EN 573-3 AW-2011 T3 アルミニウム合金:精密切削加工向けプレミアムグレード
EN AW-2011(アルミニウム銅合金、2000 系)は、優れた自由切削性を備えた時効硬化型アルミニウム合金です。T3 テンパー(溶体化熱処理+冷間加工+自然時効)により、高い機械的強度と極めて優れた切削加工性を両立しています。超精密部品の大量生産に適し、切削時に微細なチップが生成されるため工具寿命が長く、仕上げ面が非常に滑らかで明るいのが特長です。一方で、耐食性と溶接性は他のアルミニウム合金に劣るため、使用環境に応じた表面処理や設計配慮が必要です。
主な特長
- 優れた自由切削性(微細チップ生成、工具摩耗少、仕上げ面良好)
- 高強度(引張強さ 280〜370 MPa、ブリネル硬さ 90 HB)
- 寸法安定性に優れ、厳しい公差加工が可能
- 陽極酸化(装飾:不向き、防食:不良)、ろう付け(ハード:不向き、摩擦接合:可)
- 耐食性低い(海水:不良、大気:十分)→ 表面処理必須
- 溶接性:不向き(機械的接合・接着推奨)
物理的・機械的特性(代表値)
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 条件 | 関連規格 | 形状 |
|---|---|---|---|---|---|
| 密度 | 20℃ | 2.82〜2.83 g/cm³ | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | ストリップ、シート、プレート、チューブ、バー、ロッド、ワイヤ |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 条件 | 関連規格 | 形状 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 引張強さ | 20℃ | 280〜320 MPa | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | ストリップ、シート、プレート、チューブ、バー | 形状・寸法による |
| 引張強さ(ロッド) | 20℃ | 280〜320 MPa | T3 | EN 573-3 | ロッド | ─ |
| 引張強さ(チューブ) | 20℃ | 290〜310 MPa | T3 | EN 573-3 | チューブ | ─ |
| 引張強さ(ワイヤ) | 20℃ | 370 MPa | T3 | EN 573-3 | ワイヤ | ─ |
| 降伏強さ(0.2%) | 20℃ | 200〜260 MPa | T3 | EN 573-3 | 各形状 | ─ |
| 伸び(A50) | 20℃ | 4〜10% | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 各形状 | 形状・ゲージによる |
| 弾性係数 | 20℃ | 70〜72.5 GPa | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 | ─ |
| せん断弾性係数 | ─ | 27.3 GPa | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 | ─ |
| ポアソン比 | ─ | 0.33 | ─ | ─ | ─ | 2000 系鍛造アルミ典型値 |
| 平面ひずみ破壊靭性 | ─ | 22〜35 MPa·√m | ─ | ─ | ─ | 2000 系鍛造アルミ典型値 |
| ブリネル硬さ | 20℃ | 90 HB | T3 | EN 573-3 | ロッド、チューブ | ─ |
| 曲げ疲労強さ | ─ | 125 MPa | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 | ─ |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 条件 | 関連規格 | 形状 |
|---|---|---|---|---|---|
| 熱伝導率 | 20℃ | 151〜220 W/(m·K) | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| 比熱容量 | 20℃ | 864 J/(kg·K) | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | ストリップ、シート、プレート、チューブ、バー |
| 線膨張係数 | -50〜300℃ | 21.4〜25.0 ×10⁻⁶/K | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| 融点範囲 | ─ | 540〜650℃ | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | ストリップ、シート、プレート、チューブ、バー |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 条件 | 関連規格 | 形状 |
|---|---|---|---|---|---|
| 電気伝導率 | 20℃ | 23〜32 MS/m | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| 電気抵抗率 | 20℃ | 3.13〜4.35 ×10⁻⁸ Ω·m | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
化学組成(質量%)
| 元素 | 含有範囲 | 条件 | 関連規格 | 形状 |
|---|---|---|---|---|
| 銅 (Cu) | 4.5〜6.0% | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| 鉄 (Fe) | 0.5〜0.7% | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| シリコン (Si) | 0.4% 最大 | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| マンガン (Mn) | 0.05% 最大 | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| マグネシウム (Mg) | 0.05% 最大 | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| クロム (Cr) | 0.05% 最大 | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| 亜鉛 (Zn) | 0.3% 最大 | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| チタン (Ti) | 0.05% 最大 | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| 鉛 (Pb) | 0.2〜0.6% | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| ビスマス (Bi) | 0.2〜0.6% | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
| アルミニウム (Al) | 残部 | T3 | EN 573-3, EN 1301, EN 754 | 全形状 |
注:Pb と Bi は切削性向上のための添加元素です(フリー切削合金の特徴)。
技術的特性・加工適性
| 項目 | 評価 | 備考 |
|---|---|---|
| 切削加工性 | 優秀(フリー切削) | 高速切削可能、工具寿命長、仕上げ面極めて良好 |
| 陽極酸化(装飾) | 不向き | Cu 含有により均一な着色困難 |
| 陽極酸化(防食) | 不良 | 保護性皮膜形成しにくい |
| ろう付け(ハード、フラックスあり) | 不向き | ─ |
| ろう付け(ハード、フラックスなし) | ─ | データなし |
| 摩擦接合 | 可 | ─ |
| 耐食性(海水) | 不良 | 表面処理(アルマイト、塗装、メッキ)必須 |
| 耐食性(大気暴露) | 十分 | 室内用途なら無処理でも可 |
| 深絞り・アプセッティング | ─ / 可 | 冷間成形性は限定的 |
| 溶接性 | 不向き | 機械的接合(リベット、ボルト、ネジ)推奨 |
用途例
- 精密機械部品(カメラ部品、光学機器部品、計測機器部品)
- 自動車部品(燃料系部品、ブレーキ系部品、トランスミッション部品)
- 航空宇宙部品(非構造部品、継手、ファスナー)
- 電子機器部品(コネクタ、端子、ハウジング)
- 医療機器部品(手術器具部品、装置構成部品)
- 高速自動旋盤加工部品(大量生産ネジ、ピン、ブッシュ、スペーサー)
設計上の注意点
- 耐食環境では必ず表面処理(陽極酸化、化成処理、塗装、メッキ等)を施すこと
- 溶接は避け、機械的締結または接着接合を採用すること
- 高温環境(150℃以上)では強度低下が顕著になるため避けること
- 応力腐食割れ(SCC)感受性があるため、残留応力除去(応力除去焼鈍)を検討すること
- Pb/Bi 含有により、特定用途(飲料水、食品接触、医療インプラント等)では規制確認が必要
関連規格
EN 573-3(化学組成・機械的特性)、EN 1301(棒・線)、EN 754(押出材)、EN 485(板・シート・ストリップ)、ISO 209、ASTM B211、JIS H 4040(A2011P 相当)等
金属
- EN 573-3 グレード 3.0505 F アルミニウム合金:特性と規格
- EN 573-3 グレード 3.1305 F アルミニウム合金:主要機械的特性
- EN 573-3 グレード 3.1305 O アルミニウム:主要機械的特性と規格
- EN 573-3 グレード 3.1305 O3 アルミニウム合金:包括的仕様
- EN 573-3 3.3316 F アルミニウム合金(5000系) - 主要特性と規格
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