CNC加工に最適なアルミニウム合金5選：特性と用途を解説
CNC加工は、ドリルや旋削工具を用いて、材料のブロックから削り出すことでパーツを作る伝統的な製造プロセスです。このプロセスは高速、高い繰り返し精度を持ち、厳しい公差が求められるパーツの作成に最適です。CNC加工は、プラスチックから金属、繊維強化プラスチックまで、加工に十分な剛性があればあらゆる材料で可能ですが、アルミニウムは製品開発チームの間で人気の選択肢です。
広く言えば、アルミニウムは強度があり、非磁性で、コスト効率に優れ、耐食性が高い材料です。
1. アルミニウム 6061-T6
6061-T6は市場で最も人気のあるアルミニウム合金の一つで、ほとんどの製造会社がCNC加工の標準グレードとして提供しています。汎用性が高く、加工しやすく、6061は異なる熱処理も可能です。
6061-T6は幅広いユースケースに適した優れたオールラウンド材料です。良好な強度重量比を持ちますが、高応力用途には不向きです。一般的な用途には、シャシーや自転車フレーム、バルブ、コンピュータ部品などの自動車部品があります。
機械的仕様：
- 引張強さ：310 MPa
- 破断伸び：17%
- 弾性率：68.9 GPa
- 硬度：60 HRB
2. アルミニウム 7075-T6
高応力・高性能用途には、7075-T6を検討すべきです。このグレードは優れた強度重量比で知られ、その硬度は一部の軟鋼と同等です。
航空宇宙・軍事産業の高応力用途で広く使用され、航空機継手、ミサイル部品、ヒューズ部品などが一般的です。一部の高性能自転車やスポーツ用品にも、アルミニウム7075-T6製パーツが使われています。
高強度と優れた機械的特性を持ちながら、7075-T6には欠点もあります。他グレードより延性が低く、耐食性も劣ります。また、コストが高く、一部の製品チームには手が出せない場合があります。
機械的仕様：
- 引張強さ：434〜580 MPa
- 破断伸び：10〜15%
- 弾性率：69〜76 GPa
- 硬度：79〜86 HRB
- 最高使用温度：100°C
3. アルミニウム 2024-T4
アルミニウム2024-T4は中〜高強度の合金で、優れた疲労耐性と破壊靭性を備えます。7075-T6ほど強くありませんが、航空宇宙用途に十分適しています。
一般的な用途には、航空機胴体、輸送車両部品、翼緊張材があります。ただし、このグレードは耐食性が低く、熱衝撃に非常に敏感である点に注意が必要です。
機械的仕様：
- 引張強さ：200〜540 MPa
- 破断伸び：14〜20%
- 弾性率：71〜73.1 GPa
- 硬度：70〜120 HB
- 最高使用温度：200°C
4. アルミニウム MIC 6
アルミニウムMIC 6は、安定した高精度プレートを生産するために開発された、特定の合金組成と鋳造方法の組み合わせがユニークです。MIC 6は優れた応力除去特性、優れた精度、高い切削性を持ちます。また、汚染物質と気孔がありません。この滑らかで軽量な選択肢は、機械部品、電子機器、レーザー技術などで見られます。
欠点の一つは、MIC 6のネジ山は6061ほど強くなく、特に細いネジは早期破損のリスクがあることです。製品設計者は材料選定段階でこの制約を念頭に置くべきです。
機械的仕様：
- 引張強さ：166 MPa
- 破断伸び：3%
- 弾性率：71 GPa
- 硬度：65 HB
- 最高使用温度：427°C
5. アルミニウム 6082
アルミニウム6082は6061と類似の特性を持ちますが、わずかに高い引張強度があります。さらに、6000系合金の中で最も高い強度を持ち、非常に耐食性に優れます。6061以上の強度が欲しいが、7000系への投資は避けたいエンジニアにとって良い選択肢です。
アルミニウム6082は、より高い強度とタフネスを必要とする汎用用途に適しています。建設業で人気があり、多くの橋梁、塔、トラスに使用されています。ただし、アルミニウム6082で薄肉形状を作るのは難しい点に注意が必要です。
機械的仕様：
- 引張強さ：140〜340 MPa
- 破断伸び：6.3〜18%
- 弾性率：69〜71 GPa
- 硬度：35〜56 HRB
- 最高使用温度：130〜150°C
仕事に適した材料を選ぶ
製品チームがアルミニウムでパーツを加工する場合、強く、導電性があり、耐食性のある材料を選んでいると信頼できます。アルミニウム合金2024-T4、7075-T6、6082は高性能用途に最適です。一方、6061とMIC 6は、オールラウンドなアルミニウムで十分なほとんどのケースで使用できます。
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CNC材料ファミリーシリーズの次の記事もお楽しみに！ その間、Fast Radiusラーニングセンターで、射出成形や3Dプリントなど他プロセスの材料選定ガイドをご覧ください。
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