アルミコイル 1050 1060 1100 3003 3105
「アルミコイル」と聞くと、どのグレードもほぼ同じだと思われがちです。実際には、1050、1060、1100、3003、および 3105 のいずれを選択するかによって、製品がプレス ブレーキできれいに曲がるか、長年の天候に耐えられるか、または成形中または保守中に故障するかが決まります。これら 5 つの合金は一種の「主力ファミリー」を形成しており、超高純度の高導電性金属から屋外での使用を想定したマンガン強化シートまでの範囲をカバーしています。
これらを個別のグレードとして考えるのではなく、次の 3 つの機能グループとして考えると便利です。
- 導電性と優れた成形性を備えた純アルミニウム: 1050、1060
- 適度な強度と優れた耐腐食性を備えた市販の純アルミニウム: 1100
- 構造安定性とコーティング性能を高めるマンガン合金アルミニウム: 3003、3105
これらのグループ内で、焼き戻し、厚さ、および表面仕上げが、プロセスにおけるコイルの最終的な動作を決定します。
単なる証明書ラインではなく、設計ツールとしての化学
化学組成を工場のテストレポートにチェックを入れるためのボックスとして扱うのではなく、パフォーマンスの調整ダイヤルとして見ることができます。
以下は、これらの合金の典型的な化学範囲 (質量 %) です。
| 合金 | Si(最大) | 鉄(最大) | 銅 | ん | マグネシウム | 亜鉛(最大) | その他（各／合計） | アル（約） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | 0.25 | 0.40 | 最大0.05 | 最大0.05 | – | 最大0.05 | 0.03 / 0.10 | ≥ 99.50 |
| 1060 | 0.25 | 0.35 | 最大0.05 | 最大0.03 | – | 最大0.05 | 0.03 / 0.10 | ≥ 99.60 |
| 1100 | 0.95 | – | 0.05～0.20 | 最大0.05 | – | 最大0.10 | 0.05 / 0.15 | ≥ 99.00 |
| 3003 | 0.60 | 0.70 | 0.05～0.20 | 1.0～1.5 | – | 最大0.10 | 0.05 / 0.15 | 残り(Al) |
| 3105 | 0.60 | 0.70 | 最大0.30 | 0.30～0.80 | 0.20～0.80 | 最大0.40 | 0.05 / 0.15 | 残り(Al) |
プロセス エンジニアの観点からは、次の 3 つの要素が際立っています。
- 純度（Al 含有量）により電気伝導性と熱伝導性が向上し、深絞り成形性が向上します。
- マンガンは 3003 と 3105 の静かな強度メーカーであり、延性をあまり犠牲にすることなく降伏強度を高めます。
- 銅は、たとえ 10 分の 1 パーセントであっても、強度と耐食性を微調整します。 1100 と 3003 では控えめで、攻撃的な産業環境ではなく、一般的な環境に合わせて調整されています。
これらの構成を、記憶する数字ではなく、引くレバーとして捉えることで、コイルを任務に素早く適合させることができます。
機械的動作: ライン内でコイルが実際にどのように動作するか
アルミニウム コイルに関する実際的な問題のほとんど (亀裂、オレンジの皮、スプリングバック、予期せぬうねり) は、合金、焼き戻し、および成形経路の不一致から生じます。
典型的な室温特性 (一般的な温度の薄いコイルの場合) は次のとおりです。
| 合金 | 典型的な気性 | 降伏強さ Rp0.2 (MPa) | 引張強さRm(MPa) | 伸び A50 (%) | 注意事項 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | O/H14 | ～20 / 60 | ~60 / 100 | ～35 / 10 | O では非常に延性があり、H 焼き戻しでも良好な曲げ性を示します。 |
| 1060 | O/H14 | ～20 / 65 | ~60 / 110 | ～35 / 10 | 1050 と同様、わずかに高い純度、最高の導電率 |
| 1100 | O/H14 | ～25 / 80 | ～70 / 120 | ～35 / 10 | 延性は若干低下しますが、1xxx よりも強度が優れています。 |
