機械加工されたアルミニウム部品の大部分は、3種類のアルミニウム合金で占められており、エンジニアは分析を行うよりも、習慣からそのうちの1つを無意識に選んでしまうことがよくあります。その「デフォルト」となるのは通常6061ですが、これは多くの場合正しい選択である一方で、性能やコストの面で損をしていることもあるのです。.

これら3つは、強度、耐食性、溶接性、コストの点で大きく異なり、それぞれに適している用途もあれば、明らかに不向きな用途もある。.

このガイドでは、機械加工部品にとって重要な基準に基づいて、それらを比較しています。.

3つの合金

6061 マグネシウムとケイ素の合金であり、機械加工用アルミニウムの汎用性の高い主力材料です。バランスのとれた優れた特性、優れた耐食性を備え、溶接が可能で、入手が容易かつ比較的安価です。.

7075 亜鉛を主成分とする合金であり、現存するアルミニウム合金の中でも最も強度の高いもののひとつで、重量はごくわずかでありながら、一部の鋼材に匹敵する強度を備えています。ただし、耐食性は劣り、溶接が難しく、価格もかなり高くなります。.

2024 高強度で、特に優れた耐疲労性を備えた銅系合金である。素地状態では耐食性が低いため、一般的にはクラッド材として用いられる。航空宇宙分野では古くから広く使用されている。.

強さ

7075は、3つのうちで明らかに最も強度が高く、特にT6状態ではその差が顕著です。強度対重量比が最も重要な要件となる場合、これが標準的な選択肢となります。.

2024は、極限強度という点では他の2つの中間に位置しますが、疲労性能において際立っており、そのため、繰返し荷重を受ける航空宇宙構造用途で引き続き採用されています。.

6061は3つの中で最も強度が低いですが、ここでいう「最も弱い」とは、それでも大多数の用途に十分対応できる優れた構造用材料であることを意味します。.

実際の問題は、どちらがより強度が高いかということではなく、その部品にかかる荷重が、6061が提供する強度を実際に上回る必要があるかどうかです。6061で十分に耐えられるブラケットに7075を指定すると、コストが増加するだけでなく、機能上のメリットがないにもかかわらず、腐食や溶接上の制約が生じることになります。.

耐食性

ここで順位が急激に逆転する。.

6061は優れた耐食性を備えている また、保護処理を施さなくても屋外や海辺の環境下で優れた性能を発揮しますが、陽極酸化処理を施すことでさらに性能が向上します。.

7075は耐食性が著しく劣る, 、また、特定の焼戻し状態では、持続的な引張応力下で応力腐食割れを起こしやすい。これは単なる補足事項ではなく、真に考慮すべき技術的な問題である。T73焼戻し状態は、強度を多少犠牲にする代わりに、応力腐食耐性を大幅に高めており、そのリスクが重要な場合において指定される。.

2024は、素地状態では耐食性が低い。. この材料は、保護のために表面に純アルミニウムの薄層を接合したクラッド材として広く使用されています。クラッド材を機械加工すると、材料が切削された箇所からその保護層が除去されてしまうため、2024材の機械加工部品には実用上の制約が生じます。.

天候、湿気、または腐食性環境にさらされる部品については、強度要件によって使用が除外されない限り、6061が当然の選択肢となります。そのような環境下で7075や2024の使用が必要な場合、保護処理は任意ではなく必須となります。.

加工性

3機種とも、アルミニウムの基準からすれば良好な性能を発揮しており、つまり鋼鉄製に比べてかなり優れていると言える。.

6061 機械加工はきれいで、加工結果が予測しやすい。T6状態では、良好な切りくず形成と表面仕上げが得られる。より軟らかい状態では、粘り気が出る場合がある。.

7075 3つの加工法の中で最も優れているとよく考えられており、優れた表面仕上げときれいな切りくずが得られる。.

2024 また、加工性も良く、切りくずの性質も良好です。.

