アルミニウム 5052
アルミニウム 5052 の概要
アルミニウム 5052 は、熱処理による強化ができないアルミニウム‐マグネシウム系合金で、優れた耐食性、良好な成形性、そして中程度の強度で知られています。海洋環境や化学環境における優れた性能により、過酷条件にさらされる CNC 加工部品の材料として最も人気のある選択肢の一つです。
優れた溶接性と十分な被削性を備える アルミニウム 5052 は、海洋用金物、電子機器ハウジング、産業機器、建築システムに使用されるカスタム部品の CNC 加工 によく選定されます。
アルミニウム 5052 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） | 残部 | 軽量性と耐食性を提供する母材 |
マグネシウム（Mg） | 2.2–2.8 | 強度と耐海水性を向上 |
クロム（Cr） | 0.15–0.35 | 耐食性を向上 |
ケイ素（Si） | ≤0.25 | 残留元素 |
鉄（Fe） | ≤0.40 | 残留元素 |
銅（Cu） | ≤0.10 | 低含有により耐食性向上に寄与 |
亜鉛（Zn） | ≤0.10 | 残留元素 |
マンガン（Mn） | ≤0.10 | 残留元素 |
チタン（Ti） | ≤0.15 | 結晶粒微細化 |
物理特性
特性 | 代表値 | 試験規格／条件 |
|---|---|---|
密度 | 2.68 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 607–650°C | ASTM E299 |
熱伝導率 | 25°Cで 138 W/m·K | ASTM E1952 |
電気伝導率 | 20°Cで 32% IACS | ASTM B193 |
線膨張係数 | 23.7 µm/m·°C | ASTM E228 |
比熱容量 | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
ヤング率 | 70.3 GPa | ASTM E111 |
機械的特性（H32 調質）
特性 | 代表値 | 試験規格 |
|---|---|---|
引張強さ | 215–260 MPa | ASTM E8/E8M |
耐力（0.2%） | 193 MPa | ASTM E8/E8M |
伸び | ≥12% | ASTM E8/E8M |
硬さ | 65–75 HB | ASTM E10 |
疲労強度 | 117 MPa | ASTM E466 |
耐衝撃性 | 高 | ASTM E23 |
アルミニウム 5052 の主な特長
優れた耐食性：5052 はマグネシウムとクロムの含有量が高く、特に海水および工業環境で卓越した耐食性を示します。適切にコーティングされた場合、塩水噴霧試験で 1000 時間超に耐える性能を発揮します。
良好な成形性と溶接性：複雑形状への成形が可能で、MIG または TIG 溶接でも高温割れを起こしにくいのが特長です。海洋および建築システムで用いられる曲げ加工品や深絞り部品に広く使用されます。
中程度の強度と寸法安定性：引張強さ 260 MPa、耐力 193 MPa を備え、筐体、パネル、軽負荷フレームに必要十分な構造性能を提供しつつ、歪みリスクが低い材料です。
十分な被削性：熱処理材よりも軟らかいものの、鋭利な超硬工具と中程度の送り条件で良好に加工できます。高速加工により切りくず処理と仕上げ面を最適化できます。
熱処理不可：強度は加工硬化（H 調質）によって得られます。熱処理で強化できないため、温度変動がある用途でも特性が安定しやすいのが特徴です。
アルミニウム 5052 の CNC 加工課題と対策
加工上の課題
構成刃先（BUE）： 軟らかい合金が切削工具に付着しやすく、仕上げ面に影響する傾向があります。
低硬度：高負荷加工時に、表面のかじりや変形が発生するリスクが高まります。
連続切りくず：適切な切りくず排出がないとフルートが詰まる可能性があります。
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 | 研磨仕上げのノンコート超硬、または TiB₂ コーティング超硬 | BUE を低減し、仕上げ面を改善 |
形状 | 鋭いすくい角、大きなチップポケット | 工具の目詰まりを防ぎ、切りくず流れを向上 |
切削速度 | 150–350 m/min | 表面品質を維持し、付着を低減 |
送り速度 | 0.10–0.25 mm/rev | 一定の切りくず厚みを確保 |
クーラント | ミストまたはフラッド | 切りくず排出と冷却に有効 |
アルミニウム 5052 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 | 150–250 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | 20–30（フラッド） |
仕上げ加工 | 250–350 | 0.05–0.15 | 0.2–1.0 | 30–50（ミスト／フラッド） |
アルミニウム 5052 CNC 部品の表面処理
アルマイト処理：アルミニウム 5052 に適しています。Type II（硫酸アルマイト）は 5–25 µm の酸化皮膜を形成し、耐食性と表面硬さ（約 250 HV）を向上します。Type III（硬質アルマイト）は最大 50 µm まで膜厚を増やし耐摩耗性を高めますが、5052 はマグネシウム含有の影響で色調がわずかに変化する場合があります。
粉体塗装：静電塗装により 60–120 µm の膜厚を付与し、180–210°C で焼き付け硬化します。耐摩耗性、耐 UV 性、耐薬品性に優れます。クロメートまたはリン酸塩の化成処理を前処理として行うことで、密着性と耐久性が向上します。
電解研磨：5052 部品に適用し、表面粗さを Ra 0.2 µm 未満に低減、微小突起を抑制して、クリーンルームや医療関連環境での耐食性を向上します。
パッシベーション：アルミニウムでは一般的ではありませんが、残留汚染物を除去して表面清浄性を確保し、塗装密着性を最適化する前処理として用いられます。
ブラッシング：Ra 0.8–1.6 µm の範囲で制御された表面テクスチャを付与します。装飾用途、サイン、機器パネルなどで均一なマット／サテン仕上げに一般的です。
アロジン処理：MIL-DTL-5541F に準拠するクロメート化成皮膜です。導電性を保持しつつ耐食性を付与でき、海洋用途や軍用グレードの筐体で広く使用されます。
UV コーティング：5–15 µm の膜として適用し、UV 光で硬化させることで、消費者向けアルミ部品の耐擦傷性と表面光沢を向上します。
ラッカー塗装：10–30 µm の透明膜が耐薬品性と耐湿性を付与します。建築用パネルや産業用制御面の外観維持に用いられることが多いです。
アルミニウム 5052 の産業用途
マリン：優れた耐海水腐食性により、船体、隔壁、デッキ構造に使用されます。
自動車：燃料タンク、インナーボディパネル、軽量筐体など、強度と耐食性の両立が必要な用途。
コンシューマーエレクトロニクス：アルマイト仕上げの CNC 加工ベゼル、タブレット筐体、取付プレートなど。
建築システム：カーテンウォール、パネルシステム、手すりなど、成形性と屋外耐久性が活きる用途。
産業機器：振動や軽度の薬品にさらされる CNC フレーム、制御盤パネル、ブラケットなど。
