アルミニウム合金シリーズ：種類、特性、用途

アルミニウムのユニークな特性は、金属加工や製造において多目的な材料となっている：

アルミニウムの比重が低い（鋼鉄の7.85g/cm³に対し、約2.7g/cm³）ため、成形作業中のスプリングバックが減少し、より精密な成形と寸法精度の向上が可能になります。

アルミニウムは軽量であるにもかかわらず、高い強度対重量比を示します。一部の高強度アルミニウム合金は、高品質の鋼の比強度に匹敵するか、それを上回ることができ、質量を減らしながら優れた機械的特性を提供します。

面心立方(FCC)結晶構造を特徴とするアルミニウムの優れた可塑性は、深絞り、延伸成形、ハイドロフォーミングなどの様々な工程を通じて複雑な形状の形成を容易にする。

ステンレス鋼に比べ、アルミニウムは一般的に切削性が高く、切削力が低く、切りくずの形成が良好です。また、優れた電気伝導性（銅の約60%）と熱伝導性（約237W/m・K）を誇り、保護酸化膜による固有の耐食性も備えています。

アルマイト処理、ブラッシング、サンドブラストなどの最新のアルミニウム表面処理技術は、その美的魅力と機能的特性を大幅に向上させました。これらの進歩により、家電製品、特にスマートフォンの筐体や内部部品に広く採用されるようになりました。

アルミニウム合金は、その主な製造方法に基づいて2つの主要なタイプに分類されます：鍛造合金（圧延、押出、または鍛造などのプロセスによって変形）と鋳造合金。アルミニウム協会の合金呼称システムは、アルミニウムとその合金をさらに8つのシリーズ（1xxxから8xxx）に分類し、それぞれ異なる合金元素と特定の用途に合わせた特性を持っています。

アルミニウム合金グレードの表現

国際アルミニウム合金呼称システム（一般的に4桁システムとして知られている）は、その主な合金元素に基づいてアルミニウム合金を分類するために業界で広く使用されています。このシステムは、材料特性と典型的なアプリケーションのためのクイックリファレンスを提供します：

1XXX：純アルミニウムシリーズ（アルミニウム含有量99.00%以上）

• 例1050 (99.5% Al), 1100 (99.0% Al minimum)
• 特徴優れた耐食性、高い電気・熱伝導性

2XXX: アルミ銅合金シリーズ

• 例：2014年（4.4% Cu、0.8% Si、0.8% Mn、0.5% Mg）
• 特徴高強度重量比、熱処理可能、航空宇宙分野で広く使用されている

3XXX：アルミニウム-マンガン合金シリーズ

• 例3003 (1.2% Mn, 0.12% Cu)
• 特徴適度な強度、良好な成形性、優れた耐食性

4XXX：アルミニウム-シリコン合金シリーズ

• 例4032 (12.2% Si, 1.0% Mg, 0.9% Ni, 0.9% Cu)
• 特徴低熱膨張、良好な耐摩耗性、一般的にピストンで使用される

5XXX：アルミニウム・マグネシウム合金シリーズ

• 例5052 (2.5% Mg, 0.25% Cr)
• 特徴良好な溶接性、海洋環境における優れた耐食性

6XXX：アルミニウム・マグネシウム・シリコン合金シリーズ

• 例6061 (1.0% Mg, 0.6% Si, 0.30% Cu, 0.20% Cr), 6063 (0.7% Mg, 0.4% Si)
• 特徴熱処理可能、良好な成形性、構造用途に広く使用されている。

7XXX：アルミニウム-亜鉛合金シリーズ

• 例：7075 (5.6% Zn, 2.5% Mg, 1.6% Cu, 0.23% Cr)
• 特徴アルミニウム合金の中で最も強度が高く、航空宇宙や高応力用途に使用される。

8XXX：その他のアルミニウム合金

• このシリーズには、上記のカテゴリー以外の組成の合金や、一般的でない合金元素を使用した合金も含まれる。
• 例：8011（0.7% Fe、0.7% Si）を箔用途に使用

8 アルミニウムとアルミニウム合金のシリーズ

1XXXシリーズ

加工方法によって、アルミニウム合金は変形アルミニウム合金とアルミニウム合金に分けられる。 鋳造アルミニウム アルミニウムとアルミニウム合金の製造番号は、主に8つのシリーズに分かれています。

