허니컴 알루미늄 호일의 산업화 및 응용

벌집형 알루미늄박의 산업적 응용에 관한 연구

벌집 샌드위치 복합 재료는 가볍습니다., 좋은 압축 에너지 흡수를 가지고, 높은 비강성과 비강도를 보유하고 있습니다..

최소한의 체중 증가로, 굽힘 강성을 효과적으로 개선하고 굽힘 모멘트와 압력을 견딜 수 있는 능력을 향상시킬 수 있습니다., 이상적인 경량 산업용 소재로 만들기.

현재, 학제 간 협력이 증가하면서, 벌집 샌드위치 재료는 연구자들로부터 점점 더 많은 관심을 끌고 있습니다..

최근 몇 년 동안 생산 공정의 급속한 발전과 성숙으로 인해 생산 비용이 크게 감소했습니다., 군사 및 항공우주 분야에서 민간 및 상업 부문으로 벌집 모양 샌드위치 재료의 적용을 촉진합니다..

현재, 시중에서 가장 널리 사용되는 벌집형 샌드위치 구조는 대부분 천연 벌집 모양을 모방한 육각형 벌집 구조입니다..

가장 일반적으로 사용되는 것은 알루미늄 벌집입니다., 노멕스 벌집, 종이 벌집, 그리고 섬유유리 벌집, 자동차에 널리 사용되는, 조선, 건설, 및 포장 산업.

본 논문에서는 산업생산방식에 대해 논의하는 데 중점을 둘 것이다., 프로세스, 알루미늄 허니컴 샌드위치 재료의 기계적 성질 및 기계적 성질.

알루미늄 호일 벌집 코어

1. 알루미늄 벌집 샌드위치 구조

알루미늄 벌집 샌드위치 구조는 전면 패널로 구성됩니다., 베이스 패널, 그리고 두꺼운, 경량 알루미늄 벌집 코어가 그 사이에 끼워져 있음.

전면 패널과 코어는 접착제로 결합되어 견고한 구조를 형성합니다., 통합 구조.

상단 및 하단 패널은 일반적으로 다음과 같이 구성됩니다. 3003 또는 5052 합금 알루미늄 시트, 내화성 보드로 적층할 수도 있습니다., 결석, 또는 도자기.

전면 패널의 표면 처리에는 탄화불소 코팅이 포함됩니다., 롤러 코팅, 열전달 인쇄, 브러싱, 그리고 산화. 적층된 전면 패널의 두께는 0.4–2.0mm입니다..

프레임 재질은 6063-T4 알루미늄 프로파일 또는 스테인레스 스틸입니다.. 그만큼 알루미늄 벌집 코어 소재 주로 이루어져있다 3003 또는 5052 알루미늄 호일.

처리비용이 더 높기 때문에 5052 합금, 3003 합금은 현재 상업 시장에서 가장 널리 사용됩니다.. 허니컴 코어의 알루미늄 호일 두께는 다음과 같습니다. 0.02 에게 0.08 mm, 알루미늄 벌집의 측면 길이는 다음과 같습니다. 5 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm, 그리고 12 mm.

허니컴 코어는 모양에 따라 분류될 수 있습니다., 정사각형 포함, 마름모꼴, 회보, 그리고 정육각형.

다양한 형상의 구조와 성능 비교, 정육각형 구조로 제작이 간단함, 재료를 덜 사용한다, 구조적 효율성이 높다, 더 나은 압력과 인장 저항을 제공합니다., 가장 널리 사용되는 유형이 됩니다.. 허니컴 패널의 전체 두께는 15-25 mm.

2. 알루미늄 벌집 포일 블랭크 가공

냉간 압연 스트립 블랭크는 주로 세 가지 방법을 사용하여 가공됩니다.: 열간압연 주괴 주조, 트윈롤 연속 주조 및 압연, 및 Hazlett 연속 주조 및 압연.

전통적인 3003 합금 벌집 포일 제품은 용융 주조 직접 냉각 열간 압연 주조 공정을 활용합니다..

제련 중, 다음과 같은 함량의 알루미늄 잉곳 99.7% 또는 더 높게, 고형 폐기물, 그리고 10% 에게 30% 전해 알루미늄 액체를 제련로에 넣습니다..

용융된 알루미늄은 잉곳으로 형성됩니다. (대형 편평한 주괴) ~의 400-600 다양한 크기의 금형을 통한 mm 두께.

잉곳의 양쪽 끝을 톱질해야 합니다., 밀링, 480~550℃로 재가열하여 1시간 동안 보관합니다. 20-25 이중 코일 열간 압연기로 보내지기 몇 시간 전.

