アルミ材について

2021年6月7日

アルミニウムは、軽量かつ安価で、耐食性や加工性、展延性に優れる材質です。アルミ缶やアルミ箔など、身近な製品や、航空機用部材や建築用サッシといった強度の必要なものにも使用されています。もちろん弊社の銘板作成にも多く使われており、エッチング銘板やアルマイト銘板などの加工をすることで定格銘板や管理銘板、操作パネルや目盛板と幅広く使われています。今回は、日用品・建築材・電線・軽合金材料など様々な製品に使用されているアルミニウムについてご紹介します。

アルミニウムとは

アルミニウムとは、銀白色の軟らかく軽い金属で、耐食性や加工性、展延性に優れ、熱・電気の良導体です。材質の軽さのわりに強度に優れているため、航空機用部材などに用いられた時期もあります。また、技術的にも経済的にも非常にリサイクル性が高いため広く使用されています。

アルミニウムの特徴

アルミニウムは広い場面で使用される材質です。その特徴をご紹介します。

軽さ

アルミニウムの代表的な特徴は軽さです。鉄や銅と比べると約1/3の比重です。自動車、鉄道車両、航空機、船舶、コンテナなどの輸送分野で多くのアルミニウムが使用されています。また軽さを生かして、燃費・性能向上、部品の作動効率を高めたり、装置の大型化による重量増加を抑えるなど、さまざまな効果をもたらしています。

強さ

アルミニウムは比強度(単位重量当りの強度)が大きいため、輸送機器や建築物などの構造材料として多く使用されています。

純アルミニウムでは強さはそれほどありませんが、これにマグネシウム、マンガン、銅、ケイ素、亜鉛などを添加して合金にしたり、圧延などの加工や、熱処理を施すことで、強度を高くすることができます。主に建築物の構造材料に使用されます

加工性

軟らかくて展性も高く、また切削の抵抗が小さく熱伝導性も優れ切削熱を拡散できるためとても加工しやすい金属であります。一方で熱が逃げてしまうため、溶接性は炭素鋼と比べ劣ります。

耐食性

アルミニウムは、空気中ではステンレスと同様に酸化皮膜を形成するため、錆の発生や腐食を防ぎます。酸化皮膜は酸素と水分を遮断するためとても優れた耐食性をもたらします。この耐食性を活かし、建築や自動車、海洋開発などの分野で使用されます。

通電性

銅と比較すると劣るものの、比重が銅の約3分の1のため、同じ重さの銅と比べると2倍の電流を通すことができます。銅と比べると約2倍の電流を通す非磁性体となっており、主にエレクトロニクス分野で使用されています

熱伝導率

アルミニウムの熱伝導率は、鉄と比べると約3倍で、冷却速度にも優れています。放熱性にも優れているため、エンジンの部品や冷暖房装置、ヒートシンクなどに使用されます。

毒性がない

アルミニウムは毒性がなく、無害・無臭で衛生的です。重金属のように人体を害したり、土壌をいためたりせず、無臭・無害の特性から、医療機器、食品、医薬品の包装、家庭用器物など、広く使用されています。

リサイクル可能

アルミニウムは、ほかの金属に比べて簡単に再生できるうえ、品質も落ちません。再利用に回すことで、また新たな製品になります。

銘板に使用されるアルミニウムの種類

アルミニウムは合金の種類によって1000系から7000系まで番号がつけられています。 身の回りで実用化されているアルミニウムは純度99.0%以上のものが純アルミニウムと呼ばれていますが、強度や性能を高めるためにほかの金属を混ぜ合わせた「アルミニウム合金」が非常に多く使用されています。代表的な例をいくつかご紹介します。

1000系(純アルミニウム)

純度が99.0%以上のアルミニウムのことです。アルミ純度が高いため、加工性、耐食性、熱伝導性に優れていますが、強度が低いため加工の際には注意が必要です。強度がそれほど必要ではない部材や部品に使用されることが多く、1円硬貨、照明器具、放熱材などに使用されます。弊社ではその中でもA1050を多く使用しています。

2000系(アルミニウム+銅)

銅を加えた合金です。鉄鋼材料に匹敵するほど強度が高く、切削性に優れますが、銅を多く含むと耐食性は低下します。航空機部品、光学機械部品、自動車部品などに使用されます。 代表的なものにはA2017のジュラルミン、A2024の超ジュラルミンという鋼と同程度の強度のアルミがあります。

5000系(アルミニウム+マグネシウム)

マグネシウムを加えた合金です。マグネシウムの含有率に応じて性質における幅も広い材料で、溶接性に優れておりアルマイト処理に向いたアルミです。建築用パネルや建築用パネルといった強度の必要なものに使用されています。 弊社ではその中でもA5052を多く使用しています。

6000系(アルミニウム+マグネシウム+シリコン)

マグネシウムとシリコンが添加された合金で、強度、耐食性、に優れていますそのため構造材料として使われています。また、腐食割れにも強く、押し出し性にも優れます。このことからサッシなどの建築材料にも使用されています。ただし、熱伝導の関係で溶接には弱いので注意が必要です。代表的な種類にはA6063があります。

7000系(アルミニウム+亜鉛+マグネシウム)

亜鉛とマグネシウムを添加した合金で、熱処理を行うとアルミ合金中で最も高強度なものになります。非常に引っ張りや折り曲げに対して強いため軽量かつ丈夫な製品の作成が可能です。溶接構造材や航空機材などに使用されています。また、代表的なものにはA7075 超々ジュラルミンや、耐応力腐食割れ性を強化したA7050 超々ジュラルミンがあります。

アルミニウムは銘板にも多く使用されています

弊社でもアルミニウムを使用した銘板は多く取り扱っています。ポピュラーな銘板素材のひとつであり、工業用銘板や企業/施設名の表示板によく用いられます。軽量で薄く丈夫であり、また安価なためお客様からのご要望も多い材質です。また、アルミニウムの材質は、そのままの加工のみでなく、アルマイトや、メタルフォトといった加工方法で強度を増すこともできます。様々な用途に対応することができるアルミニウム材をぜひご検討してみてください。

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