アルミニウム 1100
アルミニウム 1100 の概要
アルミニウム 1100 は、商業用純アルミニウム合金（Al 99.0%以上）で、優れた耐食性、高い熱伝導率、そして卓越した加工性で知られています。他のアルミニウム材質と比べると強度は低いものの、強度よりも成形性、電気／熱伝導性、化学的安定性が重視される用途に最適です。
軽量で耐食性の高い部品の CNC 加工 に広く使用される アルミニウム 1100 は、熱交換器、食品・化学処理設備、サイン（看板）、電子部品などで一般的に採用されています。
アルミニウム 1100 の化学的・物理的・機械的特性
化学成分（代表値）
元素 | 含有範囲（質量%） | 主な役割 |
|---|---|---|
アルミニウム（Al） | ≥99.0 | 高い耐食性と延性を提供する母材 |
銅（Cu） | ≤0.05–0.20 | わずかな強度向上 |
鉄（Fe） | ≤0.95 | 残留元素 |
ケイ素（Si） | ≤0.95 | 残留元素 |
亜鉛（Zn） | ≤0.10 | 残留元素 |
マンガン（Mn） | ≤0.05 | 残留元素 |
マグネシウム（Mg） | ≤0.05 | 残留元素 |
その他（各々） | ≤0.05 | 残留総量 ≤0.15 |
物理特性
特性 | 代表値 | 試験規格／条件 |
|---|---|---|
密度 | 2.71 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 643°C | ASTM E299 |
熱伝導率 | 25°Cで 222 W/m·K | ASTM E1952 |
電気伝導率 | 20°Cで 59% IACS | ASTM B193 |
線膨張係数 | 24.0 µm/m·°C | ASTM E228 |
比熱容量 | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
ヤング率 | 69 GPa | ASTM E111 |
機械的特性（H14 調質）
特性 | 代表値 | 試験規格 |
|---|---|---|
引張強さ | 150–165 MPa | ASTM E8/E8M |
耐力（0.2%） | 125 MPa | ASTM E8/E8M |
伸び | ≥10% | ASTM E8/E8M |
硬さ | 35 HB | ASTM E10 |
疲労強度 | 55 MPa | ASTM E466 |
耐衝撃性 | 高 | ASTM E23 |
アルミニウム 1100 の主な特長
優れた加工性・成形性：1100 は最も延性の高いアルミニウム合金で、割れを生じさせずに深絞り、スピニング、狭い曲げ半径での曲げ加工が容易です。深絞り部品や複雑形状の CNC 成形ジオメトリに最適です。
優れた耐食性：大気腐食および化学腐食に強く、特に中性～弱酸性環境で高い耐性を示します。食品グレード用途や海洋近接用途で使用されます。
卓越した熱・電気伝導性：熱伝導率 222 W/m·K、電気伝導率 59% IACS により、ヒートシンク、バスバー、電子機器の放熱ハウジングなどに最適です。
低い機械的強度：耐力は約 125 MPa 程度で、補強なしの荷重支持用途には不向きです。応力が小さい意匠部品または機能部品に一般的に使用されます。
熱処理不可：冷間加工（加工硬化）によってのみ強化され、H14 や H18 調質は成形性と耐久性のバランスに優れた選択肢です。
アルミニウム 1100 の CNC 加工課題と対策
加工上の課題
粘りのある切りくずの発生：高い延性により、切りくずが折れにくく、引きずり（スメア）が生じやすい。
構成刃先（BUE）：材料が切削工具に付着しやすく、刃先を鈍らせます。
軟らかい表面の傷つきやすさ：加工および取り扱い時に、かじりや外観上の擦り傷が発生しやすい。
最適化された加工戦略
工具選定
項目 | 推奨内容 | 理由 |
|---|---|---|
工具材質 | ハイス（高速度鋼）またはノンコート超硬 | 付着を抑え、鋭い切れ刃を確保 |
形状 | 大きなすくい角、鋭利な刃先 | 切りくず生成を改善し、BUE を低減 |
切削速度 | 200–500 m/min | 仕上げ面と切りくず制御を向上 |
送り速度 | 0.10–0.30 mm/rev | 引き裂きなく良好な切りくず形状を維持 |
クーラント | 軽いミストまたはドライ | 汚染を避けつつ BUE を低減 |
アルミニウム 1100 切削条件（ISO 513 準拠）
加工工程 | 速度（m/min） | 送り（mm/rev） | 切込み量（mm） | クーラント圧力（bar） |
|---|---|---|---|---|
荒加工 | 200–300 | 0.20–0.30 | 2.0–4.0 | ドライまたはミスト |
仕上げ加工 | 400–500 | 0.05–0.15 | 0.2–1.0 | ドライまたはミスト |
アルミニウム 1100 CNC 部品の表面処理
アルマイト処理：Type II の装飾アルマイト（5–25 µm）に適しています。良好な表面硬さ（約 200 HV）と耐食性を付与します。高純度のため色の均一性には制限がある場合があります。
粉体塗装：60–100 µm の塗膜で耐 UV 性と耐衝撃性を向上します。密着性確保のため、前処理（クロメート処理またはエッチング）が必要です。
電解研磨：食品および医療グレード部品の外観・衛生性向上のため、Ra ≤0.2 µm の仕上げを実現します。
パッシベーション：単独で用いられることは一般的ではありませんが、他のコーティング前の洗浄工程として適用されます。
ブラッシング：Ra 0.8–1.2 µm の装飾仕上げ方法で、サイン、パネル、コンシューマー機器に最適です。
アロジン処理：耐食性に加えて導電性が必要な場合に使用され、特に電子機器筐体で一般的です。
UV コーティング：5–15 µm の透明塗膜が外観面を保護し、アルミ筐体の指紋付着を低減します。
ラッカー塗装：ディスプレイグレード製品や装飾面の意匠仕上げおよび保護のために適用されます。
アルミニウム 1100 の産業用途
コンシューマーエレクトロニクス：外観と放熱性能が重要なヒートシンク、ディスプレイベゼル、意匠筐体。
食品・化学処理：高純度と耐食性が求められるタンク、配管、包装機械。
建築：装飾仕上げと軽量安定性が必要な外装パネル、サイン（看板）、カーテンウォール。
電気・熱システム：バスバー、端子台、熱伝導性フレームおよび筐体。
HVAC／熱交換器：伝導性と耐食性が重要なフィン、ダクト、コンデンサー部品。
