ทำความรู้จักกับ อลูมิเนียมอัลลอย 7075
ภาพรวมทางเทคนิค คุณสมบัติ กระบวนการผลิต และการใช้งาน
อลูมิเนียมอัลลอย 7075 เป็นอัลลอยความแข็งแรงสูงและสามารถผ่านกระบวนการชุบความร้อนได้ ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอากาศยาน ยานยนต์ กลาโหม และอุปกรณ์กีฬาคุณภาพสูง ด้วยอัตราส่วนความแข็งแรงต่อมวลที่ยอดเยี่ยมและความทนต่อความเมื่อยล้า วัสดุนี้จึงมอบข้อได้เปรียบด้านสมรรถนะเหนืออลูมิเนียมชนิดอื่น ๆ แม้ว่าความทนต่อการกัดกร่อนจะต่ำกว่าอัลลอยบางชนิด แต่คุณสมบัติทางกลและการกลึงทำให้เป็นวัสดุที่สำคัญสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง
บทนำ (Introduction)
ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ความต้องการวัสดุน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงสูงเพิ่มมากขึ้น ตั้งแต่อุตสาหกรรมอากาศยานไปจนถึงชิ้นส่วนยานยนต์สมรรถนะสูง ผู้ผลิตต้องการอัลลอยที่รวมความแข็งแรงทางกลกับความง่ายในการขึ้นรูป อลูมิเนียมอัลลอย 7075 ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1930 ในประเทศญี่ปุ่นและต่อมาได้รับความนิยมในสหรัฐอเมริกา เป็นวัสดุหลักสำหรับงานที่ต้องการความแข็งแรงสูงแต่ลดน้ำหนัก
เมื่อเทียบกับอัลลอย 6061 อลูมิเนียม 7075 มีคุณสมบัติทางกลใกล้เคียงกับเหล็ก แต่ยังคงน้ำหนักเบา ทำให้เหมาะสำหรับโครงสร้างอากาศยาน ชิ้นส่วนกลาโหม และสินค้ากีฬา
รายละเอียดผลิตภัณฑ์ (Product Description)
คุณสมบัติทางกายภาพ
(Physical Properties)
- ความหนาแน่น: 2.81 g/cm³
- การนำไฟฟ้า: ~33% IACS
- การนำความร้อน: ~130 W/m·K
- ความต้านทานไฟฟ้า: ~0.047 × 10⁻⁶ Ω·m
- ช่วงการหลอมละลาย: ~477 – 635 °C
คุณสมบัติทางกลศาสตร์
(Mechanical Properties)
- ความต้านแรงดึง: ~572 MPa (83 ksi)
- ความต้านแรง Yield: ~503 MPa (73 ksi)
- ความแข็ง (Brinell HB): ~150 HB
- ความแข็ง (HV): ~150 – 160 HV
- การยืดตัว: ~11%
- โมดูลัสความยืดหยุ่น: ~71.7 GPa
- ความสามารถในการขึ้นรูป: ปานกลาง
- ความสามารถในการกลึง: ดีเยี่ยม
- การเชื่อม: ไม่ดี
- ความต้านทานการกัดกร่อน: ปานกลาง
มาตรฐาน
(Standards)
- UNS: A97075
- JIS: H4000 7075
- ASTM: B209 (Sheet/Plate), B221 (Extrusions), B241 (Pipe)
- AA: 7075
- EN: EN AW-7075
- ISO: ISO 209-2
- BS: BS EN 573-3 / BS EN 515
- DIN: AlZn5.5MgCu
- AFNOR: 7075
- RWMA: Alloy 7075
กระบวนการและเทคโนโลยีการผลิต (Production Process & Production Technology)
1. การหลอมและการผสมอัลลอยด์ (Melting & Alloying)
- อลูมิเนียมถูกหลอมในเตาและเติมส่วนผสมหลัก เช่น สังกะสี แมกนีเซียม และทองแดง เพื่อให้ได้องค์ประกอบทางเคมีที่ต้องการ การควบคุมอุณหภูมิและส่วนผสมอย่างแม่นยำทำให้คุณสมบัติสม่ำเสมอ
2. การหล่อ (Casting)
- อะลูมิเนียมหลอมถูกเทลงเป็นแท่ง บล็อก หรือแผ่น เพื่อเตรียมขึ้นรูปต่อไป การใช้เทคนิคหล่อแบบต่อเนื่องหรือ Direct Chill ช่วยลดข้อบกพร่องและเพิ่มความสม่ำเสมอ
3. การขึ้นรูป (Forming & Rolling)
- แท่งหล่อถูกขึ้นรูปเป็นแผ่น แท่ง หรือชิ้นส่วนรีด/ขึ้นรูปด้วยการรีด อัดขึ้นรูป หรือฟอร์จ
- หลังการขึ้นรูปจะมี กระบวนการชุบความร้อน (T6 temper) ได้แก่ การชุบละลาย การดึงเย็น และการอบอายุ ทำให้ความแข็งแรง ความต้านแรง Yield และความแข็งเพิ่มขึ้น พร้อมรักษาความมั่นคงของมิติ
