7075 t6 アルミ箔
ほとんどの人は、7075-T6 アルミニウムを「航空機グレード」、「高強度」、「プレミアム」という見出しの素材として目にします。しかし、フォイルは別世界です。箔は梁でも板でも、光にかざして賞賛できる誇らしい機械加工部品でもありません。フォイルは、金属が非常に薄く、非常に幅が広く、非常に厳しい状態で動作できることを証明しなければならない場所です。プレートがマラソンランナーだとしたら、フォイルは綱渡りです。化学、質、平坦度、表面の清潔さにおける小さな間違いは、バックル、エッジの亀裂、ピンホール、または予測できない成形によってすぐに目に見えます。
その観点から見ると、7075-T6 箔は航空宇宙のロマンというよりも、規律ある制御、つまり狭い範囲内に収まる組成、高強度合金の限界を尊重した圧延スケジュール、均一性を犠牲にすることなく特性を実現する熱処理を重視したものであることがわかります。 「強い」ということを「一貫」という意味にできるかどうかを、率直に問う製品です。
フォイルであっても 7075 が「7075」である理由
7075はAl-Zn-Mg-Cu合金です。その強度は析出硬化によってもたらされます。析出硬化とは、転位の動きを妨げる微細な析出物を成長させる溶体化熱処理、焼入れ、および人工時効という慎重に調整された一連の処理です。 T6 焼き戻しでは、7075 は最高強度状態まで時効することで高強度に向かって押し上げられます。
しかし、フォイルの形状では、同じ強化メカニズムが製造上のパラドックスを生み出します。合金には強度が求められますが、強度の高い合金は圧延やその後の製造時に寛容性が低くなる傾向があります。そのため、薄ゲージ 7075 の製造には、パスごとの縮小、該当するパス間アニール、潤滑、エッジのトリミング、および張力のレベリングを特に慎重に制御する必要がある場合があります。
「フォイルの問題」の多くは、実際には「プロセス メモリ」です。微妙なローリング欠陥、局所的な偏析バンド、または汚染された表面は、厚いプレートでは問題にならない可能性がありますが、ゲージが低下して安全マージンがなくなると、箔に現れます。
代表的な化学成分(7075アルミニウム合金)
以下は、ASTM B209 (シート/プレート) や EN 573-3 (化学組成) などの一般的な規格に基づく、7075 の広く使用されている組成範囲です。実際のプロデューサーの仕様はさらに厳しい可能性があります。
| 要素 | 一般的な範囲 (wt.%) |
|---|---|
| 亜鉛 | 5.6~6.1 |
| マグネシウム | 2.1~2.5 |
| 銅 | 1.2~1.6 |
| Cr | 0.18~0.28 |
| 鉄 | ≤ 0.50 |
| そして | ≤ 0.40 |
| ん | ≤ 0.30 |
| の | ≤ 0.20 |
| その他(それぞれ) | ≤ 0.05 |
| その他(合計) | ≤ 0.15 |
| アル | バランス |
「T6」がフォイル購入で実際に意味するもの
T6 は、材料が溶体化熱処理され、人工的に時効処理されていることを意味します。 7075 の標準コンセプトは次のとおりです。
- 可溶相を溶解して過飽和固溶体にする溶体化熱処理
- 過飽和を維持するための急速冷却
- 強化相を析出させる人工時効処理
箔の場合、熱処理は冶金的なステップだけではありません。これは平坦度と残留応力のステップです。薄いゲージは焼き入れ歪みやわずかな温度勾配に敏感です。優れた加工業者は、均一性を機械的特性のように扱います。つまり、「張力を満たす」だけでなく、「あらゆる場所で、うねりなく張力を満たす」のです。
また、実際的な点も述べておく価値があります。要求の厳しい成形用途における多くの高強度アルミニウム箔は、成形を可能にするために O、T4、または中間の焼き戻しなどの柔らかい焼き戻しで供給され、成形後に熱処理されます。 7075-T6 フォイルは通常、使用中にフォイルがすでに高強度である必要があり、厳しい成形を受けない場合、または成形が最小限で慎重に設計されている場合に選択されます。
機械的特性の期待値 (典型的なものであり、保証されていません)
特性は、厚さ、粒子構造、および正確な加工ルートに大きく依存します。規格では多くの製品形状の最小値が定義されていますが、極度に薄いゲージは厚いシートとは異なる動作をするため、フォイルは協定によって指定されることがよくあります。ただし、文脈上、シート/プレートの典型的な 7075-T6 特性は通常、次の範囲にあります。
| 財産 | 代表値(室温) |
|---|---|
| 極限引張強さ | ~ 510 ~ 570 MPa |
| 降伏強度 (0.2%) | ~ 430 ~ 505 MPa |
| 伸長 | ~ 5 ~ 11% (厚さによって異なります) |
| 硬度 | ~150HB(約) |
| 密度 | 2.81 g/cm3 |