| 3003 | O/H14 | ~35 / 95 | ~95 / 130 | ～35 / 10 | 著しく強力です。おなじみの「ミディアムソフト」な成形感 |
| 3105 | H14 / H24 | ～80～130 | ～130～180 | ～8～15 | 塗装シート、鼻隠し、屋根材用に作られています。良い剛性 |
これらの値は、厚さ、加工ルート、正確な焼き戻しによって変化しますが、パターンは信頼できます。
- O 焼き戻しは寛容です。深絞り、スピニング、ロール成形では亀裂のリスクが最小限に抑えられます。
- H 焼き戻し品 (H12、H14、H16、H24 など) は加工硬化されており、より跳ね返り、へこみに強く、より高い荷重に耐えることができますが、より寛大な曲げ半径が必要です。
実際的なルール: 同じ焼き戻しで 1050/1060 から 3003 または 3105 に移行する場合、ツール上でコイルがより「硬く」感じられ、より多くのスプリングバックが発生すると想定してください。曲げダイとロールフォームパスでは、再調整が必要になることがよくあります。
自然な用途を通して各合金を観察する
機械的に用途を列挙するのではなく、各合金がどのように「好む」働きをするのか、そしてそれがどのような点で優れているのかを考慮してください。
1050 と 1060: 電力と熱の背後にある導電性の「筋肉」
これらの合金は純粋なアルミニウムに非常に近いものです。つまり:
- 約 55 ～ 57% IACS を超える導電率。バス バー、変圧器巻線、および配電コンポーネントに適しています。
- 高い熱伝導率により、熱伝達パネル、HVAC フィン ストック (多くの場合、合金をさらに調整)、およびヒート スプレッダーに役立ちます。
O 焼き戻しおよび軽い H 焼き戻しでは、1050 および 1060 はシート状の軟銅とほぼ同じように動作します。鋭く折り曲げたり、深絞りして輪郭のある鍋や蓋にしたり、回転させてランプの反射板にしたり、破れることなくエンボス加工したりできます。
一般的な用途:
- コイルから切り出した後の電気バスダクトとバー。
- 最大の成形性が強度の要求を上回る化学および食品産業のライナー。
- 装飾的な反射シートとホイルの裏地。非常にきれいな表面と高純度が高く評価されます。
製造の観点から見ると、これらのコイルは、狭い半径の曲げやエンボス加工に対して非常に寛容です。しかし、その弱点は耐へこみ性と耐荷重性です。これらは、建築の構造コンポーネントや外装コンポーネントの第一選択ではありません。
1100: 日常の「純粋な」主力製品
1100 は、超純度から少し離れて、1xxx シリーズの本質的な延性を犠牲にすることなく、多くの使用環境で適度な強度とわずかに優れた耐食性を獲得します。
次のような場所で広く使用されています。
- 成形性は依然として重要ですが、強度要件も無視できません。
- 装飾陽極酸化処理、基本的な圧力容器、低圧貯蔵タンクが含まれます。
- 熱交換および断熱ジャケットには、成形性、外観、耐用年数のバランスが必要です。
製造業者にとって、1100 は快適ゾーンです。切断、穴あけ、曲げが容易で、工具に引っかかりにくく、プロセスの小さな偏差も許容されます。 TIG および MIG によって良好に溶接され、高温割れのリスクは最小限に抑えられます。設計で銅または鋼製のアタッチメントを使用する場合、ガルバニック適合性を評価する必要がありますが、中性の非塩化物環境では 1100 は非常に良好に動作します。
3003: マンガン硬化万能シート
設計が「本当の」強度を要求し始めるが、加工性を大幅に低下させることができない場合、通常は 3003 が最初のステップとなります。 1.0 ～ 1.5% の範囲のマンガンはマトリックスを微細化し、1100 と比較して降伏強度を大幅に向上させます。
このため、3003 は以下の用途に特に適しています。
- 繰り返しの加熱や軽度の機械的負荷が発生する調理器具本体、深絞り鍋、家庭用器具。
- 非加圧燃料タンク、液体輸送カバー、トラックやトレーラーの屋根パネル。
- 風雨や中程度の機械的酷使にさらされる産業用配管システムの断熱材とジャケット。
合金は熱処理に対してあまり反応しません。その強度は冷間加工によって制御されます。コイル供給では、これはクリーンで予測可能な一連の焼き戻しの選択につながります。
- O は積極的な成形と深絞りに適しています。
- H14 / H16 へこみを最小限に抑え、軽荷重をサポートすることを目的とする場合。
- 強度と残留成形性の間の妥協が必要な H24。
