使用するアルミニウム合金を知る

アルミニウムは強く、軽量で、耐腐食性があり、安価であるため、プロトタイプと生産の両方で非常に用途が広く効果的な材料です。その延性により容易に成形でき、アルミニウム合金は簡単に欠けるため、鋼やチタンなどの他の金属よりもはるかに機械加工しやすく、工具寿命を延ばします。

ただし、すべてのアルミニウムが同じように作られているわけではありません。ほとんどの金属と同様に、アルミニウムは通常、その特性を改善するために他の元素と合金化されます。どのアルミニウム合金を使用するかは、必要な特定の特性によって異なります。アルミニウム合金の種類によって、強度、耐食性、加工性などの特性が異なります。したがって、特定の用途に使用するアルミニウム合金を決定する際には、それらの違いを知ることが重要です。

鍛造アルミニウム合金は、4 桁の数字で識別されます。最初の数字は主要な合金元素を識別するため、最初の数字が同じ合金は同様の特性を持ち、同じファミリーまたはシリーズにあると見なすことができます.

この投稿では、7 つのシリーズのアルミニウム合金、それらの共通の特性と用途、鍛造アルミニウムと鋳造アルミニウムの違いについて見ていきます。また、アプリケーションに使用するアルミニウム合金についてのガイダンスも提供します。

1xxx シリーズ

1xxx シリーズの合金、または商業的に純粋なアルミニウムは、少なくとも 99.0% の純粋なアルミニウムです。工業用純アルミニウムは非常に柔らかく延性があり、耐食性、加工性、熱伝導性、電気伝導性に優れています。このため、送電線には 1xxx シリーズが一般的に使用されています。

一般に、1xxx のような柔らかいアルミニウム合金は、切削工具に溶けたアルミニウムが蓄積する傾向があるため、機械加工が難しい場合があります。ただし、同じ特性により、1xxx シリーズは優れた溶接性を示します。 1xxx シリーズは、その構造に影響を与える重大な合金元素がないため、熱処理できません。

2xxx シリーズ

2xxx シリーズには、主要な合金元素として銅が含まれているため、強度と靭性の優れた組み合わせが得られます。ただし、他のほとんどのアルミニウム合金ほど大気腐食に対する耐性がないため、通常、より耐食性の高い合金で塗装または被覆されています。 2xxx シリーズの合金、特に 2024 は、強度と重量の比が高いため、航空宇宙用途で広く使用されています。

2xxx シリーズの合金は機械加工に適している傾向があり、完全に焼きなました焼き戻しで非常に可鍛性があり、成形後に熱処理して強度を大幅に高めることができます。ただし、これらはアルミニウム合金の中で最も溶接性が低く、高温割れを非常に起こしやすいです。

3xxx シリーズ

マンガンは、中強度で耐腐食性のアルミニウム合金のグループである 3xxx シリーズの主要な合金元素です。 3003 は、適度な強度と優れた加工性を備えているため、一般的な用途によく使用される汎用性の高い合金です。別の 3xxx シリーズの合金である 3004 は、アルミニウム飲料缶の素材としてよく知られています。

どのアルミニウム合金を使用するかを決定する場合、3xxx シリーズの合金が多くの用途に適しています。それらは容易に成形可能で、溶接可能であり、適度な機械加工性を備えていますが、他のより硬い合金シリーズよりも機械加工性が低くなります.通常、熱処理はできません。

4xxx シリーズ

4xxx シリーズの合金には、延性を維持しながら融点を下げる主な合金元素としてシリコンが含まれています。それらは通常、母材ではなく、溶接ワイヤまたはろう付けフィラーとして使用されます。合金 4043 は、6xxx シリーズの合金を溶接するための最も一般的なフィラーの 1 つです。 4xxx シリーズの合金は熱処理できません。

5xxx シリーズ

5xxx シリーズの合金には、主要な合金元素としてマグネシウムが含まれています。このシリーズの合金は、通常、シートまたはプレートで提供され、中程度から高い強度と海洋環境での優れた耐食性を備えています。このため、5xxx シリーズは建設、貯蔵タンク、圧力容器、海洋用途で広く使用されています。

