アルミ合金の種類と成分

アルミニウム合金には用途や加工方法に応じて多様な種類があり、適切な加工を行うためには各合金の特徴や成分を正確に理解することが重要です。

アルミニウム合金とは、純アルミニウムに銅やマグネシウム、ケイ素などの他の元素を添加して特性を改善した素材のことを指します。添加する元素により、強度・耐食性・熱伝導性・加工性などが変化します。

アルミニウム合金の系統別特徴と用途例

アルミニウム合金は、その特徴から1000系～8000系と系統が分かれています。
実際には、「1040」などさらに細かく呼称されます。

こうした分類は、JIS規格（日本産業規格）で定められており、具体的にはJIS規格の中の『JIS H4000シリーズ（アルミニウム及びアルミニウム合金の展伸材）』によって、細かく規定されています。

• 1000系：純アルミニウム（Al含有量99%以上）
• 2000系：主添加元素が銅（Cu）
• 3000系：主添加元素がマンガン（Mn）
• 4000系：主添加元素がケイ素（Si）
• 5000系：主添加元素がマグネシウム（Mg）
• 6000系：主添加元素がマグネシウムとケイ素（Mg＋Si）
• 7000系：主添加元素が亜鉛（Zn）
• 8000系：その他（リチウムLiなどの特殊合金）

なお、このような分類方法は日本だけでなく国際的にも同様の考え方で採用されており、例えば米国の「AA規格（Aluminum Association規格）」とも互換性があります。
それぞれの特徴や用途は以下の通りです。

系統	主添加元素	特徴	具体的な加工方法と用途例
1000系	純アルミニウム（Al 99%以上）	加工性・耐食性が良いが強度が低い	圧延加工、押出加工 電気部品、食品包装材、装飾品
2000系	銅（Cu）	高強度であるが耐食性に劣る	鍛造加工、切削加工 航空機部品、精密機械部品、ネジやボルト類
3000系	マンガン（Mn）	強度と加工性のバランスが良好	深絞り加工、ロール成形 飲料缶、自動車熱交換器、建築材
4000系	ケイ素（Si）	耐摩耗性、熱膨張性が低い	鋳造加工、溶接加工 溶接材、鋳造部品、ピストン
5000系	マグネシウム（Mg）	耐食性・強度に優れる	プレス加工、曲げ加工 船舶・車両の構造材、タンクローリー、自動車ボディパネル
6000系	マグネシウム・ケイ素（Mg・Si）	強度・耐食性・加工性のバランスが良好	押出加工、溶接加工 建築サッシ、自転車フレーム、橋梁部材
7000系	亜鉛（Zn）	最高強度を持つが耐食性が低い	鍛造加工、熱処理加工 航空機フレーム、高強度スポーツ用品、自転車パーツ
8000系	リチウム（Li）など	特殊用途、高性能	特殊熱処理加工、精密加工 宇宙航空機材、高性能スポーツ用具、軍事用途

アルミニウム合金の番号体系と調質記号とは？

先に述べた添加元素別の分類と加工方法などを用いて、現場では合金番号で識別（呼称）されることが多いです。

こうすることで、国内外の取引や加工現場での混乱を防ぎ、効率的かつ確実な材料選定が可能になるのです。

番号体系の決まり方

アルミ合金番号「A5052」を例に説明すると、以下のようになります。

• A：アルミニウム合金を意味する記号（Aluminumの頭文字）
• 5（1桁目）：系統を示す番号（5000系＝マグネシウムが主添加元素）
• 052（下3桁）：その系統内の個別の合金を識別する番号（成分比率の微妙な差や用途特性による細分化）

「A5052」は、アルミニウム合金の中でも5000系（Mg系統）に属する特定の合金を表す番号として、JIS規格（JIS H4000シリーズ）に正式に登録されています。

調質記号（O、H、Tなど）の決まり方

アルミ合金番号の後ろに続く「-O」や「-H」などの記号は、その合金の加工方法や熱処理状態を表す調質記号であり、こちらもJIS規格で定められています。

• O：焼きなまし済み（軟質化処理）
• H：冷間加工による硬化処理済み
• T：熱処理による硬化処理済み

代表的なアルミニウム合金の具体的成分比率

アルミ加工の現場でよく用いられる代表的な素材について紹介します。

• A1050（1000系）
  • Al：99.5%以上、Si：最大0.25%、Fe：最大0.4%
  • 純度が高く、電気伝導性・耐食性に優れる
• A5052（5000系）
  • Mg：2.2〜2.8%、Cr：0.15〜0.35%、Si：最大0.25%、Fe：最大0.4%、Cu：最大0.1%
  • 成形性と耐食性が良好で幅広い用途に使用される
• A6061（6000系）
  • Mg：0.8〜1.2%、Si：0.4〜0.8%、Cu：0.15〜0.4%、Cr：0.04〜0.35%、Fe：最大0.7%、Mn：最大0.15%
  • 熱処理可能で加工性・耐食性・強度のバランスがよく、広く使用される
• A7075（7000系）
  • Zn：5.1〜6.1%、Mg：2.1〜2.9%、Cu：1.2〜2.0%、Fe：最大0.5%、Si：最大0.4%、Mn：最大0.3%、Cr：0.18〜0.28%
  • 高強度だが耐食性に課題があり、防食処理が必要

まとめ

アルミニウム合金には用途や加工法に応じた多くの種類が存在し、適切に選定するためには系統ごとの特性や成分を正確に理解することが重要です。
特に合金番号や調質記号を正しく把握することで、加工現場での混乱を避け、効率的な材料選定が可能になります。
加工用途に最適な合金を選び、品質・生産性向上を目指しましょう。