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アルミ材の種類・加工上の特性やメリット/デメリット

アルミ材の種類について

 

 

 

 

家庭用品、建築材料や機械部品など使われているアルミ。様々な製品に加工することができ、日常では一円玉、アルミホイルやアルミ缶などがアルミで作られており、アルミという金属はとても身近な存在です。アルミには様々な種類があり、特徴も異なっています。そこで、今回はアルミの種類について詳しくご紹介させて頂きます。  

 

 

 

アルミの番手とは

 

切削加工などで使用されるアルミ材のほとんどは純度100%ではありません。その理由はアルミの性質に関係しているからです。アルミは軽く、錆びにくいという性質をっもっている反面柔らかく傷つき安い金属です。その為、加工してしまうと強度が不十分になることがあります。強度を上げつつも、アルミの特性を活かした製品を作るためには、別の金属の特性を付与して弱点を補う必要があります。一般的には銅、マンガンやニッケルなどの性質を組合せています。ここで、番手とは、アルミの異なる性質を付与した物を表記したものになります。アルミの頭文字『A』の後に4桁の数字で表したものがアルミの番手になります。

 

 

 

 

アルミ材の種類とその使用例

 

番手
含有物
特徴
使用例
1000
アルミの純度99%以上(A1100は99%以上、A1050は99.5%以上) 耐食性、熱伝導率、導電性に優れている。強度が低く、粘り気がある為傷つき安い。 電線、日用品、反射板、部品、化学工業タンク類、装飾品、溶接線、熱交換器部品、家庭用品、電気器具など
2000
ジュランミンと呼ぶ。強度が高い。銅の特性上酸化しやすいため耐食性が低い。アルマイト処理をし、腐食しにくくすることができる。溶接割れを起こしやすいため、溶接に向いていない。 機械部品、ネジ、ギヤー部品、リベット類、航空宇宙機器、油圧部品、ゴム成形用金型、船舶用材、ジュランミンケース。(衝撃に強い)
3000
純アルミニウムにマンガン 強度が高い、耐食性に優れている。切削加工には向いていない。 アルミ缶(胴部)、屋根材、パネル等の建築材、電球口金、化粧板、カラーアルミ、複写機ドラム
4000
シリコン 耐熱性、耐摩耗性に優れている。熱膨張が少ない。 ろう材、溶接加工材、鍛造ピストン、建築パネル、シリンダヘッド
5000
マグネシウム 耐食性、強度に優れている。加工しやすく、切削加工に向いている。 板材、船舶、車輌、圧力容器、板金製品
6000
シリコン、マグネシウム 溶接に弱い。熱伝導率がいい。表面処理をすると陽極酸化被膜ができる。 ボルト、ナット、リベット、サッシ、ガードレール、家電製品、機械自動車部品など
7000
亜鉛、マグネシウム 熱処理をすることで強度が上がり、全アルミニウムの中で最硬度。折り曲げや引っ張りに対して非常に強い。耐久性に優れている。 車、飛行機、スポーツ用品(金属バット、スキーストック)、スマートフォン、筐体、車軸、オートバイリム、航空機材

 

 

よく使用される種類

 

 

A1050

 

純アルミニウムに分類される。アルミ材の中でも耐食性、導電性に優れていることで送配電用の材料として用いられることが多い。

 

 

 

 

A1N30

 

展延性や耐食性に優れている為、薄箔用材料として用いられる。アルミオイル、コンデンサ、薬品のパッケージの材料として使用される。A1N30のNは日本独自の合金であることを示している。

 

 

 

 

A2017(ジュランミン)

 

銅系アルミニウム合金。熱処理によって高強度化し、切削加工に優れているため、金属加工で広く用いられている。航空機、自動車の構造部材や機械部品などに使用。

A3004

 

 

マンガン系アルミニウム合金。A3003に1%程度のマグネシウムを添加して強度を増した合金である。耐食性が高く、プレス加工に向いている為アルミ缶のボディに使用される。

 

 

 

A5052

アルミ合金の中では代表的な素材で耐食性、成形性、耐海水性、溶接性に優れている素材です。加工に向いており、特に板金加工に向いています。板状の合金では最も流通量の多い素材です。

 

 