고압을 통해, 다중 패스 압연, 열간 압연 알루미늄 코일 6-8 mm 두께가 생산됩니다., 그런 다음 추가 압연을 위해 냉간 압연 공정으로 옮겨집니다..

열간 압연 장비에는 높은 투자가 필요합니다., 복잡한 과정을 수반함, 에너지를 많이 소모한다, 생산주기가 길다, 상대적으로 높은 생산 비용이 발생합니다..

일반적으로 캔 스톡을 생산하는 데 사용됩니다., 자동차 강판, 두꺼운 경질 합금판, 고급 CTP 플레이트, 전자 알루미늄 호일.

트윈 롤 연속 주조 및 압연에는 세 가지 형태가 있습니다.: 최고의, 수평의, 그리고 경사. 캐스팅 과정은 거의 동일합니다..

첫 번째, 다음과 같은 함량의 알루미늄 잉곳 99.7% 또는 더 높게, 고형 폐기물, 그리고 20% 에게 60% 전해 알루미늄 액체를 원료로 사용.

이들은 용광로에서 용해되어 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용융물을 형성합니다.. 온도는 일반적으로 760℃ 이하입니다., 90 알루미늄이나 알루미늄합금의 융점보다 100℃ 이상 높은 온도, 가능한 가장 낮은 온도를 사용하여.

화웨이 3003 알루미늄 호일 점보 롤

다듬고 정착시킨 후, 용융된 알루미늄은 온도가 720~740℃로 조절되는 유지로로 이송됩니다.. 그런 다음 주둥이와 여물통을 통해 탈기 장치로 흐릅니다., 온라인으로 결정립 미세화제가 추가되는 곳.

여과 후, 액체 레벨을 제어할 수 있는 전면 챔버로 흘러 들어갑니다.. 그런 다음 흐름 분배기가 있는 규산알루미늄 재질의 주조 노즐을 통과합니다., 같은 방향으로 회전하며 냉각수가 순환하는 주조롤 사이의 공간으로 들어갑니다., 형성 6-8 mm 캐스트 스트립.

이 스트립은 코일링 장치를 사용하여 특정 폭의 주조 코일로 감겨집니다.. 트윈-롤 연속 주조 및 압연 공정에는 더 적은 투자가 필요합니다., 매우 효율적이다, 에너지 소비가 적다, 그리고 낮은 생산 비용.

생산 중, 용융 금속은 주조 및 압연 영역에서 급속 냉각됩니다., 냉각 속도가 도달함에 따라 102-103 ℃/초. 응고는 빠른 속도로 발생합니다., 방향성 열 결정화, 방향성이 높은 결정 성장을 가져옴, 주조 롤 표면에 거의 수직.

이 과정은 수많은 수지상 결정이 형성되는 것이 특징입니다., 약간의 분리가 동반됨. 장소 상에서, 스트립 중앙의 수지상 결정은 빠르게 원주형 결정으로 성장합니다., 스트립 중심과 55°-65° 각도 형성.

생산할 때 6-7 mm 두께 3003 합금, 캐스팅 속도로 600-800 mm/분, 생성된 미세 구조는 분리 및 국부적으로 거친 입자를 나타냅니다..

이는 생산 불안정성을 증가시킬 뿐만 아니라 후속 압연 공정 이후 제품 성능 안정성 저하로 이어집니다..

높은 처리량 (헤이즐렛) 연속 주조 및 압연은 용해로를 활용합니다., 고용 80%-85% 용융된 알루미늄과 15%-20% 노내 용해용 고형물, 녹는 온도를 로 조절하여 740-760 °C.

이 공정에서는 HD2000 정제 공장을 사용합니다., 고속 회전하는 흑연 로터를 통해 특정 비율의 Ar과 Cl2를 주입하는 방식. 정착한 후 >1 시간, 용융된 알루미늄은 흐름 채널을 통해 SNIF 탈기 챔버 입구로 흐릅니다..

입구에 결정립 미세화제가 추가됩니다.. 용융된 알루미늄은 필터 상자를 통해 안정적이고 조정 가능한 액체 레벨이 있는 전면 챔버로 흐릅니다.. 정수압 하에서, 용융된 알루미늄은 약 6° 아래로 기울어진 진공 절연 주조 노즐로 흘러 들어갑니다..

노즐은 순환수로 채워져 있습니다., 자기 지지 롤러에 의해 지지됨, 그리고 계속해서 시전을 합니다. 19 외부 표면에 특정 코팅이 있는 상부 및 하부 강철 스트립 사이의 mm 두께 슬래브.

