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アルミの性質・特徴

当店のアルミケースには「ジュラルミン」と呼ばれるアルミ合金 A2017Sが使われています。

さて、このアルミ合金を含む「アルミニウム」という材質ですが

アルミ合金 A2017S ジュラルミン

まずアルミニウム全般の特徴として

1. 軽い
2. 強い
3. 耐食性がよい
4. 加工性が良い
5. 電気伝導性が良い
6. 磁気を帯びない
7. 熱伝導性が良い
8. 低温に強い
9. 反射性が良い
10. 毒性がない
11. 美しい
12. 鋳造しやすい
13. 接合しやすい
14. 真空特性が良い
15. 再生しやすい


などがあげられます。

以下より、アルミニウムのそれぞれの特徴について
少し詳しく述べてみたいと思います。

1. 軽い
アルミニウムの比重は2.7。鉄(7.8)や銅(8.9)と比べると約1/3で、チタンとくらべても40%も軽いため、軽量化による性能向上が時代のニーズとなっているいま、自動車、鉄道車両、航空機、新幹線、船舶、コンテナなど、あらゆる輸送機器の軽量化、省エネ化のためにアルミニウムが役立っています。
また軽さを生かして、各種機械の高速回転部品や摺動部品の作動効率を高め、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。

2. 強い
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。 純アルミニウムの引張強さはあまり大きくありませんが、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アルミ合金(ジュラルミンなど)にしたり、圧延などの加工や、 熱処理を施したりして、強度を高くすることができます。最近では、リチウムを添加した低密度、高剛性の合金が開発され、航空機や大型構造物用の材料として 注目されています。

3. 耐食性が良い
アルミニウムは空気中では、ち密で、安定な酸化皮膜を生成し、この皮膜が腐食を自然に防止します(皮膜の自己補修作用)。甲子園球場の銀傘のように浜風にさらされる場所で30年間使用されても、問題は生じなかったという事例もあり、耐食性をさらに高め、強度も兼ね 備えたアルミ合金は各種の用途に採用されています。

4. 加工性が良い
アルミニウムは塑性加工がしやすく、さまざまな形状に成形することが可能です。たとえば、紙のように薄い箔や、複雑な形状の押出形材を容易に製造すること ができることから、板、箔、管、棒、形材などきわめて広い用途で使用されています。また、できあがった製品素材をさらに曲げ、切断、絞りや溶接など成形加工したり、製品の表面などに精密加工を施したりするこ とも比較的容易です。また切削加工性にもすぐれており、金型などの工具類や機械部品に使われています。

5. 電気伝導性が良い
アルミニウムは導電体としてきわめて経済的な金属です。電気伝導率は銅の約60%ですが、比重が約1/3であり、そのため同じ重さの銅に比べて2倍もの電流を通すことができます。現在では高電圧の送電線の約99%に採用されるとともに、導体(板・管)などに広く使われており、エネルギー利用、エレクトロニ クス分野での需要が大きく伸びてきています。今後、自動車のワイヤーハーネスへの適用拡大が期待されます。

6. 磁気を帯びない
アルミニウムは非磁性体で、磁場に影響されません。この特長は、アルミニウムの他の特性である、軽い、耐食性にすぐれている、加工性がよい、などと組合わせることによって、さまざまな製品に生かされます。
おもな製品としては、パラボラアンテナ、船の磁気コンパスなどの計測機器、電子医療機器、メカトロニクス機器などがあげられますが、さらにはリニアモーターカーや超電導関連機器にいたるまで、その用途が大きく広がっています。

7. 熱伝導性が良い
アルミニウムの熱伝導率は鉄の約3倍。熱をよく伝えるということは急速に冷えるという性質にもなります。
そのため冷暖房装置、エンジン部品、各種の熱交換器、ソーラーコレクター、また、飲料缶などにもこの特性が生かされています。また、最近の高密度化した機器、システムの過熱防止のための放熱フィンやヒートシンク、プラスチックやゴムの成形用金型などにもアルミニウムが使われます。

8. 低温に強い
アルミニウムは鉄鋼などと違って液体窒素(−196℃)や液体酸素(−183℃)の極低温下でも脆性破壊がなく靭性が大きいのが特長です。低温プラントや LNG(−162℃)のタンク材として使われているうえ、最近では宇宙開発やバイオテクノロジー、極低温の超電導関連といった最先端分野でもこの特性が脚光を浴びています。

9. 反射性が良い
よく磨いたアルミニウムは、赤外線や紫外線などの光線、ラジオやレーダーから発する電磁波、さらに各種熱線をよく反射します。純度の高いアルミニウムほど この性質はすぐれており、純度99.8%以上のアルミニウムは放射エネルギーの90%以上を反射します。この特性を生かしたのが暖房器の反射板、照明器具、および宇宙服などで、最近ではアルミニウムに鏡面加工を施してこの特性をいっそう高め、ポリゴンミラーをはじめとした光エレクトロニクス製品にもよく使われています。

