アルミ合金切削加工完全ガイド｜材質・合金選定・加工の要点と調達のコツ

軽量で高性能な金属材料として、アルミ合金は多くの製品に採用されています。この記事では、加工・設計・調達のすべての視点から、アルミ合金切削加工の全体像を解説します。

アルミ合金切削加工とは、アルミニウムやその合金素材をCNC等の機械加工で成形する技術で、軽量化や耐食性が求められる業界で広く利用されています。本記事では材質特性、合金の種類、加工の注意点からコスト・納期管理までを網羅的に解説します。

アルミとアルミ合金の基礎知識

アルミニウムは、鉄の約1/3という軽さと優れた耐食性を兼ね備えた非鉄金属です。加工性にも優れ、再利用性も高いため、環境対応の観点からも注目されています。

一方、純アルミニウムは強度に乏しく、機械部品や構造材としては不十分な面があります。そこで、他の金属元素（銅、マグネシウム、シリコン、亜鉛など）を加えることで強度や耐摩耗性を高めた「アルミ合金」が広く使用されています。

これにより、より高い機械的特性や、耐熱性、加工性などが求められる産業用途にも対応できるようになります。

アルミ合金の種類と用途

アルミ合金は、添加元素と製造方法により1000番台から7000番台までの系列に分類され、それぞれに明確な特徴と用途があります。

表面処理と機能強化

アルマイト（陽極酸化処理）

アルミ合金の代表的な表面処理が「アルマイト（陽極酸化処理）」です。これは人工的に酸化皮膜を形成し、以下のような機能を付与する処理です：

• 耐腐食性の向上
• 硬度・耐摩耗性の改善
• 絶縁性の確保
• 着色加工（意匠性）

ただし、表面に傷や酸洗いムラがあると、処理後に不均一な仕上がりとなるため、事前の素材表面状態にも注意が必要です。

その他の表面処理

• バフ研磨：光沢仕上げや鏡面効果。
• 塗装：コストを抑えて色を加える。
• 硬質アルマイト・フッ素コート：耐薬品性・耐摩耗性を重視する用途向け。

アルミ切削加工の特徴と注意点

加工のメリット

• 切削抵抗が小さく、高速加工が可能
• 工具摩耗が少なく、工具寿命が長い
• 素材が軽く、取り回しがしやすい
• 廃材が再利用可能で環境にもやさしい

加工時の課題と対策

• ビルトアップエッジ（BUE）：切削中に素材が刃先に付着する現象 → 鋭利な工具＋適切な切削条件で回避
• 熱変形：熱伝導性が高く、局所加熱による変形 → クーラントの使用と工程設計が重要
• 切粉排出性：細長い切粉が絡まりやすい → チップブレーカ付き工具推奨

工具と加工条件の最適化

• コーティング工具（TiCN、DLC）を選定
• 大きめの逃げ角と鋭利な刃先形状
• 送り速度や切削深さを材質に合わせて最適化

コストと納期の考慮点

品質管理と調達時のチェックポイント

• 材料証明書・合金番号の明示（JIS・ASTM準拠）
• 図面における公差・面粗さの明確化
• 表面処理の有無・処理仕様の記載
• 検査体制（CMM、膜厚計、硬度計）の有無確認
• 一貫対応（材料～加工～表面処理）での納期安定化

加工事例紹介

事例①：放熱板（A6061）

• 業種：通信機器メーカー
• 加工仕様：CNCマシニング、アルマイト処理
• サイズ：150×80×15mm
• 精度：±0.02mm
• 納期：5営業日
• 備考：10個ロットでも安定供給

事例②：精密ロボットフレーム（A7075）

• 業種：自動化装置メーカー
• 加工仕様：5軸マシニング、バレル研磨
• 形状：複雑3次元形状＋高剛性要件
• コスト：材料費高だが、強度性能で採用

用途別おすすめ合金・加工方法

まとめ

アルミ合金は、軽量・高強度・耐食性に優れ、精密機械、電気機器、自動車、航空宇宙、ロボット分野など幅広く活躍する金属素材です。

しかし、その加工には独自の技術とノウハウが求められます。工具選定・切削条件・表面処理・検査管理のすべてが揃って初めて、高品質かつ安定した部品供給が実現できます。

弊社Santanooでは、日本のお客様に向けて、小ロットから量産まで柔軟に対応し、アルマイト処理や三次元測定も含めた一貫生産体制を整えております。

アルミ部品の加工でお困りの際は、ぜひお気軽にご相談ください。