주조 중 냉각 속도는 30~80 ℃/s에 이릅니다., 전통적인 열간압연과 트윈롤 연속주조 사이에 위치. 생산할 때 3003 알루미늄 호일, 결정립 구조는 열간압연 잉곳과 유사합니다..

주조 슬래브는 열간 연속 압연을 위해 3롤 밀에 직접 공급됩니다., 생산 3003 두께 2.5~4.5mm의 합금 슬라브. 주조 속도는 6.5~8m/min입니다., 회전 속도는 30~80m/min입니다., 처리량은 35~50 t/h입니다.. 높은 처리량의 연속 주조 및 압연 공정은 높은 생산 효율성을 자랑합니다..

열간압연에 비해, 그것은 톱질을 제거합니다, 갈기, 및 균질화 과정, 생산 효율성을 향상하고 재공주기를 단축할 뿐만 아니라, 하지만 절약도 해 500 kWh/t의 전력 소비량을 절감하고 전체 비용을 100% 이상 절감 600 위안/톤.

현재 국내 연구는 주로 열간압연 잉곳 주조를 사용하여 생산하는 데 중점을 두고 있습니다. 3003 합금 벌집 포일 샌드위치 재료, 생산을 위한 고처리량 연속 주조 및 압연 공정에 대한 연구 3003 합금 벌집 포일 샌드위치 재료는 거의 존재하지 않습니다..

벌집형 알루미늄박의 산업화 및 응용

3. 실험 절차

전통적인 열간 압연 6-8 mm 빌렛 압연 공정은 다음과 같습니다: 6-8 mm 빌렛 → 균질화 → 냉간 압연 → 0.02-0.08 mm → 슬리팅 → 코팅 → 경화 → 허니콤 코어 완제품.

처리량이 많은 연속 주조 및 압연 공정은: 2.5-4.5 mm 빌렛 → 균질화 → 냉간 압연 → 0.02-0.08 mm → 슬리팅 → 코팅 → 경화. 이 실험은 국가 표준을 나타냅니다. 3003 합금 구성, 제련 공정은 통일된 제어 표준을 채택합니다..

특정 합금 조성은 표에 나와 있습니다. 1.

균질화 과정 3003 합금 빌렛은 550 ℃ 25-35 시간. 균질화 후, 열간 압연 스톡의 두께는 다음과 같습니다. 7.0 mm, 인장 강도 106 MPa, 그리고 연장 43%.

연속 주조 및 압연된 빌렛의 두께는 3.5 mm, 인장 강도 117 MPa, 그리고 연장 39%.

두 빌렛을 모두 동일한 방법으로 균질화하고 가공했습니다., 최종 제품의 두께는 다음과 같습니다. 0.038 mm.

완성된 제품의 샘플을 잘랐습니다. 30 mm × 180 mm 조각, 기계적 성질과 열 밀봉 강도를 테스트했습니다..

열간압연재의 인장강도는 264 MPa, 신장 4.5%, 그리고 열 밀봉 강도는 15 N.

연속 주조 및 압연 소재의 인장 강도는 다음과 같습니다. 272 MPa, 신장 3.8%, 그리고 열 밀봉 강도는 16 N.

시장 피드백에 따르면, 일반 벌집형 알루미늄 호일 완제품의 기계적 특성에는 인장 강도가 필요합니다. >260 MPa, 연장 >3%, 열 밀봉 강도 >14 N, 하류 접착제 적용에 영향을 미치지 않도록 평평하고 깨끗한 표면.

이 데이터 비교, 높은 처리량의 연속 주조 및 압연 공정을 사용하여 생산된 알루미늄 벌집 포일 샌드위치 재료는 상당한 이점을 가지고 있는 것이 분명합니다., 더 짧은 생산 공정을 포함하여, 더 높은 수율, 낮은 에너지 소비, 그리고 더 나은 제품 성능.

4. 결론

생산을 위한 고처리량 연속 주조 및 압연 공정 3003 합금 벌집 포일 공백, 기존의 열간 압연 공정에 비해, 제품 품질을 보장하면서 공정 흐름을 크게 단축하고 수율을 향상시킬 수 있습니다..

고처리량 연속 주조 및 압연 3003 합금 3.5 mm 및 열간압연 7.0 mm 공백은 동일한 생산 공정을 따랐습니다., 완제품의 기계적 특성에는 사실상 차이가 없습니다., 둘 다 알루미늄 벌집 포일의 품질 요구 사항을 충족합니다..