アルミニウムの特性と用途を理解する

1. アルミニウムの基本的な性質

アルミニウムは銀白色の金属で、湿潤環境下で酸化皮膜を形成し、腐食から保護する性質を持つことで知られています。比重は2.7 g/cm³、融点は660℃、沸点は2327℃です。アルミニウムは、高い比強度、優れた電気伝導性および熱伝導性、高い反射率、そして耐酸化性といった特徴を備えています。

2. アルミニウム製品の種類

● プロフィール：含まれる アルミニウム形材パイプ、ロッド。

● プレート： アルミニウム板、箔、および帯状材（コイル）から構成される。

● 鋳造品：含まれる アルミニウム鋳造品 顆粒状。

3. 一般的なアルミニウム合金とその用途

● 1100シリーズ： 優れた成形性と耐食性を備えていますが、高強度用途には適していません。一般的な用途としては、貯蔵容器、薄板加工部品、熱交換器、反射機器などが挙げられます。

● 2011年シリーズ： 加工性と強度に優れているが、耐食性は限られている。体積軸、光学部品、ねじなどの精密部品に最適である。

● 3003シリーズ： 1000シリーズに比べて強度が高く、台所用品、食品加工機器、圧力容器などに使用されます。

● 4A01シリーズ： 高シリコン含有量のため、耐熱性・耐摩耗性に優れています。建築材料や機械部品に適しています。

● 5052シリーズ：A 中程度の強度、優れた耐食性、溶接性を備えた汎用性の高い合金です。航空機の燃料タンク、石油パイプ、海洋環境などで使用されています。

● 6061シリーズ： 熱処理を施した耐腐食性合金で、高い耐久性を有する一方、溶接強度はやや劣る。船舶、車両、陸上構造物などの構造部品に広く用いられている。

● 6N01シリーズ： 押出成形に適した中強度合金で、複雑な形状の大型薄肉部材に使用されます。車両や陸上構造物に最適です。

● 6063シリーズ： 押出成形性に優れ、表面処理特性も良好な代表的な押出合金。ガードレール、車両、家具などの製造に使用される。

● 7072シリーズ： 電極電位が低いことで知られ、主に防食用途や熱交換器に使用される。

● 7075シリーズ： 強度に優れたアルミニウム合金の一つだが、耐食性は限られている。航空宇宙分野や厚板鍛造によく用いられる。

材料選定例：

● 硬質で粗い表面の処理の場合： 5052などの5000系合金を選択してください。

● 高度な表面処理が求められる場合： 6063や6061などの6000系合金を選択してください。

● 引張強度が低い形状要件の経済的な選択肢： 2011年モデルのような2000系合金を選択してください。

● 高強度・高耐荷重構造物向け： 7075などの7000系合金を使用してください。

4. アルミニウム材料の表面処理

● 陽極酸化処理 サンドブラストまたはブラッシング後。

● 電気泳動塗装。

● 粉体塗装 研磨後にフッ素系コーティングを施す。

● 鏡面研磨 続いて電気めっきを行う。

● 木目調の熱転写プリント。

● ポリマーPVCコーティング。

5. アルミニウム形材

アルミニウム形材は、アルミニウム棒を熱溶融・押出成形することで製造され、様々な断面形状が得られます。主な製造工程には、鋳造、押出成形、切断、CNC加工、表面前処理、着色などがあります。

表面処理の費用は様々で、チタンメッキと電気泳動が最も高価であり、次いで木目調熱転写、陽極酸化処理、コーティングの順となっている。

アルミニウム形材の用途：

● 建築プロファイル： ドア、窓、カーテンウォールなどに使用されます。

● ヒートシンクの形状。

● 一般的な産業プロファイル： 機械、設備フレームワーク、および特注用途向け。

● 鉄道車両の構造： 鉄道車両車体製造において。

● 装飾プロファイル： 額縁や各種装飾品に。

● 外見プロフィール： 家電製品、通信機器、および内部構造物向け。

6. アルミ板

● 薄いシート： 0.15～2.0mm。

● 従来型ボード： 2.0～6.0mm。

● 標準プレート： 6.0～25.0mm。

● 厚板： 25～200mm。

● 極厚プレート： 200mm以上。

アルミニウム板の用途：

● ポリマー薄膜アルミニウム板： 電子機器の筐体や家電製品に使用されます。メンテナンスの容易さと色の種類の豊富さが特徴です。

● アルミニウム・プラスチック複合パネル： 塗装されたアルミニウム表面とプラスチック製の芯材で構成されており、建物の外壁、天井、輸送車両などに適しています。

アルミニウム部品：

● 装飾用の貝殻： 一般的には厚さ0.4～0.8mmのアルミニウム製で、6063/6061グレードがよく使用される。

● 機能シェル: 通常、厚さは0.8～1.2mmで、高強度・高硬度を実現するために5052/7075グレードが使用される。

電子製品の筐体においては、陽極酸化アルミニウム層は非導電性であるため、酸化層にレーザー彫刻を施し、導電性接地を確保することが不可欠である。