| 電気伝導率 | ~ 33 ~ 38 %IACS (概算) |
フォイルを調達する場合、引張要件だけでなく、平坦度、エッジの状態、バリの制限、表面の清浄度、およびコイルセットも指定することが賢明です。これらは、フォイルをラミネート、スリット、スタンピング、または接着できるかどうかを決定するパラメータだからです。
寸法、公差、表面: 箔の現実
7075-T6 フォイルは、7075 を非常に薄いゲージに押し込むと次のリスクが高まるため、一般に特殊製品とみなされます。
- 圧延またはスリット時のエッジ割れ
- ピンホールと局所的な薄い斑点
- 陽極酸化または接着後に見える「ローピング」または表面の縞模様
- コイルのカールや反りとして現れる残留応力
指定する際、購入者は厚さと機械的特性に注目することがよくありますが、フォイルの場合、「用途に適した」指標には次のものが含まれます。
- 幅方向および長さ方向の厚さの許容差
- クラウンとウェッジの制御(厚みプロファイル)
- 接着やコーティングに適した表面粗さ
- ホイルが接着結合または拡散結合される場合、清浄度は制限されます。
- 成形が関与している場合の結晶粒方向の感度
ホイルが接着目的の場合は、圧延油と洗浄方法についてお問い合わせください。強力な酸化皮膜を持つ高強度合金は、表面処理が一貫していれば美しく接合できます。
標準と実装のリファレンス
7075 の化学的性質は、一般的に EN 573-3 および ASTM 合金の定義と一致しています。製品の配送と許容範囲は以下を参照する場合があります。
- アルミニウムシートおよびプレート用の ASTM B209 (該当する場合は、より薄いゲージに適合することがよくあります)
- シート/ストリップの公差および機械的特性に関する EN 485 シリーズ (地域による)
- 航空宇宙サプライチェーンにおける AMS 仕様 (多くの場合、プロセス管理とトレーサビリティに関してより厳格です)
実際には、箔の調達は通常、標準的な枠組みに従った厚さと質、さらにゲージや最終用途に合わせた合意された公差と品質条項など、交渉による仕様になります。
腐食挙動:強さには個性がある
7075-T6 は、特に特定の環境や応力状態において、中程度の強度の合金よりも応力腐食割れを起こしやすい可能性があります。フォイルでは、この懸念が予期せぬ形で現れることがあります。鋭く切れ込んだエッジが応力集中部のように機能する可能性があります。巻線による残留応力は使用応力を増大させる可能性があります。また、湿気が多く、塩化物が豊富な環境では弱点を突かれる可能性があります。
耐食性が中心的な要件である場合、多くの設計者は、耐応力腐食性の向上のためにある程度の強度と引き換えに T73 や T76 (過時効条件) のような焼き戻しを検討します。これらがフォイルで実現可能かどうかは、入手可能性と意図した機械的ターゲットによって異なりますが、重要な点は変わりません。「T6」は万能品ではありません。それは特定の結果を伴う特定の選択です。
保護戦略には、クラッディング (7075 フォイルでは一般的ではありません)、化成コーティング、陽極酸化処理 (高強度合金の疲労と亀裂のリスクに注意)、および環境向けに設計されたシーリング/コーティング システムが含まれます。
7075-T6 フォイルが活躍する場所
7075-T6 フォイルは通常、設計で薄い部分に高い比強度が必要であり、成形の厳しさを制御できる場合に選択されます。潜在的な用途には、特殊な航空宇宙または防衛コンポーネント、薄い高強度シム、接着構造の補強層、深絞り性よりも単位質量あたりの剛性と強度が重要な用途が含まれます。
最も成功したアプリケーションは、ホイルを一般的な包装材料ではなく機能層として扱います。粒子の方向を中心に設計し、鋭い半径を避け、エッジの品質を制御し、引張強度と同じくらい重要視して表面状態を指定します。
強力なフォイルは、最も弱いメーターと同じくらい優れています。 7075-T6 アルミニウム ホイルを調達するときは、材料エンジニアだけでなく、プロセス エンジニアのように考えることが役立ちます。コイル間の一貫性データを要求します。ピンホールや表面欠陥の検査方法を明確にする。スリット後の許容可能なエッジ亀裂を定義します。テンションレベリングが必要かどうかを決定します。加熱ロットおよび焼き戻し認証までのトレーサビリティを確認します。これらは管理上の詳細ではありません。それらは、実験室で機能するフォイルと生産後に耐えられるフォイルの違いです。
このように見ると7075-T6アルミ箔は、単に「高強度のアルミを薄くしたもの」ではありません。これは冶金学と製造の間の協定であり、ミクロン単位で書かれ、再現性で測定されます。それが正しく行われると、それはほとんど逆説的であるように感じられます。フォイルは、構造合金の権威に従って、静かに、一貫して、ドラマなく動作します。