10. 毒性がない
アルミニウムは、無害・無臭で衛生的。万−なんらかの化学作用で金属が溶出したり化合物をつくったとしても、重金属のように人体を害したり土壌をいためたりしません。この特性を生かして、食品や医薬品の包装、飲料缶、医療機器および家庭用器物などで広く使用されています。

11. 美しい
アルミニウムは素地のままでも実しい金属ですが、陽極酸化皮膜処理(アルマイト処理)などさまざまな表面処理を施すことによってより美しくなり、また表面を 硬くしたり、防食効果を高めたりすることができます。陽極酸化皮膜処理の際に自然発色や電解着色などによってアルミニウムに多彩な色をつけることが可能であり、建築外装や包装材などデザイン性が強く求められる分野に最適の材料です。

12. 鋳造しやすい
アルミニウムは融点が低い、溶けた状態でも表面が酸化皮膜で覆われガスを吸収しにくい、湯流れがよいといった性質をもっています。このため薄肉の鋳物や、 複雑な形状の鋳物をつくることができます。アルミ鋳造品はピストン、シリンダーブロック、ホイールなどの自動車部品、また各種産業機械部品など幅広い分野 で使用されています。

13. 接合しやすい
溶接、ろう付け、はんだ付け、電気抵抗溶接、リベット接合、接着など、さまざまな方法で容易に信頼性の高い継手が得られます。これらの接合技術の進歩はめざましく、より多くの分野で設計と施工の合理化を実現します。

14. 真空特性が良い
アルミニウムを真空装置の材料に使ったとき、ガス放出率が非常に小さく真空到達性能が他の材料に比べてたいへんすぐれています。そこで、各種の高真空ポンプや配管、高真空半導体装置、理化学実験装置などに活用されています。

15. 再生しやすい
アルミニウムは他の金属と比べ腐食しにくく、融点が低いため、使用後のアルミ製品を溶かして、簡単に再生することができます。しかも二次地金(再生地金) をつくるのに必要なエネルギーは、新地金をつくる場合と比べてわずか3%ですむといわれています。また品質的にも、新地金とほとんど変らないものが製造で きるため、たいへん経済的な材料だといえます。とくに飲料缶では、空き缶を回収し再資源化しようというリサイクル運動が全国各地で行われており、省資源・ 省エネルギーを果すとともに、地球環境保護の推進にも大きな役割を担っています。このことは、今後ますます増加するアルミ需要に対する安定供給の大きな助けになります。

それでは、当店のアルミケースにも使われている
アルミ合金の一つである「ジュラルミン」とは、どういった金属でしょうか?
アルミ合金 ジュラルミン A2017S とは に続く

[参考]
住友軽金属アルミワールド
サミット昭和アルミ株式会社


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アルミ合金 ジュラルミン A2017Sとは

アルミ合金 A2017S ジュラルミン は切削加工性、強度に優れた熱処理型のアルミ合金で、アルミニウムと銅、マグネシウムなどによるアルミニウム合金の一種です。

アルミ合金 A2017S ジュラルミン

A2017S という表記の最初のAはアルミニウム合金を、続く4桁の数字は合金分類を示しており、4桁の数字に続いて附される1-3個のローマ字は、材料の形状および製造条件を示しています。
・P - 板・条・円板
・BE - 押出棒
・BD - 引抜棒
S - 押出形材(建材や装飾用の金属材料。棒材や管材のような円形断面ではなく,L字形,C字形,その他の複雑な断面形状の長手材の総称)

A2017(ジュラルミン)とA2024(超ジュラルミン)は、JIS規格では2000系合金と呼ばれる系統に属し、主にアルミニウムと銅の合金になります。
(A7075(超々ジュラルミン)は7000系合金と呼ばれる系統で、主にアルミニウムと亜鉛・マグネシウム・銅の合金でアルミニウム合金の中で最高の強度を誇ります)

特徴としては、強度が高く、切削性に富みますが、耐食性・溶接性に劣るという欠点があります。

強度面では、環境によっては鉄鋼材料に匹敵しますが、溶融溶接性や耐食性には他のアルミ合金に比べてやや劣る傾向にあります。鍛造することもでき、航空機や油圧部品等に使われます。

