機械加工のための ACP 5080 材料特性の理解

ACP 5080 は、優れた機械加工性とコスト削減の利点でよく知られている精密アルミニウム キャスト プレートです。非常にバランスの取れた材料、物理的、および機械的特性を備えているだけでなく、最高の低張力アルミニウム ツーリング プレートの 1 つでもあります。

以下では、最もユニークな ACP 5080 材料特性のいくつかを見て、その機械加工性に役立つ物理的および機械的特性のいくつかをさらに分析します.

独自の ACP 5080 材料特性

ACP 5080 は、特定の用途の機械工にとって理想的な選択肢となる独自の材料特性を備えています。低気孔率、微細な粒子構造、優れた寸法安定性など、これらの特性の一部について以下に詳しく説明します。

低気孔率

気孔率は通常、耐食性、機械的強度、疲労靭性など、金属のさまざまな重要な特性に影響を与えます。気孔は気体の空隙に他ならず、気孔率が低いということは、金属構造内の空隙やエアポケットが少ないことを意味します。エア ポケットの存在は、金属の均一な密度を乱し、さらなる用途に対して構造の安定性を低下させます。

機械加工中、多孔性により金属に大きな亀裂が生じたり、切削液や外部ガスが侵入するための漏れ経路ができたりする可能性があります。その結果、作業材料はそれ以上の用途では使用できなくなる可能性があります。

ACP 5080 の気孔率が低いため、メーカーは上記の問題を心配することなく、プレートを機械加工して優れた表面仕上げを実現できます。

細粒構造

金属のほとんどの低温塑性変形は、境界での粒子の転位に由来します。結晶粒度を制御することは、転位を抑制し、金属強度を高める最良の方法です。 ACP 5080 合金は、水平方向の連続アルミニウム フロー キャスティング プロセスによって最終厚さに近い厚さで製造されるため、結晶粒が非常に小さくなっています。それらは、状態「0」の調質鍛造プレートと同様に、製造応力を除去するために完全にアニールされます。

従来の構造に対する微粒子構造の主な利点は、高い降伏強度と応力緩和抵抗です。この微細な微細構造は切削工具にも役立つため、機械加工性を向上させる重要な ACP 5080 材料特性の 1 つと見なされています。

ACP 5080 では結晶粒が微細化されているため、境界での結晶粒間の強度は内部の結晶粒よりも大きくなっています。これにより、合金の応力破断寿命が延長されます。応力破断とは、応力下での材料の突然の完全な破損を指します。したがって、プレートは、機械加工中にクラックを発生させることなく、より多くの引張り曲げを処理できるため、それに比例してワーク領域が減少するのを防ぐことができます。

ACP 5080 は、高温でもこの高い粒界強度を示します。これは、合金の降伏強度が高いことを示しています。降伏強度が高いため、ACP 5080 は航空宇宙産業に最適です。航空宇宙産業では、温度差の大きい環境下での張力、圧縮、および振動の観点から極端な構造負荷に耐えるように構造を設計する必要があります。

寸法安定性

寸法安定性とは、特定の用途で金属が構造的完全性を維持する能力を指します。 ACP 5080 プレートは、気孔率が低いため、素材の優れた寸法安定性を継承しています。

熱膨張の小さい合金は、切削工具とワークピース間の摩擦によって過度の温度が発生するため、機械加工プロセス中に寸法安定性を失います。ただし、ACP 5080 は 13.5 µin/in-°F (24.3 µm/m-°C) の優れた熱膨張係数を持ち、純金属の熱膨張係数に近い値です。したがって、通常とは異なる拡張動作が発生することはありません。

ACP 5080 の材料特性とは別に、その機械的および物理的特性も機械加工性に影響します。

理想的な機械的および物理的特性

以下の 2 つの表は、ACP 5080 合金の機械的および物理的特性を強調しています。

機械的特性
引張強度、極限	240 ～ 290 MPa (N/mm2)
耐力	110 ～ 130 MPa (N/mm2)
破断伸び	16%
ブリネル硬さ	70

物理的特性
密度	2.66 g/cc
熱伝導率	109 – 140 W/m-K
弾性係数	~70,000 N/mm2
熱膨張係数	24.2 x10-6/K

上に示したように、ACP 5080 は他の航空宇宙グレードのアルミニウムと同様に優れた物理的および機械的特性を備えています。高い引張強度と降伏強度の値は、ハードな機械加工環境に耐える能力を示しており、その熱伝導率はかなりの範囲にあります。プレートは、機械加工プロセス中に切削工具から熱を吸収して、工具を熱分解から守ります。また、この合金は延性に優れているため、必要な切削抵抗が少なくて済み、工具の摩擦による摩耗や損傷を防ぐことができます。

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