これらのシリーズの中で、1000シリーズはアルミニウム含有量が最も高く、純度は99.00%以上です。1000シリーズのアルミニウムプレートの下2桁は、そのシリーズのアルミニウム含有量の下限を決定します。例えば、1050シリーズの下2桁は50であり、国際的なブランド命名基準を満たすためには、アルミニウム含有量が少なくとも99.5%でなければならないことを意味します。

一次アルミニウムは良好な成形性と表面処理特性を持ち、耐食性にも優れている。しかし、純度が高くなるにつれて強度が低下する。

携帯電話によく使われるのは1050、1070、1080、1085、1100で、（曲げずに）単純な押し出し成形を行い、そのうち1050と1100は化学砂、光沢、霧、普通の効果ができ、材料線が明らかで、着色効果が良い。

最初のシリーズのアルミニウムは比較的柔らかく、主に装飾や室内装飾に使用される。

2XXXシリーズ

硬度は高いが耐食性に劣るのが特徴で、中でも銅の含有量が最も多い。

2000系アルミニウム合金は2024、2A16、2A02を表す。

2000系アルミニウム板の銅含有量は約3%～5%です。

2000シリーズアルミ棒は航空用 アルミニウム材料これらは構造材料として使用されるが、現在のところ従来の産業ではあまり使用されていない。

3XXXシリーズ

3000シリーズアルミニウム棒は、主にマンガンで構成されています。

3000系アルミニウム合金の代表は、3003、3105、3A21ベースである。

マンガン含有量は1.0%～1.5%で、防錆機能が高い。

液体製品の溝やタンク、建築ワーク、建築工具、各種ランプ部品、シート加工用の各種圧力容器やパイプとしてよく使用される。

成形性、溶解性、耐食性に優れる。

4XXXシリーズ

通常、ケイ素含有量は4.5%から6.0%の間で、ケイ素含有量が高いほど強度が高くなります。

4000シリーズのアルミバーは4A01を表し、4000シリーズ アルミ板 シリコン含有量の高いシリーズに属する。

凝固収縮が少なく、建材、機械部品に属する、 鍛造材料溶接材料；

融点が低く、耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れている。

5XXXシリーズ

5000シリーズアルミニウム棒は、より一般的に使用される合金アルミニウム板シリーズに属し、主な元素はマグネシウムであり、マグネシウム含有量は3-5%の間である。

5000系アルミ合金は5052、5005、5083、5A05系を表す。

アルミニウム・マグネシウム合金とも呼ばれる。

主な特徴は、密度が低く、引張強度が高く、伸びが大きいことである。

同じ面積で、Al-Mg合金の重量は他のシリーズよりも低いので、従来の産業で広く使用されている。

携帯電話に最もよく使われているのは5052で、中程度の強度を持ち、耐食性、溶解性、成形性に優れ、特に疲労強度が高く、耐海水性に優れた最も代表的な合金であり、強度の高い製品によく使われている。

しかし、その着色効果は理想的ではないので、サンドブラスト処理には適していますが、化学的な処理には適していません。 サンドブラスト主に鋳造成形を使用し、押出成形には適していません。

6XXXシリーズ

6000シリーズアルミニウム 合金は6061を表し、主にマグネシウムとシリコンを含み、4000シリーズと5000シリーズの長所を統合している。

6061は冷間処理されたアルミニウム鍛造品で、高い耐食性と耐酸化性が要求される用途に適しています。

使い勝手が良く、コーティングが容易で、加工性が良い。

6061と6063は主に携帯電話に使用されている。

6061の強度は6063より高い。

鋳造成形は、より複雑な構造を鋳造することができ、電池カバーなどのスナップ部品として使用することができます。

7XXXシリーズ

主に亜鉛を含み、7000系アルミニウム合金は7075を表す。

これも航空シリーズに属する。

アルミニウムマグネシウム亜鉛銅合金、熱処理可能な合金、超硬アルミニウム合金であり、良好な耐摩耗性を有する。

8XXXシリーズ

8011は、他のシリーズに属する8000系アルミニウム合金で一般的に使用されています。

ほとんどの用途はアルミ箔であり、アルミ棒の製造にはあまり使われない。