生産ラインでは、3003 は実際にロール成形、プロファイル曲げ、スタンピングを可能にします。強度が 1xxx を超えて向上しているため、場合によっては、特に波形またはリブ付きプロファイルの場合、剛性を犠牲にすることなく厚さをダウンゲージできることを意味します。
3105: 封筒を作るための「コーティングプラットフォーム」
5 つの中で、3105 は塗装コイルや建築用途向けに最も意図的に設計された組成を備えています。マンガンとマグネシウムのリフト強度を高めながら、パネルの製造やヘミングに適した成形性を維持します。銅と亜鉛の含有量を制御し、マンガンと組み合わせることで、正しくコーティングされた場合、ほとんどの建築環境に適した腐食性能が得られます。
その自然領域には以下が含まれます。
- コイルコーティングラインで製造される、塗装済みの屋根および壁被覆パネル。
- 雨水システム: 側溝、縦樋、鼻隠し、天井コイル。
- 極端な絞り性よりも剛性と塗装の外観が重要となるシャッター、ブラインド、天井パネル。
3105 の物語は、実際には工場の後、つまりコイル コーティング ラインから始まります。合金の硬度と幅方向の平坦度が均一であることは、均一な圧延張力と滑らかな塗膜形成を実現するために非常に重要です。 H14 および H24 焼き戻しでは、3105 はコイルのセットや取り扱いによる損傷に耐えるのに十分な硬度を提供しますが、屋根材やトリム プロファイルに使用される比較的小さな半径の周囲でもよく曲がります。
腐食の観点から見ると、正しく前処理されコーティングされた 3105 コイルは、多くの気候で数十年にわたる屋外暴露に耐えることができます。ただし、高度に工業化された環境や海岸沿いの環境では、合金の選択そのものと同様に、塗料システムの選択 (プライマーの種類、トップコートの化学的性質、膜厚) が重要になります。
焼き戻し、成形戦略、コーティング: 多くの失敗が始まるところ
これらの合金全体で、実際の用途での成功を左右する 3 つの技術的手段は次のとおりです。
曲げ半径と焼き戻しの関係
これらの合金、特に 3003 や 3105 の H16 や H18 などのより硬質な焼戻しには、より大きな最小曲げ半径が必要です。これを無視すると、多くの場合、曲げに沿って微小な亀裂が発生しますが、塗装またはサービスにさらされるまで目に見えない場合があります。塗装されたコイルの場合、大量生産に着手する前に、生産バッチ サンプルに対して曲げテスト (180° T 曲げテストなど) を実行することをお勧めします。
コーティング前のコイルの清浄度
特に建築用塗料に使用される 3003 および 3105 の場合、残留圧延油、微粉、酸化物の変動を厳密に管理する必要があります。表面の清浄度は、接着力、糸状耐食性、光沢保持性に影響します。継続的な脱脂、クロム酸フリーの化成皮膜、および厳格なプロセス管理は、現在業界標準となっています。
溶接・接合戦略
1xxx 合金は溶接が容易ですが、接合強度が低いです。 3003 および 3105 はより強力な溶接継手を提供しますが、亀裂や電気的問題を避けるために慎重に適合した溶加合金が必要な場合があります。建築製品の場合、コーティングの完全性を維持し、焼け跡や熱影響による変色を避けるために、機械的接合 (リベット留め、クリンチ、セルフドリルねじ) が好まれることがよくあります。
コイルの選択: 機能チェックリスト
機能的なレンズを通して見ると、5 つの合金は設計の優先順位に合わせて調整できます。
- 導電性とデッドソフト成形性が重要な場合は、O または軽い H 焼き戻しの 1050 または 1060 が自然な選択です。
- 一般的な板金用に適度な強度を備えた、バランスの取れた加工が容易な材料が必要な場合は、1100 が依然として信頼できる標準です。
- タンク、調理器具、車両パネルなど、より丈夫で成形性の高いコイルが必要な場合は、3003 が古典的な答えです。
- 製品が長期的な外観と剛性が重要となる塗装済みの外装シートの場合、通常は制御された H 焼き戻しの 3105 が最適です。
合金、焼き戻し、および表面処理を個別の仕様ではなく、単一の統合された決定として扱うことで、アルミニウム コイルが単なる商品投入品ではなく、製品の性能に組み込まれた正確に調整された材料ソリューションとなることが保証されます。
https://www.alusheets.com/a/aluminum-coil-1050-1060-1100-3003-3105.html
