切削加工で対応ができるアルミ合金の材質についてご紹介します。

「アルミニウム」の金属加工ならお任せください

アルミニウムは、優れた特性と加工性を兼ね備えた金属材質です。加工性が高く、精密さが求められる製品に向いているほか、アルマイトなど、耐食性を高めるための表面処理も行うことができます。また特徴としては、リサイクル性の高さも上げることができ、比較的地球上に多く存在することからも、コスト・採算性や環境負荷の低減に貢献する素材であるともいえます。

既存のアルミ製品の外観や精度にお困り場合は、ぜひ一度ODEC金属加工へご相談ください。多品種小ロット、外観製品、精密部品を中心に様々なアルミ部品の加工を手掛けてきた、 ODECならではの加工ノウハウや提案力で、貴社の製品開発をサポートします。

「アルミニウム」とは

アルミニウムはJIS記号ではAluminiumのAに続いて4ケタの数字つくことで表されます。合金の種類によって1000系から7000系まで番号がつけられています。アルミニウムの最も大きな特徴はその軽さであり鉄と比較して約1/3の密度となります。軽さ以外にも多くの性質を持っており、様々な用途に使用されており、非鉄金属の中では最も生産量の多いのがアルミニウムです。ただし、私たちの身の回りで使われているアルミニウムはほとんどが合金として利用されており、1円硬貨のような純アルミニウムはむしろ稀な存在であります。

「アルミニウム」の特徴

軽い

たくさんの性質がある中でも最も特徴的なのは軽さです。鉄と比較すると約1/3の2.7g/cm^3ほどであり、とても利用しやすい金属です。アルミニウムを利用する上で利用価値が高いのはこの軽さを活かして軽量化や効率化を図れることにあります。摺動・回転部品の作動効率や燃費の向上、電気消費量の低減など、軽量化による効率化を期待できます。

耐食性に優れる

アルミニウムは大気中で酸素と結合し不動態の酸化皮膜を形成します。酸化皮膜は酸素と水分を遮断するためとても優れた耐食性をもたらします。ただ、何らかの影響で酸化皮膜が消失した時アルミニウムの腐食が始まります。さらに耐食性が必要な際は表面処理としてアルマイト処理をおこない、人工的に酸化皮膜を形成することで耐食性を大きく向上させることができます。

磁気を帯びず・熱伝導率が高い

アルミニウムは、非磁性体で磁気を帯びません。磁場に影響されない特性から、電子医療機器やメカトロニクス機器製品など様々な製品に用いられています。また、アルミニウムの熱伝導率は、鉄の約3倍。放熱性にも優れているため、エンジンパーツや冷暖房装置、放熱フィン、ヒートシンクなどに用いられています。

優れた加工性

アルミニウムは塑性加工がしやすく、さまざまな形状に成形することが可能です。紙のように薄い箔や、複雑な形状の押出形材を容易に製造することができます。 切削加工性にも優れており、金型などの工具類や機械部品に使われています。精密加工向きの材料です。

「アルミニウム」の種類

身の回りで実用化されているアルミニウムは純度99.0％以上のものが純アルミニウムと呼ばれていますが、産業用途においては、強度や性能を高めるためにほかの金属を混ぜ合わせた「アルミニウム合金」が非常に多く使用されています。

アルミニウムには頭文字である「A」の後に4桁の数字で分類された「番号」というものがあります。以下では、「アルミニウム合金」の「番号」ごとの種類と特徴をまとめました。

1000番系　※純アルミのことを指します。

化合物：なし　例：A1100、A1070、A1050

純度が99パーセント以上の為、導電性や熱伝導性、耐蝕性に優れています。但し強度が低く、粘り気が有るため加工時に切り粉が絡まってしまうと傷や凹みの原因になるので、加工時は注意が必要な材料です。

2000番系　※強度のあるジュラルミンと呼称される番手があります。

化合物：Cu(銅)　例：A2017、A2024

強度を向上させる為に、Cu(銅)が多く含有されています。Cu(銅)が酸化しやすい性質を持つので耐蝕性には劣ります。腐食の懸念が有る場合は通常アルマイトを行います。 またアルミの溶接は難しいとされていますが、特にこの番手は溶接割れが発生しやすい為不向きとされています。

3000番系

化合物：マンガン(Mn)　例：A3003

純アルミニウムにマンガン(Mn)を加えることにより、純アルミニウムの特性である耐蝕性を維持させつつ強度を上げたものです。通常切削材料としてはあまり用いることがありませんが、アルミ缶の材質がこの番手のものです。

4000番系

化合物：シリコン(Si)　例：A4032

シリコン(Si)が加えられたアルミ合金です。シリコンの特性として熱に強く、耐摩耗性が向上する為その性質が付与されています。また熱膨張が少ないことから鍛造のピストンに使用されているようです。切削加工にはあまり使用することがありません。

5000番系

化合物：マグネシウム(Mg)　例：A5052、A5056、A5083

マグネシウム(Mg)が添加されることで耐食性と強度をアップさせた合金で、加工性も良い為アルミニウムの切削材料としては最もメジャーな材料です。代表的な合金番号は一般的に板材のA5052、丸材のA5056やマグネシウム含有率を上げた高強度のA5083などがあります。

6000番系

化合物：シリコン(Si)、マグネシウム(Mg)　例：A6061、A6063

シリコン(Si)、マグネシウム(Mg)が含有されており、5000番系のアルミニウムより強度や耐食性が優れています。代表的な合金番号のA6061は銅(Cu)が添加されており熱処理による硬化で、SS400程度の強度があります。またA6063は押出成型性が良い為、アングルやチャンネルなどの型材が広く出回っています。

7000番系

化合物：亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)

亜鉛(Zn)とマグネシウム(Mg)が添加されており、熱処理による硬化でアルミニウム合金のなかでは一番強度のあるものです。代表的なA7075は超々ジュラルミンと呼ばれており、航空機の部品や車両、スポーツ用品にも使用されています。