3003 h16 アルミニウムシート 0.45 mm
3003 H16 アルミ板 0.45mm：重責を担う薄層
ほとんどのエンジニアは、板金を指定するときに、まず強度、厚さ、コストを考慮します。しかし、厚さ 0.45 mm の 3003 H16 アルミニウム シートを使用すると、会話は静かに、最も薄い安全マージンで構造の適切性、成形性、耐食性、表面品質のバランスを取る方法という、より微妙な問題に移ります。この製品は素材がほとんど見えない場所で使用されますが、性能は常にテストされています。
3003 の正体: 行動の背後にある化学
3003 は、3xxx シリーズに属する古典的な非熱処理アルミニウム マンガン合金です。その化学的性質は意図的に控えめで安定しているため、業界では成形、曲げ、および長期使用における予測可能な動作としてそれに依存しています。
3003 の一般的な組成範囲は次のとおりです。
- シリコン Si: 最大 0.6 パーセント
- 鉄 Fe: 最大 0.7 パーセント
- 銅 Cu: 0.05 ～ 0.20 パーセント
- マンガンMn：1.0～1.5％
- 亜鉛 Zn: 最大 0.10 パーセント
- その他、それぞれ: 最大 0.05 パーセント
- その他、合計: 最大 0.15 パーセント
- アルミAl：バランス
ここでの真の建築家はマンガンです。粒子構造を微細化し、純粋な 1xxx アルミニウムよりも強度を向上させ、良好な耐食性の維持に役立ちます。銅を少量添加すると強度がわずかに向上しますが、この合金は耐食性があり、熱処理ができないクラスにしっかりと留まっています。
3003 は主に固溶体とひずみ硬化によって強化されるため、特に 0.45 mm のような薄いゲージでは、その性能は焼き戻しと加工履歴に大きく依存します。
H16: デザインツールとしての気性
コード H16 は単なるラベルではありません。それはシートの機械的個性を定義します。
- H はひずみ硬化 (加工硬化) を示し、熱処理はできません
- 2 番目の数字 1 は、材料がその後の部分的な焼きなましや安定化熱処理を行わずに、ひずみ硬化だけが行われていることを示します。
- 最後の数字 6 はひずみ硬化の程度を示し、およそ 4 分の 3 の硬さに相当します。
挙動の観点から見ると、H16 は、加工可能な延性をある程度保持しながら、中程度から高レベルの強度を達成するためにシートが冷間圧延されていることを意味します。 O または H14 焼き戻しよりも著しく硬くて強いですが、完全に硬い H18 よりも脆くありません。
0.45 mm 付近の 3003 H16 シートの一般的な機械的特性は次のとおりです。
- 引張強さ：約165～195MPa
- 耐力：約140～170MPa
- 伸び: およそ 4 ～ 10% (ゲージと試験方向によって異なります)
これらの値は任意ではありません。これらは、スタンピング後に部品が跳ね返るか、きつい曲げで亀裂が入るか、または鮮明なエッジを保持するかを定義します。 0.45 mm では、焼き戻しの小さな変化でも成形動作が大幅に変化する可能性があるため、H16 はデフォルトではなく慎重に選択された妥協案になります。
0.45 mm が見た目以上に重要な理由
一見すると、0.45 mm という値はほとんど些細なことのように思えます。しかし実際には、この厚さはエンジニアリング上の決定の興味深い交差点に位置します。
板金では、10 分の 1 ミリメートルが重要です。 0.45 mm の場合:
- このシートはすでに十分に薄いため、ヒートスプレッダーや低質量パネルに不可欠な優れた熱伝導性と迅速な熱応答を実現します。
- 単位厚さあたりの剛性は、厚さとの 3 乗関係に従います。 0.6 mm から 0.45 mm への減少は、厚さの単なる 25 パーセントの減少ではありません。曲げ剛性が大幅に低下します。 H16 の気性は、その損失の一部を取り戻すのに役立ちます
- 成形制限が厳しくなります。ツーリング半径、プレストン数、およびブランクのレイアウトは、厚いシートや柔らかい焼き戻しの場合よりも亀裂が突然発生する可能性があるという現実を考慮する必要があります。
多くの設計では、単に重量を節約するためではなく、非常に正確なバランスをとるために 0.45 mm が選択されます。つまり、取り扱いによる損傷や機能的負荷に耐えるのに十分な厚さ、材料コスト、回転時間、および全体の質量を削減するのに十分な薄さです。
表面品質、平坦性、およびコーティングの挙動
このような薄い製品の場合、外観および表面の性能は機械的特性とほぼ同じくらい重要になります。
0.45 mm の 3003 H16 シートは通常、次の機能を提供します。
- 塗装、粉体塗装、ラッカー塗装に適した表面
- 十分に細かい粒子と制御された粗さにより、一貫した接着力を実現
- 特殊な高輝度合金ほど高くはありませんが、ライト パネルまたは内部クラッディングに適した反射率
平坦性は微妙ですが重要なパラメータです。コイル上でわずかに波打った 0.45 mm シートは、積層または接着された複合材料に欠陥を伝えます。 H16 焼き戻しは、形状の安定性を維持するのに役立ち、柔らかい焼き戻しよりも小さな取り扱いの歪みに耐えますが、看板、家電製品の外板、精密ハウジングなどの要求の厳しい用途には、厳密なローリングと張力レベリングの制御が不可欠です。
実際の使用における熱と腐食の挙動
物理的な観点から見ると、3003 はアルミニウムの基本特性を共有しています。
- 密度: 1立方センチメートルあたり約2.73g
- 熱伝導率: およそ 160 ～ 190 W/メートル ケルビン
- 熱膨張係数: ケルビンあたり約 23 マイクロメートル
