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ものづくり貢献サイト『金型ファン」に、松尾社長と冨士原常務のインタビューが掲載されました。
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ダイカスト合金


ダイカスト用合金としてJISに規定されている合金は、アルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシウム合金の3種類がある。そのほかにも銅合金や鉛合金もあるがJISで規定されていない。ダイカストでもっとも多く使用されるのがアルミニウム合金で95%を占めている。次いで亜鉛合金となっています。

■ダイカスト用合金には、次のような特性が求められます。

1.鋳造性が良いこと
  金型内での溶湯の流動性が良い。複雑で精密な金型形状や、薄肉製品の製造が可能となる。

2.凝固時の欠陥発生がないこと
  熱間割れがなく、強度特性のバラツキが少ないこと。

3.金型へのダメージが少ないこと
  鋳造温度が低く金型への侵食が少ないこと。金型寿命は合金の融点が高くなると極端に低下します。


■アルミニウム合金種
ダイカストの中で使用されるアルミニウム合金は、JISにより14種類に規定されています。その中で最も使用されるのが、ADC12種と呼ばれる合金で、ダイカスト合金使用量の90%以上になります。合金の選択にあたっては、化学成分、機械的性質、物理的性質、鋳造性、機械加工性、表面処理性を考慮する必要があります。
JIS合金種 合金成分系統 合金特性
ADC10 Al−Si−Cu系  機械的性質、被切削性、鋳造性が良い。
ADC10Z Al−Si−Cu系  10種とほぼ同じ。
 鋳造性、耐食性で若干劣る。
ADC12 Al−Si−Cu系  機械的性質、被切削性、鋳造性が良い。
ADC12Z Al−Si−Cu系  12種とほぼ同じ。
 鋳造性、耐食性で若干劣る。
ADC1 Al−Si系  耐食性、鋳造性に優れるが耐力が幾分低い。
ADC3 Al−Si−Mg系  衝撃、耐力に優れ、耐食性も1種とほぼ同じ。
 鋳造性も劣る。
ADC5 Al−Mg系  耐食性が最も優れ、伸び、衝撃に強い。
 鋳造性も劣る。
ADC6 Al−Mg系  耐食性は5種に次いで優れる。
 鋳造性は5種よりも若干良い。
ADC14 Al−Si−Cu系  耐磨耗性に優れ、耐力はよいが伸びが劣る。
 鋳造性も劣る。

■合金添加物
ダイカスト用アルミニウム合金には、鋳造性や強度、耐食性などの改善を目的として、合金元素を添加しています。それら合金元素には性能を向上させる働き、また反対に低下させる働きもあるので規格により厳しく管理されており、取扱いには注意が必要です。以下に代表的な合金元素を紹介します。
合金元素 増加する性質 低下する性質 特   長
Si(珪素) 強度・硬さ 伸び Al−Si系合金は鋳造性や強度特性に優れる。
Cu(銅) 引っ張り強さ
硬さ・切削性
伸び・耐食性 ADC12種ではCuを増加傾向にして機械的性質を向上させている。
Fe(鉄) 焼付き防止
かじり防止
強度 過剰なFe添加は強度を低下させます。
Mg
(マグネシウム)
耐食性・強度 耐食性 過剰なMg添加は耐食性を低下させます。
Mn
(マンガン)
切削性 Al−Si−Fe−Mnの金属間化合物を生成し切削性を低下させます。
Zn(鉛) 耐食性 不純物として許容範囲が厳しく制限されています。



■アルミニウム合金
アルミニウムは天然鉱物ではなく、ボーキサイトと呼ばれる原料から精錬して作られます。世界でアルミニウムの発見研究が始まったのが1800年初頭からで金属の中では非常に歴史が浅い新素材です。1800年後期になり日本で初めてアルミニウムが製品化されました。発見から今日までの200年あまりで急速に普及しました。
特   長
解      説
軽   い アルミの比重2.7は、鉄7.8、銅11.3、銀10.0、金19.0と比べ非常に軽いことがわかります。自動車産業ではアルミニウム合金が多く使用されています。それは軽いことで低燃費に貢献することも理由のひとつです。自動車以外にも、飛行機や電車のボディなどもアルミ製です。
リサイクル アルミは溶け出す温度が660℃と低く、少ないエネルギーで溶かすことができます。再生地金を作るエネルギーは、ボーキサイトから作る新地金のエネルギーのわずか3%で作ることができます。なんと97%のエネルギー節約になります。
またリサイクルというと品質が落ちる印象がありますが、同じ合金を集めて溶かすことで同じ品質のアルミニウムになります。アルミニウムはリサイクルが主原料と言えます。
強   い アルミのイメージは、『やわらかい』と思われがちですが、アルミは熱処理を施すと強度が増します。なかには鉄に匹敵するものもあります。さらにアルミは低温で強度を増す特性を持ち、−196℃の液体を入れても壊れません。この特性により宇宙分野やバイオテクノロジー分野でも活躍しています。
耐 食 性 アルミニウムは空気中で酸化しやすい性質があります。酸化することで酸化アルミニウム皮膜が形成され、この皮膜によって腐食を防ぐ作用が持続され、いつまでも美しい外観を保ちます。
いつまでも美しい外観・・・女性向けのお役立ち情報でした。
電気を通す アルミニウムは電気を通します。それも高い電気伝導性を持っています。軽くて電気をよく通すので、最近は高圧電線を銅線からアルミニウム線に替えているそうです。
非 磁 性 アルミニウムは非磁性で磁場に影響されません。そのためパソコンのハードディスクやパラボラアンテナなどに使われます。非磁性とは磁石に付かないことで、空き缶の選別は磁石を用いて分別しています。
毒性がない アルミニウムは無害な金属です。焼いても煮ても毒が出ません。キッチンにあるアルミホイルやジュースの缶、やかんなど、口にするものでも問題ありません。薬やお菓子の包装にも多く使われています。でも・・・奥歯でガチガチすると電気が走りますから注意してくださいね。
美 し さ アルミニウムは建築材料にも多く使用されています。それは耐食性だけでなく、その無機質な美しさがデザイナーの心を揺さぶるからでしょう。アルミニウムが世界に紹介された頃、『銀よりも美しい!』なんて言われてたそうです。

【雑記】
アルミニウムの語源は、発見研究時にアルミを含んでいた"みょうばん(ばん土)"のアルム(Alum)と言われています。その後、ラテン語のアルーミネ(光をもったもの)と掛けて出来た言葉が、アルミナム(Aluminum)として世に紹介されました。フランスでビシビシ鍛え上げられ、今で言うアルミニウム(Alminium)となりました。いかにも新素材!クールな名前になりました。ちなみにアメリカでは、Aluminum(アルミナム)を今でも使用しています。アメリカのアルミには愛がありません!(iがないわけです)