
近年、自動車、航空宇宙、電子機器、建築資材など業界細分に応じて専用アルミニウム合金が開発・利用されています。軽量性・耐食性・加工性に優れるアルミ合金は、使用特徴と使用AL合金製造のメリット(以下、製造メリット)を最大化できる材料です。本記事では代表的な合金の性能と、仕上げ工程のひとつであるアルマイト処理について詳しく解説します。
A3003系:耐食性重視、建材や看板に利用
A5052系:プレス性・耐海水性に優れ、船舶パーツや車体パネルに適用
A6061系:汎用性が高く、構造材やフレーム、航空部品に多用
A7075系:強度最高クラス、航空宇宙やスポーツ用品向け
自動車業界
A6061:シャシー部材、ホイール、エンジンマウント
A5052:ドアパネル、内装部品
電子機器業界
A3003:放熱フィン、筐体
A6063:軽量フレーム、ヒートシンク
建築・インテリア
A3003・A5005:サッシ、装飾パネル
A6061:手すり、フェンス
航空宇宙・スポーツ
A7075:機体構造、高強度フレーム
A2024:高応力部品
軽量化:鉄の約1/3の比重で燃費向上・運搬コスト削減
耐食性:自然な酸化膜により防錆性が高い
加工性:プレス加工・押出成形・CNC切削に適応
リサイクル効率:溶解エネルギーが少なく環境負荷低減
AL合金 製造メリットとして、次のような利点が挙げられます。
軽量による輸送効率向上: 軽いアルミ部品は輸送コストを削減でき、製品使用時のエネルギー消費も抑えられます。自動車や航空機では車体軽量化によって燃費が向上し、燃料コストの削減に繋がります。
加工性が高く生産性良好: アルミ合金は切削やプレス、鋳造、押出などの加工が容易で、工具摩耗も少ないため生産効率が高く、加工コストを低減できます。
耐久性が高くメンテナンス削減: アルミは錆びにくく耐久性があるため、製品寿命が長くメンテナンス費用を削減できます。鉄のように定期的な防錆塗装が不要な点もコストメリットです。
リサイクル容易で資源節約: アルミニウムは再生利用しやすく、使用済みから再生地金を製造する際のエネルギー消費は新規精錬の約3%で済みますnihonshinkan.co.jp。約97%の省エネとなり、材料コストを大幅に削減可能です。
**陽極酸化(anodizing)**はアルミ合金表面を電解処理し、人工的に酸化皮膜を成長させる仕上げ技術です。
目的:耐食性向上、硬度向上、装飾性(カラー付与)
方式:硫酸、クロム酸、リン酸などの電解液を使用
皮膜厚:10~25μm(標準)、高機能製品は50μm以上
陽極酸化後の着色方法は主に2種:
染色(Dyeing)
有機染料を浸透させ、多彩な色彩を実現
メリット:カラーバリエーションが豊富、コスト低
金属封孔(Metal Sealing)
ニッケル、銀、亜鉛など金属塩を封孔し、自然金属色を付与
メリット:耐久性・耐摩耗性が高い
方法 | 色彩 | 耐候性 | 用途例 |
---|---|---|---|
染色 | 赤・青・黒など | 中 | 家電パネル、装飾部材 |
金属封孔 | シルバー系 | 高 | 建築意匠、外装パネル、船舶部品 |
AL合金はそのままでも比較的錆びにくいですが、表面処理を施すことでさらに性能を高められます。代表的なのがアルマイト処理(陽極酸化処理)で、アルミニウムを電解処理して人工的に酸化アルミ皮膜を形成する手法です。この酸化皮膜により、アルミ素材の耐食性・耐摩耗性が向上し、染色による装飾性も付与できます。
中でも硬質アルマイト処理は、特に高硬度で耐摩耗性に優れた皮膜を生成する特殊な陽極酸化処理です。通常のアルマイト処理と硬質アルマイト処理の主な違いを以下にまとめます。
皮膜の厚さ: 通常のアルマイト皮膜厚は5〜20µm程度なのに対し、硬質アルマイトでは20〜70µm程度の厚い皮膜を形成しますkoiketechno.co.jp。膜厚が厚いぶん耐摩耗性・耐食性が一層向上します。
皮膜の硬度: アルマイト皮膜の硬度は通常HV200前後ですが、硬質アルマイトではHV400以上になりますkoiketechno.co.jp。非常に硬い層が得られるため、表面が擦り減りにくくなります。
用途の違い: 通常のアルマイト処理は外観向上や防食目的で電子機器筐体やカメラ部品などに用いられます。一方、硬質アルマイト処理は高い耐摩耗性が求められる部品に適しています。例えば、自動車エンジン内部や油圧シリンダーなどに硬質アルマイトが施されていますkoiketechno.co.jp。