アルミ箔 1050 1060 3003 H14 H16 H24
アルミ ホイル 1050 1060 3003 H14 H16 H24: 現実のパフォーマンスに適したホイルの選択
「アルミホイル」というと、キッチンの引き出しにある薄くて光沢のあるロールを想像する人が多いでしょう。しかし、産業界では、この言葉は、それぞれが柔らかさ、強度、耐食性、成形性の特定のバランスを考慮して設計された、非常に異なる材料群をカバーしています。
最も広く使用されているのは、1xxx および 3xxx シリーズのフォイル合金 (1050、1060、および 3003) です。これらの合金番号を H14、H16、H24 などの質別指定と組み合わせると、汎用フォイルはなくなり、特定の用途に合わせて正確に調整された材料が得られます。
これらの合金と焼き戻しを一緒に見ると、「どの箔が最も安いか?」と尋ねる代わりに、有益なレンズが得られます。それは、「私のプロセスに必要な正確な動作を与える化学反応と質質の組み合わせは何ですか?」ということになります。
純粋さから目的へ: 1050 vs. 1060 vs. 3003
アルミニウム フォイル 1050 と 1060 は、「商業的に純粋な」アルミニウム フォイルとしてまとめられることがよくあります。その主成分はアルミニウムであり、純粋な金属に非常に近く、標準仕様を満たすのに十分な量の微量元素が含まれています。
典型的な化学組成範囲は次のとおりです (値は質量パーセント、残部は Al):
| 合金 | そして | 鉄 | 銅 | ん | マグネシウム | 亜鉛 | の | その他(それぞれ) | すべて (分) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | ≤ 0.25 | ≤ 0.40 | ≤ 0.05 | ≤ 0.05 | ≤ 0.05 | ≤ 0.05 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 | 99.50 |
| 1060 | ≤ 0.25 | ≤ 0.35 | ≤ 0.05 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 | ≤ 0.05 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 | 99.60 |
| 3003 | ≤ 0.60 | ≤ 0.70 | ≤ 0.20 | 1.0~1.5 | — | ≤ 0.10 | — | ≤ 0.05 | 残り |
アロイ1050
このグレードは、工業用途で最も純度の高い市販アルミニウム合金の 1 つです。アルミニウム含有量が 99.5% 以上であるため、優れた電気伝導性と熱伝導性、非常に優れた耐食性、優れた成形性を備えています。この純度の「代償」は、強度が比較的低いことです。純粋なアルミニウムは、合金グレードのようには硬化しません。
アロイ1060
化学的には、1060 は 1050 よりもさらに純度が高く、アルミニウムが少なくとも 99.6% 含まれています。実用的な観点から見ると、その挙動は非常に似ており、非常に成形しやすく、完全に焼きなまされた状態では柔らかく、成形工具や金型に優しいのです。 1060 フォイルは導電性が高いため、電池タブ、変圧器巻線、熱交換器用フィンストック、シールドなどの電気および熱用途でよく使用されます。
アロイ3003
ここで考え方が変わります。 3003 は主要な合金元素としてマンガンを導入し、純粋なアルミニウムを良好な耐食性を維持しながら大幅に高い強度を備えた主力フォイルに変えます。まだ熱処理はできませんが、冷間加工には強く反応します。 1050 や 1060 と比較すると、3003 は「バターのように柔らかく」なく、より「構造的」であるため、成形性と強度の両方が必要とされる食品容器、自動車の熱交換器、および装飾クラッディングに一般的な選択肢となっています。
設計というレンズを通して見ると、1050 と 1060 は、純度、導電性、または最大の延性が優先される場合に最適ですが、製品がより高い機械的ストレス、より深い絞り成形、または引き裂くことなく粗雑な取り扱いに耐える必要がある場合は、3003 がその役割を果たします。
隠しダイヤル: テンパー H14、H16、H24
合金組成が基礎である場合、焼き戻しは調整のノブです。同じ合金でも、鋳造および熱間圧延後の加工方法に応じて、挙動が大きく異なる場合があります。
1050、1060、3003 などの非熱処理箔合金の場合、一般的な強化メカニズムは冷間加工です。つまり、材料を室温で圧延して薄くし、結晶構造に転位を導入します。 H14、H16、H24 などの焼き戻しは、材料がどのように「加工」されているか、およびその後部分的に焼きなまされたかどうかを示します。
これらの焼き戻しコードは、フォイルの内部履歴の短縮形として読み取ることができます。
H14
これは、約半分の硬さまでのひずみ硬化を表します。材料は、その合金と厚さで可能な最大硬化の約 50% を達成するために冷間圧延されています。強度と成形性のバランスの取れた組み合わせを提供します。ホイルの場合、シートまたはコイルがへこみに耐える必要がありながら、単純なプレスまたはスタンピング操作で容易に形成される必要がある場合、H14 は一般的な「中間基準」です。
H16
ここではひずみ硬化がさらに一歩進みます。 H16はH14に比べて強度が高く伸びが低い「スリークォーターハード」です。 H16 調質のフォイルは、激しい曲げや深絞り加工には耐えられませんが、形状をより良く保持し、より高いライン張力や巻取り圧力に耐えることができます。空調コイルのフィンや、極端な成形性よりも剛性が重要な剛性パッケージングなどの用途に適しています。
H24
この焼き戻しは、材料が最初にひずみ硬化され、次に部分的に焼きなましされたことを示しています。部分焼鈍は内部応力の一部を軽減し、H18 (完全硬質) と比較して材料を柔らかくしますが、完全に焼鈍した O 焼き戻しよりも強度を保ちます。フォイルの場合、深絞り加工やより複雑な成形が必要な場合は、H24 が選択されることがよくあります。H24 は、寸法安定性を維持するのに十分な降伏強度を備えながら、亀裂を生じることなく伸びるのに十分な延性を備えています。