4. การกลึงและการตกแต่งพื้นผิว (Machining & Finishing)
- ใช้การกลึงและ CNC เพื่อผลิตชิ้นส่วนตามขนาดและรูปร่างที่ซับซ้อน อลูมิเนียม 7075 มีคุณสมบัติกลึงดี จึงเหมาะสำหรับอุตสาหกรรมอากาศยาน ยานยนต์ และสินค้าอุปกรณ์สมรรถนะสูง
- การตกแต่งพื้นผิว เช่น อโนไดซ์ เคลือบโครเมต หรือพ่นสี ใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความสวยงาม
มาตราฐานการควบคุมคุณภาพ ได้แก่ การทดสอบไม่ทำลาย (NDT) การวัดความแข็ง และการทดสอบแรงดึง
การใช้งาน (Product Application)
- อากาศยานและกลาโหม
- โครงสร้างปีกและตัวเครื่องอากาศยาน
- อาวุธปืนชั้นสูง แผ่นเกราะ และชิ้นส่วนโครงสร้าง
- โครงสร้างดาวเทียม น้ำหนักเบาแต่แข็งแรง
- ยานยนต์และมอเตอร์สปอร์ต
- โครงรถแข่งและระบบกันสะเทือน
- โครงจักรยานและมอเตอร์ไซค์สมรรถนะสูง
- ชิ้นส่วนที่ต้องรับแรงสูง เช่น เพลาขับและเฟือง
- อุตสาหกรรมทางทะเล
- ชิ้นส่วนโครงสร้างเรือและเรือความเร็วสูง
- แนะนำการเคลือบป้องกันการกัดกร่อน
- สินค้าอุปโภคบริโภค
- อุปกรณ์กีฬา เช่น อุปกรณ์ปีนเขา อุปกรณ์ยิงธนู ไม้กอล์ฟ และจักรยาน
- ตัวเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการความแข็งแรงและน้ำหนักเบา
- อุตสาหกรรมและแม่พิมพ์
- เครื่องมือแม่พิมพ์และจิ๊ก เนื่องจากกลึงง่าย
- ชิ้นส่วนหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติที่ต้องการความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบา
ตัวอย่างโครงการ – เครื่องบิน Boeing 747:
ใช้ อลูมิเนียม 7075 จำนวนมากในโครงสร้างปีกและตัวเครื่อง ช่วยเพิ่มสมรรถนะและความน่าเชื่อถือ เช่นเดียวกับทีม Formula One ที่ใช้วัสดุนี้เพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มความแข็งแรง
สรุป (Conclusion)
อลูมิเนียมอัลลอย 7075 เป็นอัลลอยความแข็งแรงสูงที่รวมคุณสมบัติทางกลยอดเยี่ยมกับน้ำหนักเบา แม้ว่าความทนต่อการกัดกร่อนจะต่ำกว่าอัลลอยบางชนิด แต่ข้อได้เปรียบด้านอัตราส่วนความแข็งแรงต่อมวลทำให้จำเป็นสำหรับอากาศยาน กลาโหม และอุปกรณ์สมรรถนะสูง
แหล่งอ้างอิง (References)
- ASM International. (1990). Properties and selection: Nonferrous alloys and pure metals (Vol. 2). ASM International.
- Davis, J. R. (1999). Corrosion of aluminum and aluminum alloys. ASM International.
- Polmear, I. J., StJohn, D., Nie, J.-F., & Qian, M. (2017). Light alloys: Metallurgy of the light metals (5th ed.). Butterworth-Heinemann.
- Totten, G. E., & Mackenzie, D. S. (2003). Handbook of aluminum: Physical metallurgy and processes (Vol. 1). CRC Press.
- Zhang, X., & Luo, A. A. (2019). Recent progress in aluminum alloys for aerospace applications. Advanced Engineering Materials, 21(8), 1–15. https://doi.org/10.1002/adem.201801227
สำหรับผู้ที่กำลังมองหา อลูมิเนียมอัลลอย 7075 ที่มีคุณภาพ ราคายุติธรรม LMS มีสินค้าให้ท่านเลือกจากโรงงานชั้นนำของโลก LMS พร้อมช่วยคุณตัดสินใจและจัดหาสินค้าที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณได้ทุกเวลา
หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวทีมงาน LMS พร้อมให้คำปรึกษาและจัดส่งถึงที่