 동일한 관계
경질 합금은 유동에 저항하고 열간 가공 범위가 좁기 때문에 더 엄격한 한계로 동일한 표를 적용합니다. 2014 또는 7075 형상은 동일한 CCD의 6063 형상보다 더 무거운 프레스와 더 두꺼운 벽이 필요하며, CCD가 커질수록 격차가 벌어집니다. 아래 값은 참고용입니다. 실제 빌렛 온도와 압출 속도는 최종 형상과 압출비에 따라 달라지며, 합금이 일반적으로 허용하는 것보다 낮은 온도에서 시작해야 할 수도 있습니다.
| 합금 | 단면 유형 | <25 | <50 | <75 | <100 | <150 | <200 | <250 | <300 | <350 | <400 | <450 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AlMg3 | A | 1 | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 |
| AlMg5 | A | 1 | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 |
| AlCuMg1 | A | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.5 | 2 | 3 | 5 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| AlCuMg2 | A | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.5 | 2 | 3 | 5 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| AlCuMg2 | B | 2 | 2 | 3 | 4 | 5 | 5 | 6 | 8 | 10 | 10 | 12 |
| AlZn5MgCu | A | 2 | 2 | 2.5 | 3 | 3 | 5 | 6 | 8 | 12 | 12 | 14 |
| 프레스 크기, MN | … | 10 | 10 | 10 | 10 | 10–25 | 25–35 | 35–50 | 50 | 50–80 | 80 | 80 |
다양한 경질 등급 합금에 대한 최소 벽 두께, 외접원 직경 및 프레스 크기 간의 관계. 표에서 특정 등급에 대해 단면 유형 A만 제시하는 경우, 해당 형상의 중공 버전은 맨드릴 위로 압출되며 다시 더 두꺼운 벽이 필요합니다. 원본 레이아웃 유지.
압출성이 합금별 프레스 배정을 결정합니다
압출성은 합금이 균열 없이 견딜 수 있는 최대 압출 속도로 측정하며, 다이 설계 문제의 나머지 절반을 차지합니다. 등급이 높은 합금은 유동이 쉬워 소형 프레스에서도 복잡한 형상으로 밀어낼 수 있습니다. 등급이 낮은 합금은 유동에 저항하고 낮은 속도로만 압출되므로 더 무거운 프레스와 더 두꺼운 벽, 더 큰 하중을 견디는 다이가 필요합니다. 원출처는 연질 및 중간 합금을 세 구간으로 나눕니다. 50 초과는 압출이 쉽고, 30에서 50은 다소 어려우며, 25 이하인 경질 합금은 어렵습니다. 아래 표는 두 출처의 등급을 한 목록으로 합쳐 두 계열을 서로 비교할 수 있게 했습니다.
| 합금 | 유형 | 주요 합금 원소 | 상대 압출성 |
|---|---|---|---|
| 1060 | 비열처리 | Al (99.6) | 150 |
| 1100 | 비열처리 | Al(99), Cu | 150 |
| 3003 | 비열처리 | Mn, Cu | 100 |
| 5052 | 비열처리 | Mg | 80 |
| 5154 | 비열처리 | Mg | 50 |
| 5254 | 비열처리 | Mg | 50 |
| 5454 | 비열처리 | Mg, Mn | 50 |
| 6061 | 열처리 가능 | Mg, Si, Cu | 60 |
| 6063 | 열처리 가능 | Mg, Si | 100 |
| 6066 | 열처리 가능 | Mg, Si, Cu, Mn | 40 |
| 6101 | 열처리 가능 | Mg, Si | 100 |
| 6463 | 열처리 가능 | Mg, Si | 100 |
| 2014 | 열처리 가능 | Cu, Si, Mn, Mg | 20 |
| 2024 | 열처리 가능 | Cu, Mg, Mn | 15 |
| 5083 | 비열처리 | Mg, Mn, Cr | 20 |
| 5086 | 비열처리 | Mg, Mn, Cr | 25 |
| 5456 | 비열처리 | Mg, Mn, Cr | 20 |
| 7001 | 열처리 가능 | Zn, Mg, Cu, Cr | 7 |
| 7075 | 열처리 가능 | Zn, Mg, Cu, Cr | 10 |
| 7079 | 열처리 가능 | Zn, Mg, Cu, Mn, Cr | 10 |
두 벽 두께 표에 포함된 합금의 상대 압출성. 연질 및 중간 등급 합금은 50에서 150이면 압출이 쉽고 30에서 50은 다소 어렵습니다. 경질 합금은 25 이하이면 어렵습니다.
이것이 다이 강재 주문에 주는 시사점
CCD는 하중을, 벽 두께는 분할부(bearing)를 결정하며, 이 둘이 함께 다이강이 견뎌야 할 조건을 정합니다. 다이 본체는 크롬 열간 공구강 AISI H13과 그 유럽 등가강 1.2344이며, 자세한 내용은 H13 공구강 페이지에 있고, 압출 다이 공급 프로그램은 1.2344 ESR H13 압출 공급 페이지입니다. 부품별 강종은 알루미늄 압출 다이용 최적 툴강 페이지입니다. 벽 두께가 결정하는 분할부는 다이 베어링 길이 페이지에, 그 주변의 공구 형상은 다이 유형 및 툴링 페이지에, 그리고 다이가 소모되는 방식은 알루미늄 압출 다이 마모 페이지.
이 표로 다이를 설계하기 전에
이 페이지는 공개된 실무를 요약한 참고 자료이며 당사의 규격이 아닙니다. 벽 두께, CCD 및 프레스 크기 값과 압출성 등급은 원출처에서 그대로 인용했으며, 두 표는 한계가 아니라 지침입니다. 실제 작업은 형상, 압출비, 빌렛 온도 및 프레스에 따라서도 달라지며, 다이 제작자가 다이를 절단하기 전에 벽 두께와 프레스를 확인합니다. 최종 설계는 실제 작업에서 확정됩니다.
출처: Aluminum Extrusion Technology, P. K. Saha, ASM International, 2000.