これら3つの違いはそれほど大きくないため、加工性だけで選択が決まることはめったにありません。重要なのはコストです。3つとも同程度の切削速度であるため、価格差は加工時間ではなく材料費によって決まるからです。.

溶接性

明確な差別化要因。.

6061は溶接が容易である 標準的なアルミニウム溶接法を用いて行われます。溶接により熱影響部の強度は低下しますが、必要に応じて溶接後の熱処理によって強度は回復します。ただし、この合金は溶接が可能になるように設計されています。.

7075は溶接可能とは見なされていません 従来の溶接プロセスでは、ひび割れが生じやすく、溶接継手には信頼性の高い特性が得られません。7075製の組立部品は、機械的締結または接着によって接合されます。.

2024も同様に、容易に溶接できるものではない 従来の方法でも、同じ理由から同様です。航空宇宙分野での用途においては、リベット接合が伝統的な接合方法です。.

設計に溶接が含まれる場合、これら3つのうち6061が実用的な選択肢となります。.

陽極酸化処理に関する回答

3つとも陽極酸化処理が施されていますが、仕上がりはそれぞれ異なります。.

6061は陽極酸化処理がうまくいく また、均一で美しい仕上がりを実現します。見た目が重視される場面では、よく選ばれる選択肢です。.

7075の陽極酸化処理 しかし、亜鉛含有量が高くなると、外観が若干異なる場合があり、ロット間の色の均一性が予測しにくくなる可能性があります。.

2024年 陽極酸化処理 銅の含有量が結果に影響を及ぼし、通常、6061よりも暗い仕上げになります。.

色の一貫性が重要な外装部品の場合、一般的に6061がより安全な選択肢となります。当社のガイドでは、 陽極酸化処理の種類 プロセスに関するオプションについて詳しく解説しています。.

価格と在庫状況

6061が最も安価です この3つの中で最も広く取り扱われており、形状やサイズの種類も最も豊富です。どこでも入手困難になることはほとんどありません。.

7075は明らかに高価です また、取り扱われている形状の種類も限られています。.

2024年の費用は6061より高い また、入手可能性は地域や形状によって大きく異なり、特にクラッドシートではその傾向が顕著です。.

納入可能かどうかは、実務上重要なポイントです。6061を在庫として保有しているサプライヤーは、珍しいサイズの7075を輸入しているサプライヤーよりも短納期を提示します。小規模な注文の場合、その差が材料費の差を上回ることもあります。.

比較の概要

どちらを選ぶか

次のような場合は6061を選択してください： その部品が一般的な構造用または機械用であるか、腐食への曝露が要因となるか、溶接が関与するか、外観や陽極酸化処理の均一性が重要か、あるいはコストや入手可能性が優先されるかといった点です。これには、ほとんどの機械加工されたアルミニウム部品が含まれます。.

次のような場合は7075を選択してください： 強度対重量比が真の制約条件であり、部品は溶接ではなく機械的な締結で固定され、腐食への曝露が管理されているか、あるいは部品が保護される。航空宇宙構造物、高性能部品、および治具に典型的に見られる。.

次のような場合は「2024」を選択してください： 通常、航空宇宙構造用途において、繰返し荷重下での疲労性能が主要な要件となっており、腐食防止対策も設計に組み込まれている。.

合金と同じくらい、熱処理も重要だ

合金名称だけでは不十分です。接尾辞で示される焼戻し状態が、その特性を大きく左右します。.

T6 この材料は溶体化処理と人工時効処理が施されており、6061および7075の両方の機械加工済み構造部品において最も一般的な焼戻し状態である。.

T651 ストレッチによる応力緩和効果があり、これにより内部応力が軽減され、加工時の寸法安定性が向上します。材料の除去量が多い部品の場合、T651は歪みが少ないため、指定する価値があります。.

T73 7075は、ある程度の強度を犠牲にする代わりに、応力腐食耐性を大幅に向上させている。.

T351 2024年には、熱処理、応力除去、そして自然熟成が施されます。.