2000系アルミニウム合金の特徴
ジュラルミン, 超ジュラルミンの名称で知られるA2017, A2024が代表的なもので,鋼材に匹敵する強度をもっています。しかし比較的多くの銅を含むため耐食性に劣り, 腐食環境にさらされる場合には十分な防食処理を必要とするアルミ合金でもあります。
A2014 は高強度鍛造材として広い用途をもっており、溶融溶接性は他のアルミニウム合金に比して劣るため結合にはおもにリベット,ボルト接合, 抵抗スポット溶接が行われます。切削性は良好で, 特にPb, Biを添加したA2011は優れた快削性合金として機械部品に多く用いられています。

強度
A1050→A6063→A5083→A5052→A5056→A6061→A2017→A2011→A2024→A7075=S45C,S50C(強い)

切削性
A1050=A5083
→A5052=A5056=A6061=A6063A2017=A2024=A7075→A2011(切削性良い)

耐食性
A2024=A2011=A2017
→A7075→A6061→A1050=A5052=A5056=A5083=A6063(耐食性良い)

溶接性
A2011
A2017=A2024=A7075→A1050=A5052=A5056=A6061=A6063=A5083(溶接性良い)

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[参考]
山洞金物店 アルミと丸棒説明

アルミ削り出し 切削加工とは

当店のiPhoneケースの最大の特徴であるアルミ削り出しとはいったい何かというと

金型でプレスするなどして成形加工するのではなく、材料のアルミ切削加工でひとつひとつ削り出してつくったものであるということです。

この切削加工とは、機械加工の1つで、専用の刃物(切削工具)を用いて、材料の表面を切り削って除去し、特定の形状・寸法に加工することをいいます。

切削加工は、他の機械加工に比べて精度が高く仕上げることができる一方、必ず切り屑(切粉:きりこ)が出ることと、工具と材料の摩擦熱に対する冷却が必要な場合も多くあります。

アルミ削り出し 切削加工

主に鉄・ステンレス、アルミなどの金属をはじめ、プラスチック、木材などの加工に使用され、この切削加工に使用する機械を工作機械と呼び

当店ではFANUC ロボドリルα-T21iFLa という、ドリルやタップの他に、フライスや
ミーリング、ボーリング加工も可能な主軸30番の小型マシニングセンタを使用しています。

FANUC ROBODRILL ロボドリル α-T21iFLa

この高精度なマシニングセンタで、アルミの塊を精密に削り出してつくったのが、当店オリジナルのアルミ削り出しケース、「 XEXeed358(ゼクシード358)」です。

アルミ削り出し iPhoneケース

「ケースの全ての面を削り出しで綺麗に加工」するこだわりによって、狂いのない安定した装着感
精密な機械加工による美しいツールパスが、 大人シックでクールスタイリッシュなiPhoneケースをつくっています。



マシニングセンタとは

マシニングセンタ (machining center)は、工作物の取り付けを変えずに、フライス削り、中ぐり、穴あけ、ねじ立てなどの色々な加工を1台で行うことができる数値制御工作機械で、多数の種類の異なる工具を自動的に作業位置にもってくる装置や、工具の迅速な交換機能(自動工具交換機能)を備えた装置(ATC:Automatic Tool Changer、工具自動交換装置)がある工作機械のことです。

ATC 工具自動交換装置

工具マガジンには多数の切削工具を格納し、コンピュータ数値制御 (CNC)の指令によって自動的に加工を行うのが特徴です。

これに近いもので、NC旋盤やNCフライス盤がありますが、これらにはATC(Automatic Tool Changer、工具自動交換装置)がありません。

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アルミiPhoneケースのメリット・デメリット

アルミのiPhoneケースについて、メリット・デメリットを述べている情報を集めました。

ただし、述べられているメリット・デメリットについては
それぞれ個人的な意見によるものであることをご理解のうえ、ご参考ください。


アルミ削り出しアイフォン5ケース Smart HYBRID for iPHONE5

メリット

・見た目の高級感がある
・まるで近未来のような格好良いデザイン
・iPhoneをスマートに演出してくれる
・シリコン素材のケースのようなダブつきや変色がない
・シリコンやTPU素材などのような素材の劣化が少ない
・高精度でつくられているので、iPhoneにガッチリフィット
・頑丈、堅牢
・意外と軽い
・プレミア感がある

「シリコンケースやハードケースが主流の中、
数少ないメタルケース・バンパーを使用するという事は他の人のiPhoneとの差別化になります。
それがメタルケース・バンパーの最大の魅力ではないでしょうか。」というご意見も。
(引用:高級感はピカイチ!iPhone メタル素材のメリット・デメリット | iPhoneアルミケースのレビューとえらび方。


デメリット
・価格が高め
・装着には工具が必要、少々面倒
・種類が少ない
・バンパーに関してはバックパネル面が守られていないので、落下時に傷が付く可能性が高い。
・電波干渉を起こす事がある
・手脂や指紋の跡が残りやすい
・通話時に髪の毛が挟まる(追記 2013.05.24)

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