デザイナーの観点から見ると、合金と質はグリッドの 2 つの軸です。両方を理解したら、各フォイル グレードを必要な場所に正確に配置できます。
- 1050-H24: より柔らかく、適度な加工硬化があり非常に成形しやすい
- 1060-H14: 電気または熱コンポーネント向けの強度のバランスを備えた高い導電性
- 3003-H16: 使用中の変形に対する良好な耐性を備えた強化フォイル
機械的特性のスナップショット
値は厚さと規格によって異なりますが、薄いシート/フォイルの範囲における一般的な室温特性は次のとおりです。
| 合金 - 焼き戻し | 引張強さ(MPa) | 降伏強さ(MPa) | 伸長 (%) |
|---|---|---|---|
| 1050-H14 | ~ 75 ~ 95 | ~ 35 ~ 60 | ~ 5 ~ 15 |
| 1050-H24 | ~ 85–105 | ~ 45 ~ 70 | ~ 4–12 |
| 1060-H14 | ~ 80 ~ 100 | ~ 40–65 | ~ 5 ~ 15 |
| 1060-H16 | ~ 95 ~ 115 | ~ 55 ~ 80 | ~ 3 ~ 10 |
| 3003-H14 | ~110~150 | ~ 60 ~ 120 | ~ 4–12 |
| 3003-H24 | ~115~160 | ~ 70 ~ 130 | ~ 3 ~ 10 |
フォイルの用途では、これらの違いは、フォイルがスリットラインでどれだけの張力を受けることができるか、しわを付けずにどれだけしっかりと巻き付けることができるか、そして裂ける前にどれだけ深く形成できるかに反映されます。
合金と質を実際の用途に適合させる
生産エンジニアの観点からこれらの箔を見ると、優先事項は化学的性質だけではなく、プロセスの適合性です。
導電性が支配する場所
アプリケーションに熱や電気などの伝導が関係する場合、1050 と 1060 は自然に前面に移動します。変圧器の巻線、バッテリー フォイル、バスバー、および特定の HVAC フィンストックに対して、1060-H14 または H16 は、高速機器で安定して動作するのに十分な剛性と組み合わせた高い導電性を提供します。薄いゲージでは、これらの焼き戻しはライン張力下での伸びに抵抗し、きつく巻かれたコイルの層の位置合わせを正確に保ちます。
成形性が重要な場所
箔を打ち抜いたり、プレスしたり、三次元形状に描画したりする必要がある場合、材料同士が協力する必要があります。食品包装用のホイル容器、蓋、トレイには、多くの場合 3003-H24 または 1050-H24 が使用されます。 H24 での部分焼きなましにより延性がさらに高まり、3003 のマンガン強化によりコーナーや曲げでのピンホールや破れが防止されます。
耐食性と美観が重要な場合
露出または装飾用途 (断熱ジャケット、反射パネル、クラッディングなど) では、1050 および 1060 がその明るい表面と大気腐食に対する優れた耐性により人気があります。もう少し要求の厳しい環境では、H14 または H24 の 3003 フォイルまたは薄板は、腐食性能を犠牲にすることなく、より優れた機械的堅牢性を提供します。
実装基準と品質に関する考慮事項
アルミニウム箔 1050、1060、および 3003 の工業用途では、通常、次のような規格が参照されます。
- ASTM B209(アルミニウムおよびアルミニウム合金のシートおよびプレート)
- ヨーロッパの合金および機械的特性の仕様に関する EN 485 / EN 573
- 日本の薄板および帯規格のJIS H4000 / H4100
これらのフレームワーク内で、顧客が指定する実装パラメータには次のものが含まれることがよくあります。
- 厚さの許容差: 均一な成形と一貫したバリア性能を実現するために厳密に制御されています。
- 幅公差とエッジ品質: 高速箔加工またはラミネート加工に重要
- 表面品質: オイルレベル、清浄度、粗さ、ピンホール数は最終用途に一致する必要があります (食品との接触とコンデンサーホイルの接触など)。
- 焼き戻し精度: 機械的特性を狭い範囲内に維持するため、成形ツールやラインを定期的に調整する必要がありません。
食品包装では、食品と直接接触する場合の法規制への準拠を確保するために、合金の選択、潤滑剤、清浄度を管理する追加要件があります。ここで、3003-H24 および 1050-H24 は、多くの場合、食品グレードの圧延油を使用し、Pb や Cd などの残留元素を厳密に制御して調整されます。
フォイルをエンジニアリングコンポーネントとして見る
輝く金属のシンプルなリボンのように見えるものは、実際には徹底的に設計された製品です。アルミニウム ホイル 1050、1060、および 3003 の選択、および質別 H14、H16、および H24 の選択は、カタログ番号ではなく、成形、充填、シーリング、および耐用年数中に必要な動作によって決まります。
ホイルを選択する際に最も効果的な質問は、「どの合金が標準ですか?」ということではありません。しかし、「このフォイルは私のラインや製品でどのように動作するべきでしょうか?」美しく伸縮する必要がある場合は、3003-H24 または 1050-H24 が答えになるかもしれません。電流を効率的に流し、速度を一定に保つ必要がある場合は、1060-H16 の方が適している可能性があります。
これらの箔を商品ではなくオーダーメイドの素材として扱うことで、設計者と購入者はオーバーエンジニアリングを回避し、加工上の問題を回避し、最終的にはより信頼性が高く、コスト効率の高い製品を実現できます。その意味で、アルミ箔は薄い金属シートというよりは、冶金、製造、性能の間で細かく調整されたインターフェイスです。
https://www.al-alloy.com/a/aluminum-foil-1050-1060-3003-h14-h16-h24.html
