ものづくりトピックス

非鉄金属の加工について　(アルミニウム)

短納期対応
大型機械加工

非鉄金属　アルミニウム

非鉄金属は様々な種類に分けることができます。そこで今回はその１つであるアルミニウムに関した内容をご紹介させて頂きます。
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非鉄金属の加工に関して　(アルミニウム)

非鉄金属とは、鉄および鉄が主成分である鋼以外のすべての金属を、非鉄金属といいます。代表例は銅、アルミニウム、亜鉛、鉛、スズ、ニッケル、マグネシウムになります。今回はその中でもアルミニウムに関して事例含めてご紹介させて頂きます。

アルミニウム：非鉄金属の中でも軽金属に分類され、他の金属素材と比較して非常に軽い特徴を持つ金属です。単位重量あたりの強度が高く、製品の軽量化・効率化のために採用されることの多い素材です。

アルミニウム加工のポイントは、下記です。

高い熱伝導率：アルミニウムは高い熱伝導性を持っているため、加工時に熱が素早く広がります。このため、熱が集中して不均一な伸びが生じる可能性があります。加工の際に適切な冷却や減速を行い、一様な加工を保つことが重要です。
軟化特性：アルミニウムは非常に柔らかく加工しやすい素材です。ただし、加工中の圧力や摩擦によって素材変形しやすく、工具との接触や切り屑の制御に注意する必要があります。
酸化対策：アルミニウムは表面に酸化皮膜が形成されやすいため、加工前の表面処理が重要となります。酸化皮膜に汚れが残っていると、接合や塗装などの加工品質に影響を与える可能性があります。清掃と管理がとても重要です。
切削時の注意事項：アルミニウムは切削時に滑りやすい材質です。正確な切削速度、送り速度、切削量を設定し、工具や切削液に関しても適切に選定する必要があります。

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非鉄金属の加工(アルミニウム)の事例・実績

①造船関係のシリンダー

こちらは、造船関係に使用されるシリンダー部品です。材質はSACM645、外径φ240、長さ655mmの素材を旋盤にて外形加工後、BTA加工機にてφ92の穴を貫通加工を実施しました。

SACM645は「アルミニウムクロムモリブデン鋼」と呼ばれる鋼材です。一般的に窒化処理を実施し、耐摩耗性、耐食性を獲得して使用されます。

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②船体部品のシリンダー

こちらは、船体部品に使用されるシリンダー部品です。材質はSACM645、外径はφ170、長さ420mmの素材を旋盤にて外形荒加工後、BTA加工機にてφ72の穴を貫通加工しました。

今回の材質であるSACM645は「機械構造用アルミニウムクロムモリブデン鋼」という種類で、毎度おなじみクロムモリブデン鋼にアルミニウム合金を添加したものです。熱処理法の一種に「窒化処理」というものがあり、鋼材の表面のみ硬化させ、耐摩耗性等を向上させる処理方法です。アルミニウムと窒素は結合させやすいため、窒化に適しており、窒化による表面硬化層が必要な部品にはSACM645が多く使用されます。

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③金型の冷却ブロック

こちらはプラスチック金型で使用する金型冷却ブロックです。材質がA5052、材料寸法が65mm*100mm*420mmのワークに穴径φ30のガンドリルを貫通加工しています。材質のA5052とは5000系のアルミ合金で、アルミニウムにマグネシウムを添加したものです。耐食性や溶接性が良いのが特徴です。強度はアルミニウム合金の中では中程度で、被削性も良いため機械加工がやりやすく、幅広い用途に使用されます。ガンドリル加工においても被削性がよく、加工中の工具トラブルは発生しにくいですが、その反面穴の曲がりが発生しやすい材質です。そのため工具寿命や刃先研磨時の形状管理が非常に重要です。

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