- 導電率：中程度、1xxxシリーズより低いが、シールドおよび低電流用途には十分
この組み合わせにより、0.45 mm 3003 H16 が自然な候補となり、熱を素早く拡散させる必要があるが、構造要件は中程度である必要があります。 LED モジュールの背後にあるヒート スプレッダー プレートとして、電子機器ハウジングの軽量バックプレートとして、または温度サイクルが一定の HVAC 機器のスキンとして機能します。
耐食性は、2xxx または 7xxx 合金を含む多くの銅よりも優れています。中性および弱酸性の環境では、3003 は安定した酸化物層を形成します。多くの場合、コーティングなしで十分です。海洋または強アルカリ性の条件では、通常、塗装、陽極酸化、またはクリアコーティングなどの追加の保護が採用されます。 0.45 mm では、犠牲にする余分な厚さが存在しないため、孔食や局所的な攻撃を真剣に考慮する必要があります。保護戦略は想定されるものではなく、適切に設計される必要があります。
プロセスウィンドウビューからの曲げ、スタンピング、成形
3003 H16 を 0.45 mm で成形するには、基本的にプロセス ウィンドウを正確に読み取る必要があります。
O または H14 の気質と比較して、H16 の気質は次のとおりです。
- 特に圧延方向に対して横方向に曲げる場合、表面の亀裂を避けるために、より大きな曲げ半径が必要です。
- エアベンディングまたはロールフォーミングでより多くのスプリングバックを生成します。
- より高い強度とより高い応答性により、スタンピング中のエッジがきれいになり、エッジのバリが軽減されます。
工具設計者は、0.45 mm H16 のコーナー半径、パンチ クリアランス、およびドロー ビードの設定を、より厚いシートから単純に拡大縮小することはできないことを認識するでしょう。薄いシートは、小さな位置ずれや表面欠陥の影響を非常に受けやすくなります。過度に狭い半径による微小亀裂は、成形中には発生しない可能性がありますが、振動や熱サイクルによって時間の経過とともに広がる可能性があります。
自動化された生産ラインでは、H16 焼き戻し、厚さの公差、および潤滑剤システムの一貫性がスクラップ率を決定します。ここで、合金と質の選択が財務台帳に直接反映されます。安定した 3003 H16 特性は、工具調整の軽減、分割の減少、およびより予測可能なライン速度につながります。
アプリケーション: 0.45 mm 3003 H16 がその地位を獲得する場所
この合金と厚さが実際に使用される場所を調べると、あるパターンが浮かび上がります。比較的薄く、軽く、耐食性があり、適度な強度のシートが必要な場合、および成形性が依然として重要な場合にこの合金が指定されています。
典型的なアプリケーションには次のものがあります。
- 重量を最小限に抑え、腐食防止が重要な建築および内装の外装パネル
- HVAC ケーシング、ダクト外板、および通気ライニングには、優れた成形性と、結露や軽度の化学物質への曝露に対する耐性が備わっています。
- 熱安定性と寸法精度が要求されるリフレクターライナー、家電製品のバックプレート、インテリアパネル
- 適度な導電性と優れた成形性が低質量と組み合わされた、バッテリーと電子機器のシールド エンクロージャ
- 輸送および建設における軽量のパーティション、天井タイル、装飾要素。多くの場合、成形後に塗装またはコーティングされます。
これらの役割の多くでは、0.45 mm の厚さは計算された妥協点です。シートが厚いと不必要な質量とコストが増加しますが、薄いシートを使用すると、取り扱い、保管、しわやへこみなしで成形することが困難になる可能性があります。 H16 焼戻しは、降伏強度が向上しているため、1 平方メートルあたりの実際の質量が非常に低い場合でも、使用中にしっかりと感じられる十分な剛性をシートに与えます。
規格、公差、および技術的信頼性
3003 H16 アルミニウム シートは珍しいものではありませんが、明確に定義された規格と公差の枠組みによって規律されています。国際仕様および地域仕様では通常、次のことが定義されています。
- 3003 の化学組成範囲
- H16 焼戻しの機械的特性の最小値
- シート製品の厚みと幅の許容差
- 仕上げクラスに応じた平面度および表面状態の要件
0.45 mm のシートの場合、厚さの許容差は通常、パネルごとの正確な重量計算と予測可能な成形応答をサポートするのに十分厳しいものです。有限要素ソフトウェアでシートのパフォーマンスをモデル化するエンジニアは、この一貫性を信頼しています。現実世界の動作は、材料特性が最小限のばらつきで規格に準拠している場合にのみモデルと一致します。
商品ではなく戦略物資
0.45 mm 3003 H16 アルミニウム シートを、単なる安価で薄い金属片と考えたくなります。実際の設計では、コスト、加工性、パフォーマンス、耐久性の間で微妙に調整された妥協点が求められます。
化学的性質により、成形性を維持しながら耐腐食性を実現します。 H16 焼戻しは、延性を完全に犠牲にすることなく、強度と剛性を高めます。 0.45 mm ゲージは、重量と熱応答が最適化されるニッチな位置にありますが、適切な工具を使用すれば、取り扱いと成形を工業的な速度で実行できます。
賢く使用すると、この静かでほとんど目に見えない金属層が大規模システムをサポートします。空気がそこを流れ、電子機器が冷却され、構造物がその背後で保護されます。設計のチャンスは合金名や焼き戻しコードだけではなく、この薄いシートが完全な設計アセンブリの一部としてどのように動作するかにあります。
https://www.al-alloy.com/a/3003-h16-aluminum-sheet-045-mm.html