A5182

マグネシウムの添加量が多く、5000番手系の中でも高い強度を持つアルミ材です。アルミ缶の蓋材使われています。

A6061
マグネシウム‐ケイ素系アルミニウム合金のA6061は、熱処理によって高強度化が可能で抽出成形に向いてので金属加工で広く用いられている。車両や機械部品、船舶、建材や構造部材などに用いられています。

 

A6063
アルミサッシの材料として知られている。耐食性、表面処理せいに優れています。A6061よりは強度が低いですが、押し出し性はより優れているので複雑形状に成形することができる素材です。用途はサッシや構造材などです。

 

まとめ

今回はアルミの種類と特徴についてご紹介させていただきました。アルミにも様々な種類がありどれも特徴や性質が異なります。

この記事を通してアルミについて知らなかった方や疑問をもっていた方々に少しでもお役に立てれば幸いです。
また、アルミ加工についてお悩みの方はぜひご相談ください。

弊社では、グロバール対応での部品加工、日本・中国の工場ネットワークを活かしてグロバールにモノづくりを支えます。 

 

アルミの基礎知識

アルミニウムと言えば、イメージとしては軽くてツルツルで曲がりやすい。そしてぺらぺらな印象がありますね。

そのイメージ通りアルミは鉄と同じ金属でありながら、軽くて柔らかいという性質を持っています。

 

軽さ

アルミの重さは鉄と比べて約1/3しかありません。そのため、鉄や銅では重くて使えない場合はだいたいアルミが使われます。

飛行機のボディや軽量化がニーズになっているスマホの素材などがいい例でしょう。

他にも化粧品のケースや屋根など多くの分野で大活躍しています。

 

溶解

熱による溶解も、同じく鉄の約1/3の温度で溶けてしまいます。

鉄が約1530度、銅は約1080度、アルミ約660度と、溶けやすいイメージのある銅のおよそ半分の熱で溶かすことができるのです。

 

通電性

アルミは通電性が高いので、電線やコンデンサーにも使われています。

導電体としてコストが安く抑えられる金属なので、エネルギー関連やエレクトロニクスの分野でとても重宝されているのです。

また、船の計測機器や医療機器の部品としても使われています。アルミは磁気を帯びないので、磁場に影響されず数値が狂うことなく作動できます。もし大海原や大事な手術の最中に計測器が狂ってしまったら大惨事になりかねません。そんなことにならないように、アルミは命を預かる大事な所でも重要な役割を持っています。

 

熱伝導

アルミの熱伝導率は鉄の約3倍もあります。

熱が伝わりやすいということは同時に冷えやすいという性質も持つので、その熱しやすく冷めやすい特性を活かして車のエンジンや冷暖房装置に有効的に使用されています。

運転した後のエンジンはとても熱いですが、20~30分で冷めるのはそのおかげです。

 

反射性

純度が高く、よく磨かれたアルミは反射性にも優れています。

紫外線や赤外線、電磁波など優れたアルミは約90%以上反射します。そのためレーザープリンターや紫外線をカットしたい宇宙服にも組み込まれ、見えない所でも働いているんですね。

アルミは代用できる素材があまりないので、様々な分野で大活躍しています。

このように日々いろいろな所で見かけるアルミ製品ですが、金属の歴史からすると、素材として広く使われ出したのは意外にも最近だったりするんです。

 

アルミの加工上の特性

 

塑性加工がしやすい

アルミは優れた加工性を持ち、塑性加工がしやすいため、さまざまな形状に成形することができます。例を挙げると、私たちの普段の生活に欠かせないアルミホイルのような薄い箔の形状から、建築材料や家電、産業機械には欠かせない複雑な形状を持つ押出材まで容易に製造することができます。

熱を良く伝える

冒頭でも説明しましたが、アルミは熱伝導性に優れており、鉄の約3倍の熱伝導率を誇ります。例えば、切削・研削加工時には、工具とワーク間で加工熱が発生しますが、ワークの熱伝導性が高いと熱が逃げやすいため、局部的な温度上昇が少なく、ワークの歪みや研削焼けの発生をおさえられます。さらに加工熱による工具の磨耗も進行しにくいため、工具寿命がのびるという利点があります。

接合しやすい

アルミは、溶接、ろう付け、はんだ付け、電気抵抗溶接、リベット接合、接着などさまざまな方法で容易に接合できます。そのため、広い分野でアルミの設計、施工が可能となっています。

 

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