アルミ鋳造とは、アルミニウム合金を用いて製品を作る鋳造方法で、出来上がったものはアルミ鋳物やアルミキャストと呼ばれます。合金の種類によって用途が異なり、自動車部品や船舶部品、機械部品、門やフェンスなど幅広く活用されています。アルミ鋳造を依頼する際には、こうした特徴や合金の種類を知っておくことが大切です。
アルミ鋳物の特徴
アルミ鋳物には多くの優れた特徴があり、さまざまな分野で活用されています。
電気伝導性が高い
まず、電気伝導性が高く、アルミニウムの比重は鉄や銅に比べて軽いため、同じ重さで考えるとより多くの電流を流すことができます。この性質は機械部品や自動車部品など、エレクトロニクス分野で特に重宝されています。
熱伝導性が高い
次に、熱伝導性も高く、鉄の約3倍の熱を伝えることができます。そのため、冷暖房機器や熱交換器、飲料缶、エンジン部品、鍋やフライパンなどの製品に幅広く利用されています。一方で、熱が逃げやすいという性質もあり、設計時には注意が必要です。
錆びにくい
アルミ鋳物は耐食性に優れ、錆びにくいのも大きな特徴です。特にアルミニウム合金ではこの性質がさらに強化され、鉄のように錆が発生して見た目が悪くなることを防げます。
そのため、建築物や船舶部品など、風雨や水に晒される環境での使用に適しています。
非磁性
また、非磁性であるため磁気を避けたい機器や計測器、電子医療機器にも活用されます。金や銀も非磁性ですが、アルミニウムはより安価で入手しやすい点もメリットです。
軽い
さらに、アルミ鋳物は非常に軽いです。鉄の約3分の1の重さであるため、製品の軽量化が求められる自動車や航空機、日常のアクセサリーや装飾品にも適しています。
外観が美しい
外観が美しいことも特徴です。アルマイト処理を施すことで落ち着いたツヤのあるグレー色に仕上がり、耐食性や表面硬度も向上します。
染料や電解着色によってさまざまな色を付けることも可能で、デザイン性を重視する製品にも使いやすい素材です。ただし、アルマイト処理を施すと電気伝導性が失われる点には注意が必要です。
リサイクル性が高い
最後に、アルミニウムはリサイクル性が高く、酸化しにくく融点が低いため再生が容易です。実際にアルミ缶のリサイクルはこの性質を活かして行われています。融点は660度と比較的低く、鉄や銅に比べて効率的に再利用できるため、環境負荷の低減にも寄与します。
アルミ鋳物に使われる主な合金
アルミ鋳造で使用されるアルミニウム合金には、用途や求められる性質に応じていくつかの種類があります。
Al-Si系
代表的なものとしては、まずAl-Si系があります。この合金は流動性が高く、耐食性や溶接性にも優れているため、薄肉や複雑な形状の鋳物に適しています。
ただし、機械的強度はあまり高くなく、被削性も劣る点には注意が必要です。
Al-Si-Cu系
次にAl-Si-Cu系は鋳造性に優れ、Al-Si-Mg系よりも高い強度を持ちますが、耐食性が低く、伸びにくい特性があります。そのため、強度が求められる部品に向いています。
Al-Si-Mg系
さらにAl-Si-Mg系は耐食性と強度に優れ、熱処理によってさらに強度を高めることができます。鋳造性も良く、靭性も高いため、自動車部品など幅広い用途で活用されています。
Al-Cu-Mg系
Al-Cu-Mg系は機械的性質や切削性、電気伝導性に優れていますが、耐食性は低く、鋳造性もあまり良くありません。そのため、製造時には不良品の発生に注意が必要です。
Al-Mg系
最後にAl-Mg系は耐食性や機械的性質に優れ、切削性や伸びも良いため、船舶部品や食料用器具など、特に耐海水性が求められる製品に適しています。ただし、鋳造性はやや劣るため、形状設計や加工方法に工夫が必要です。
アルミ鋳造の工程
アルミ鋳造は、製品を形作るために複数の工程を順に進めていきます。
設計図の作成
まず 設計図の作成 から始まり、製品の形状や寸法を決める非常に重要なステップです。設計図がなくても、業者によっては一から作成してもらえる場合があるため、相談して対応可能か確認すると良いでしょう。
造型
次に造型 で鋳型を作ります。製品が空洞を持つ場合は「中子」と呼ばれる専用の型も使用します。
型の精度が製品の寸法や品質に直結するため、高精度の造型技術が必須です。
溶解
その後、溶解の工程でアルミニウム合金を溶かし、液体状にします。この溶湯の温度や純度によって製品の品質が変わるため、慎重な作業が必要です。
注湯
続く注湯では、溶湯を鋳型に注ぎ込みます。注ぎ方やスピードが適切でないと、未充填やひけ巣、歪みなどの不良が発生するため、経験豊富な職人や実績のある業者に依頼することが重要です。
型バラシ
金属が固まったら型バラシを行い、砂型の場合はショットブラストで表面の砂を除去します。中子は振動で崩して取り除き、使用した砂は再利用できます。
仕上げ
最後に仕上げでは、研磨や機械加工、塗装などを行い、製品の見た目や機能を整えます。仕上げ方法は業者によって異なり、場合によっては別の業者に依頼することもあります。
まとめ
アルミ鋳造は、アルミニウム合金を用いて製品を作る方法で、完成品はアルミ鋳物やアルミキャストと呼ばれます。軽量で錆びにくく、電気・熱伝導性に優れるため、自動車部品や船舶部品、機械部品、建築物など幅広く活用されています。Al-Si系やAl-Si-Cu系、Al-Si-Mg系、Al-Cu-Mg系、Al-Mg系など、用途や求める性能に応じて合金を選ぶことが重要です。鋳造工程は設計図作成から始まり、造型、溶解、注湯、型バラシ、仕上げと進むことで、高精度で美しい製品が完成します。製品の品質や用途に応じた合金選びと信頼できる業者選びが成功のポイントです。
