알루미늄합금 이란 알루미늄에 다른 금속을 혼합하여 만든 소재로 일상에서 흔히 볼 수 있는 알루미늄 캔과 알루미늄 포일(호일)부터 자동차, 항공우주 등 첨단산업까지 용도에 따라 다양한 분야에 사용되고 있습니다.

1. 알루미늄 합금
2. 종류와 용도
3. 성질에 따른 용도
4. 마치며

1. 알루미늄 합금

순도가 99% 이상 높은 ‘순수 알루미늄’은 부드럽고 가벼운 특성을 갖습니다. 단점을 구리(Cu), 망간(Mn), 규소(Si), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등과 합금하여 가볍고 열전도율과 전기전도성이 뛰어난 알루미늄 합금으로 만들어 신장성과 강도, 부식성을 높이고, 표면을 아노다이징, 도금, 도장 등 산화피막 처리를 하여 내식성을 높여 다양한 용도로 사용합니다. 예를 들어, 항공기 재료로서의 두랄루민의 이용을 들 수 있습니다.

2. 종류와 용도

1) 용도별 종류

• 주조용 합금으로 실루민(알펙스)인 알루미늄에 실리콘(Si)을 합금하여 사용하고,
• 내열성 합금으로는 Y 합금인 알루미늄(Al) + 구리(Cu) + 니켈(Ni) + 마그네슘(Mg) 합금하여 피스톤, 실린더 등 내열 기관에 사용하고, 이외 Y 합금 + 실리콘(Si) 합금한 Lo-Ex 합금과 Y 합금 + 티타늄(Ti) 합금한 코비탈륨이 있습니다.
• 고장력 합금인 두랄루민은 알루미늄(Al) + 구리(Cu) + 망간(Mn) + 마그네슘(Mg) 합금으로 비행기, 자동차에 사용됩니다.
• 내식성 합금으로는 하이드로날륨은 알루미늄(Al) + 마그네슘(Mg) 합금이 있습니다.

2) 시리즈별 종류

알루미늄 합금의 숫자를 보면 알루미늄에 어떤 금속을 첨가한 합금인지 알 수 있습니다. 국제 알루미늄 합금 이름에는 4자리의 숫자가 부여되어 있는데, 1000마다 포함된 금속이 다르므로 국제 알루미늄 합금 명에는 1000시리즈부터 8000시리즈까지 있습니다.

• 1000 시리즈 (순수 알루미늄) : 강도 다소 낮음, 구조재 부적합, 열처리가 필요 없는 소재
  • 특성 : 열전도성, 전기전도성이 좋고, 부드럽고 가공이 용이
  • 용도 : 전기기기 및 방열재 등
• 2000 시리즈 (알루미늄 + 구리) + 열처리 : 두랄루민(A2017)이 유명, 강도 높음, 내식성 가공 필요
  • 특성 : 강도가 높아지고 절삭성이 우수, 내식성이 떨어짐
  • 용도 : 항공기 또는 기계 부품 등
• 3000 시리즈 (알루미늄 + 망간) + 비열처리 : 용기, 건축자재 등 다양한 용도로 사용
  • 특성 : 1000계의 가공성과 내식성을 그대로 유지하면서 강도가 높아짐
  • 용도 : 복사기 드럼, 알루미늄 캔, 주택 외장재 등
• 4000 시리즈 (알루미늄 + 실리콘(규소)) + 비열처리 : 선팽창 계수 특히 낮음, 내열성 우수, 융점 낮아 용접 용가재 적합
  • 특성 : 내열성, 내마모성이 우수하고 열에 의한 팽창이 적음
  • 용도 : 건축 패널, 피스톤, 실린더 헤드 등
• 5000 시리즈 (알루미늄 + 마그네슘) + 비열처리 : 많은 종류의 알루미늄 합금을 만들 수 있어 알루미늄 합금 중에서도 주요한 소재
  • 특성 : 첨가하는 마그네슘의 양에 따라 강도를 조절
  • 용도 : 첨가량이 비교적 적은 것은 장식용, 많은 것은 구조재로 사용
• 6000 시리즈 (알루미늄 + 실리콘) or (알루미늄 + 마그네슘 + 실리콘) + 열처리 : 경연 손상에 강하고 압출성 우수
  • 특성 : 강도와 내식성이 우수하나, 용접에 사용할 경우 열에 의해 강도가 감소.
  • 용도 : 선박 또는 자동차 부품, 건축용 창틀, 가전제품, 기계 구조재 등
• 7000 시리즈 (알루미늄 + 아연 + 마그네슘) + 열처리 : 열처리형 알루미늄 합금 중 가장 강도가 높고, 일본에서 개발된 7075는 강도가 가장 높은 알루미늄 합금
  • 특성 : 알루미늄 합금 중 가장 높은 강도를 자랑
  • 용도 : 차량, 항공기, 스키 스톡 등
• 8000 시리즈 알루미늄 합금은 이전 계통에 속하지 않는 다른 재료로 구성, 알루미늄-리튬계 합금과 급랭 응고 분말 야금 합금 등이 이에 해당, A8021은 철을 첨가하여 강도와 압연 가공성을 더한 알루미늄 포일용 합금입니다.

3) 열처리 종류

대체로 번호순으로 나열되어 있지만, 2000 시리즈 합금은 7000 시리즈에 이어 두 번째로 강도가 높습니다. 열처리와 강도를 기준으로

• 비열처리 합금
  • ① 순수 알루미늄 1000 시리즈 ② 망간 첨가 3000 시리즈 ③ 마그네슘 첨가 5000 시리즈 ④ 리튬과 철 합금 8000 시리즈 순이며,
• 열처리 합금
  • ⑤ 마그네슘, 실리콘 첨가 6000 시리즈 ⑥ 구리 첨가 2000 시리즈 ⑦ 아연 첨가 7000 시리즈 순입니다.

3. 성질에 따른 용도