機械加工部品においては、応力除去の重要性を特に強調すべきである。内部応力を帯びた板材から材料が除去されると、残りの材料が変形する。厚板から大量に材料を除去して加工された部品では、この歪みが公差範囲を超えることがある。応力除去処理済みの材を指定することで、この歪みを大幅に低減することができる。.

知っておくと役立つその他の等級

上記の3つが主流ですが、すべての用途に適しているわけではありません。.

5052 優れた耐食性と良好な成形性を備えており、機械加工というよりは板金加工でよく用いられる。.

6082 ヨーロッパでは、6061と同等の材料として、特性が若干異なるものが一般的に使用されています。.

2007年および6262 これらは、切りくずの破砕性を向上させる添加剤を含む快削材であり、大量生産される旋削部品に適しています。.

7050 7075と同等の強度を持ち、厚肉部ではより優れた耐応力腐食性を発揮します。.

3つの主要な選択肢のいずれも完全に適合しない場合は、サプライヤーと代替案について話し合う価値があります。というのも、 資材の入手可能性 また、加工特性にはさまざまな違いがあり、それがコストとリードタイムの両方に影響を及ぼします。.

仕様を定める際の実務上のポイント

合金だけでなく、その焼鈍状態も明記してください。. 6061だけでは不完全です。.

材料の切削量が大きい部品のストレス緩和について検討してください, 、加工中の歪みはよくある問題であり、回避可能なものだからです。.

ご希望のタイプとサイズについて、在庫状況をご確認ください 確定する前に。ご希望の厚さでは、棒材としては入手可能でも板材としては入手できないグレードの場合、納期が数週間遅れる可能性があります。.

証明書が必要かどうかを確認する, 、およびそれが見積もりに含まれているかどうか。.

強度を過度に指定しないでください。. 6061はほとんどの用途に対応しており、念のため7075を指定するとコストが増加するだけでなく、腐食や溶接上の制約も生じることになります。.

部品に関する材料のアドバイスを得る

材料の選定は、形状、公差、表面仕上げ、および生産量と相互に影響し合うため、最適な選択は一見して明らかなものとは異なる場合があります。.

エリート・モールド・テック社は、これら3つのグレードすべてに加え、その他幅広い製品についても加工を行っています。 材料, 、見積もり提示前のDFMレビューの一環として、材料の推奨案をご提示いたします。アプリケーション要件を記載した図面をお送りいただければ、指定されたグレードに基づく単なる見積もりではなく、入手可能性や機械加工上の影響などを網羅した材料評価書を作成いたします。.

よくある質問

Q: 7075アルミニウムは6061よりも強度が高いですか？

A: かなり高いです。特にT6熱処理状態ではその傾向が顕著であり、そのため、強度対重量比が重要な場面で使用されます。コストは高く、耐食性は著しく劣り、実質的に溶接することはできません。.

Q: 7075アルミニウムの溶接は可能ですか？

A: 従来の融着溶接では、亀裂が生じやすいため、信頼性の高い接合が得られず、溶接継手の特性も安定しない。そのため、7075製の組立部品は、代わりに機械的締結または接着によって接合される。.

Q: CNC加工にはどのアルミニウム材が最適ですか？

A: 3種類とも加工性は良好ですが、7075は多くの場合、最も美しい仕上げが得られます。加工速度はほぼ同等であるため、選択にあたっては、加工性よりも強度、耐食性、およびコストの要件に基づいて決定すべきです。.

Q: 「T6」や「T651」という接尾辞は何を意味するのですか？

A: T6は、溶体化熱処理および人工時効処理を示します。T651には、引張加工による応力除去が追加されており、これにより内部応力が低減され、大幅な材料除去を伴う機械加工時の寸法安定性が向上します。.

Q: なぜ2024アルミニウムは通常、クラッド加工されるのですか？

A: 2024アルミニウム地材は耐食性が低いためです。クラッド加工では、保護のために表面に薄い純アルミニウム層を接合しますが、切削加工を行うと、材料が削り取られた箇所ではその保護層が失われてしまいます。.