5xxx シリーズの合金は、優れた成形性、溶接性、かなり良好な機械加工性を備えており、熱処理できません。

6xxx シリーズ

アルミニウム合金の最も一般的で用途の広いグループである 6xxx シリーズの合金には、合金元素としてマグネシウムとシリコンの両方が含まれています。それらは適度に高い強度と優れた耐食性を兼ね備えています。

6xxx系合金は、熱処理性、成形性、溶接性、機械加工性に優れており、幅広い用途に適した素材です。最も一般的なアルミニウム合金である 6061 は、航空機、自動車および船舶のフレーム、建築構造物、産業機械、医療および半導体アセンブリ、およびその他の数え切れないほどの用途に使用されています。一般的な用途でどのアルミニウム合金を使用するかを決定する多くの顧客にとって、6061 は信頼性が高く、すぐに入手できる選択肢です。

7xxx シリーズ

7xxx シリーズには主な合金元素として亜鉛が含まれており、ほとんどの合金には少量のマグネシウム、銅、またはクロムも含まれています。これはアルミニウム合金の中で最も強度の高いグループであり、鋼に匹敵する強度を持つものもあります。強度が高いため、航空機、航空宇宙、スポーツ用品業界での高性能用途に最適です。

7xxx シリーズ合金は、合金元素によって異なる特性を持っています。強度が高いため、他のアルミニウム合金に比べて成形が難しく、このグループのほとんどの合金は溶接できません。機械加工性は合金によって異なりますが、ほとんどの高硬度グレードと同様に、よく加工される傾向があります。 7xxxシリーズは熱処理可能です。

鍛造アルミニウムと鋳造アルミニウム

上記の合金の指定はすべて、圧延や押し出しなどの技術で固体の形で加工された鍛造アルミニウム用です。ただし、鋳造アルミニウム合金の指定もあります。鋳造アルミニウムは炉で溶かされ、金型に注がれます。これにより、非常に異なる特性が得られます。

鋳造アルミニウム合金の指定システムは、xxx.x の形式に基づいています。鍛造合金シリーズと同様に、最初の桁は主要な合金元素を表し、他の桁は鍛造合金シリーズと同じ元素に対応します。たとえば、1xx.x シリーズは市販の純粋な鋳造アルミニウム、2xx.x は銅と合金化された鋳造アルミニウムなどです。

鋳造合金には、鍛造合金よりも多くの割合の合金元素が含まれています。鋳造欠陥のため、鍛造アルミニウムよりも引張強度が低い傾向があるため、通常、構造用途には使用されません。鋳造合金は鍛造合金よりも安価であり、鋳造プロセスにより、製造可能な形状の柔軟性が大幅に向上します。鋳造後の機械加工をほとんどまたはまったく必要としない鋳造アルミニウム部品を製造できます。

鋳造プロセスでは非常に正確な平面度と厚さの公差が可能になるため、アルミニウム製ツーリング プレートは一般的に鋳造されます。 Mic-6 は、7xx.x 合金で作られた鋳造アルミニウム ツーリング プレートの例です。 Mic-6 ツーリング プレートは、7xx.x 合金の高強度と慎重に制御された鋳造プロセスにより、卓越した安定性と厳密に制御された平坦性と厚さで知られています。

使用するアルミニウム合金

Industrial Metal Service は、サンフランシスコ ベイ エリアおよび世界中の機械工場、加工業者、製造業者にアルミニウムを供給することを専門としています。私たちは、米国の工場から供給された新しい材料と検証済みのアルミニウム合金の残りの両方を含む、アルミニウム合金の豊富な在庫を在庫しており、新しい材料と比較してかなりの節約を提供します.当社の正確なサイズに合わせたソーイング サービスにより、お客様のプロセスに必要な正確な寸法にアルミニウム カットを提供できます。