アルミA5052とCUの熱膨張率に関して教えて下…

質問

アルミA5052とCUの熱膨張率に関して教えて下さい。

皆様はじめまして。

アルミA5052とCUの熱膨張率に関して教えて下さい。

銅をベースとして、そこからノックピン４本を用いトップベースとしてアルミ板を差し込み
３００℃前後のホットプレートで２分ほど、焼き上げる実験をする予定なのです
ノックピンはφ２でピッチは□で２６ミリとなっております。
ちなみに、ノックピンはSUS304です。

この場合、穴がバリもしくは何度も加熱し続けトップベースの抜き差しを繰り返すと
とノックピンとアルミの穴が合わなくなるなどあるのでしょうか？
（ノックピンは、ベースのφ２に強厚入公差で作成予定です。）

自分的には、ノックピンのピッチが２６ミリと狭いので問題ないと考えているのですが

もしくは、ベースもトップも同じ銅で作成した方が良いのでしょうか？

ちなみに、ベースの厚みは３ミリで４５ミリ角になっております。

熱膨張率の数値は調べたのですが、そこから先の計算方法が分らなくて困ってしまっております。

A5052が23でCｕが16.7

ご回答宜しくお願い致します。

回答No.2

noname#230359

銅とアルミとを使い分けたい理由があるはずですね？

私もはんだ付け冶具において、熱伝導性なら銅、はんだが付かない特性でアルミと、両者を併せて使うことを検討したことがあります。

熱膨張率差により、寸法差が如何ほど出るかは１．さんの通りで、ノックピンで強固に固定してしまうと、アルミが凸に反って隙間が生じることになります。

逆に考えてその0.05の寸法分をノックピンで遊ばせるのも手ではないでしょうか。
アルミ側で見て、常温ではマイナス寸法、昇温後にはプラス寸法で釣り合うようにすれば、どちらでも結果オーライになる。両者は滑り得るようにねじ締めなど強い固定にしない。

熱膨張差があると全くダメというわけでもなく、銅にめっき、コーティング、クラッドなどを施すのも、どこまで耐えるかの話になります。

お礼

ご回答ありがとうございます。

ノックピンの寸法は少し小さめに設定をしておりまして、
確かに、上のトップベースは後々半田作業の実験に使う予定もありまして。
アルミにしておりました。
その半田作業時の「ズレ」が実験に影響してくるので
上下同じ物の方がいいのかと考えました。

しかし、岩魚内さんの仰るメッキ、コーティングなどを施す物も
視野に入れて再度考えていけば、半田の付きにくいアルミを
そのままトップベースに使える可能性もあるのですね。

再度、検証してみたいと思います。
ありがとうございました。

ありがとうございます。

回答No.1

noname#230359

始めに、ちょっと確認です。
線膨張係数(熱膨張率)ですが、数値が、10^6大きくありませんか？
(A5052⇒23×10＾-6、Cu⇒16.7×10^-6　が正しいのでは？)

(温度変化による伸び)＝(線膨張係数)×(始めの長さ)×(温度変化)
で示されます。
室温20℃で、300℃まで加熱すると温度変化は280℃になりますから、加熱による伸びは、
＜A5052＞
23×10＾(-6)×26×280≒0.17(mm)
＜Cu＞
16.7×10＾(-6)×26×280≒0.12(mm)

ということで、両者で0.05(mm)差が生じます。
これを有害とするか、無害とするかは、あなた次第です！
(私は、やっぱり気持ち悪いので、材質を統一すると思います。)

お礼

早速のご回答ありがとうございます！

わざわざ、計算式まで・・。
こうやって計算するのですね。
ありがとうございます！

なるほど、なるほど。
それぞれで、0.05（mm）も差が出てくるのですね。
0.05は大きいですね。（有害と判断しました）

両者同じ物を使いたいと思います。