その優れた総合特性により、1100合金は建築用カーテンウォール、内装、家電パネルのベース材料として選ばれるようになりました。アルミニウム加工業界の技術的リーダーとして、この記事では、1100カラーアルミニウムの専門的な製造プロセスを体系的に紹介します。この記事では、材料特性、主要プロセス、表面処理技術について包括的に説明します。
1100カラーアルミニウムベース材料の特性
カラーアルミニウムの優れた性能は、そのベース合金のDNAに深く根ざしています。1100合金は、カラーアルミニウム製造の黄金のベース材料として広く認識されています。その主な利点は次のとおりです。
- 組成制御：アルミニウム含有量 ≥ 99.0%、鉄（0.40-1.0%）とケイ素（0.05-0.25%）を主微量元素とし、銅含有量 ≤ 0.05-0.20%。高純度は、その後のプロセスの成功に不可欠です。
- 耐食性：高純度アルミニウムは、空気中で自然に緻密なAl₂O₃酸化膜を形成し、基本的な保護層を提供します。
- 加工性：伸び ≥ 35%、深絞り係数 ≥ 2.0、深絞りおよび複雑な曲げが可能。
- 表面の一貫性：均質化された微細構造により、コーティングの密着性 ≥ 5 MPaが保証されます。
- 優れた電気伝導性と熱伝導性：純アルミニウムに次ぐもので、放熱や電気伝導性が必要な特定の用途で有利です。
1100カラーアルミニウムの主要製造プロセス
(1) 溶解と精製
- 高純度の一次アルミニウムインゴットと、注意深く選別された再生アルミニウムを、大規模な溶解炉に投入します。
- 主要プロセス：アルゴン/窒素ロータリー脱ガス。不活性ガスを溶融アルミニウムに導入し、溶解した水素を効率的に除去し、最終シートの気孔欠陥をなくし、材料密度を確保します。
(2) 鋳造と均質化
- 精製された溶融アルミニウムは、通常、大型のスラブに直接チルド鋳造されます。
- 均質化：スラブを500〜600℃に加熱し、この温度で数時間保持します。このステップにより、鋳造偏析が解消され、鉄分が豊富な相が溶解し、内部応力が解放され、その後の加工性能と最終製品の表面品質と一貫性が大幅に向上します。
(2) 熱間圧延
加熱されたスラブは、複数の圧延パスを受け、その厚さを大幅に減らし、最初に粒度を微細化し、基本的な機械的特性の基礎を築きます。
冷間圧延と焼鈍
- 冷却後、熱間圧延コイルは、精密な目標厚さと鏡面のような表面を実現するために、室温で複数の精密冷間圧延パスを受けます。
- 中間焼鈍が必要な場合があります：冷間圧延による加工硬化により材料が硬くなりすぎた場合、焼鈍を使用して可塑性を回復し、その後の圧延またはエンドユーザーの成形を容易にします。最終状態は、冷間圧延変形量と最終焼鈍によって正確に制御されます。
(4) 表面前処理 - 塗装前の成功の鍵
- 徹底的な洗浄：強力なアルカリ性または酸性の脱脂剤は、圧延油、グリース、および汚染物質を徹底的に除去します。
- 化学的転換/クロム処理またはクロムフリー処理：これは、コーティングの密着性のための重要なステップです。特定の化学溶液は、クリーンなアルミニウム基板上に、優れた密着性と耐食性を備えた緻密なナノスケールの転換コーティングを形成します。これは、アルミニウム基板と有機コーティング間の重要な「分子ブリッジ」として機能します。
- 精密な水洗と乾燥：化学残留物の不在を保証し、表面がコーティングに必要な清浄度と活性を達成します。
1100カラーコイルコーティング技術システム
コーティングの選択は、カラー塗装アルミニウムコイルの性能レベルと適用シナリオを直接決定します。
(1) ローラーコーティングの原理
- 前処理されたアルミニウムコイルは、高速連続生産ライン上を走行します。
- 精密に制御されたコーティングローラーシステムは、液体コーティングをアルミニウムシートの両面に均等に塗布します。
- コーティングは次に、多段階の硬化炉に入り、厳密に制御された温度曲線の下で、コーティングは架橋反応を受け、強くて耐久性のある膜を形成します。このプロセスは非常に効率的で、非常に一貫した品質を提供します。
(2) PVDFコーティング
- 材料組成：70% PVDF樹脂 + 30% アクリレート。
- コーティング構造：アルミニウム基板 + 5-10μm クロム層 + 15-20μm プライマー + 20-25μm トップコート。
- 耐候性：3000時間のQUV試験に合格。
- セルフクリーニング：接触角 ≥ 90°。
- 適用規格：AAMA 2605。
(3) PEコーティング
- 材料特性：ポリエステル樹脂システム。
- プロセス機能：シングル/ダブルコートプロセス。
- 膜厚：18-25μm。
- 硬化条件：220℃ x 60秒。
- 用途：内装、家電パネル。
(4) その他のコーティング
- エポキシコーティング：防食プライマー用。
- ナノセラミックコーティング：表面硬度を向上させます。
- アクリルコーティング：PEとPVDFの中間の性能を提供し、中程度のコストで、特定の市場で用途が見出されます。
主要な品質管理ポイント
(1) 精密硬化
- 塗装されたアルミニウムコイルは、すぐに数十メートルにもなる多ゾーン硬化炉に入ります。
- 温度-時間プロファイルは重要なパラメータです。シートが到達するピーク温度と、その温度での持続時間は、樹脂の十分な架橋と硬化を確実にするために正確に制御する必要があります。温度が不十分だと、膜の特性が悪くなります。温度が高すぎると、膜が脆くなったり、黄色くなったり、基板の機械的特性が劣化したりする可能性があります。
(2) 冷却と後処理
- 硬化後、シートは、急速冷却による応力や変形を避けるために、注意深く制御された冷却セクションを受ける必要があります。
- 輸送および加工中の傷から繊細な表面を保護するために、インラインラミネーションが実行される場合があります。
(3) プロセス全体での厳格な品質検査
- 基板検査：厚さ公差、シート形状、および表面欠陥。
- 前処理膜検査：膜重量、均一性、および密着性。
- 膜厚：正確に制御されています。たとえば、2コート2ベーク後のPVDFの総膜厚は通常 ≥25μmです。
- 測色：バッチ間およびロール内の高い色の一貫性を確保するために、測色計が使用されます。
- 光沢：設計要件を満たします。
- 密着性：クロスハッチ法は、強くて剥がれない膜を確保するための重要な指標です。
- 硬度：鉛筆硬度試験を使用してテストされます。
- 耐候性シミュレーション：長期的な性能は、塩水噴霧試験、QUV/UVA促進耐候性試験、およびその他の方法によって予測されます。
すべての試験基準に合格した完成品のみがお客様に納品されます。
アプリケーション技術ガイダンス
(1) 推奨カーテンウォールソリューション
- 推奨コーティング：PVDFデュアルコートシステム。
- 厚さの選択：基板 ≥ 2.0mm + コーティング ≥ 40μm。
- 設置要件：熱変形クリアランスとして0.5mm/mを許容します。
(2) 加工上の注意点
- せん断：エッジクリアランス ≤ 板厚の10%。
- 曲げ：内側フィレット ≥ 板厚の1.5倍。
- 溶接プロセス：4043溶接ワイヤを使用し、入熱を制御します。