アルミニウム 5086
アルミニウム 5086 の概要
アルミニウム 5086 は、高強度の非熱処理型 Al-Mg（アルミニウム-マグネシウム）合金で、特に海洋・塩水環境において優れた耐食性を発揮します。溶接性にも優れ、溶接後も適度な強度を維持できるため、過酷な環境条件に対する耐久性が求められる構造用途に最適です。
機械特性と耐久性のバランスが良く、長期信頼性に優れることから、アルミニウム 5086 は、海洋、防衛、自動車、輸送分野向けの部品を CNC 加工 する材料として広く採用されています。
アルミニウム 5086 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 | 優れた耐食性を持つ母材元素 |
マグネシウム（Mg） | 3.5–4.5 | 強度と耐食性を向上 |
マンガン（Mn） | 0.2–0.7 | 強度と靭性を向上 |
鉄（Fe） | ≤0.5 | 残留元素 |
ケイ素（Si） | ≤0.4 | 残留元素 |
クロム（Cr） | 0.05–0.25 | 海水中での耐食性を向上 |
銅（Cu） | ≤0.1 | 耐食性を維持するため低含有 |
亜鉛（Zn） | ≤0.25 | 残留元素 |
物理特性
特性 | 代表値 | 試験規格／条件 |
|---|---|---|
密度 | 2.66 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 590–640°C | ASTM E299 |
熱伝導率 | 25°Cで 121 W/m·K | ASTM E1952 |
電気伝導率 | 20°Cで 32% IACS | ASTM B193 |
線膨張係数 | 25.3 µm/m·°C | ASTM E228 |
比熱容量 | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
ヤング率 | 70 GPa | ASTM E111 |
機械的特性（H116 調質）
特性 | 代表値 | 試験規格 |
|---|---|---|
引張強さ | 290–345 MPa | ASTM E8/E8M |
耐力（0.2%） | 210–240 MPa | ASTM E8/E8M |
伸び | ≥10% | ASTM E8/E8M |
硬さ | 85 HB | ASTM E10 |
疲労強度 | 110 MPa | ASTM E466 |
耐衝撃性 | 優れる | ASTM E23 |
アルミニウム 5086 の主な特長
海洋グレードの耐食性：アルミニウム 5086 は海水・塩水（ブライン）環境で腐食に強く、クロムとマグネシウムの効果により他の 5xxx 系合金より優れた耐食性を示します。沿岸・水中用途に適しています。
溶接後の強度保持に優れる溶接性：多くの合金と異なり、溶接後も機械的強度を比較的維持します。MIG/TIG で 5356 溶加材との相性が良く、低歪みで疲労特性にも優れます。
高強度と耐衝撃性：引張強さと延性のバランスが良く、装甲板、船体構造、衝撃に強い構造部品に適します。
冷間加工による加工硬化が可能：耐食性を維持しながら、H116 や H32 などの加工硬化調質により強度を高められます。
非熱処理型で寸法安定性が高い：6xxx / 7xxx 系のような熱処理強化を行わないため、熱影響下でも特性が安定し、大型・荷重部材の CNC 加工に向きます。
アルミニウム 5086 の CNC 加工課題と対策
加工上の課題
6061 や 5052 より靭性が高い：仕上げ品質を維持するには、適切な工具選定と切削条件（送り・速度）の最適化が必要です。
かじり（Galling）の傾向：適切な工具コーティングや潤滑がない場合、工具への付着が発生することがあります。
表面の加工硬化：再切削が発生すると、びびりや寸法誤差につなが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 | TiB₂ または TiAlN コーティング超硬工具 | 構成刃先の抑制と耐摩耗性向上 |
形状 | ポジティブすくい角＋高研磨エッジ | 切りくず流れを改善し、発熱を低減 |
切削速度 | 180–300 m/min | 熱負荷と表面健全性のバランス |
送り速度 | 0.10–0.25 mm/rev | 公差維持とびびり抑制 |
クーラント | フラッドまたは高圧ミスト | 温度管理と切りくず排出性を改善 |
アルミニウム 5086 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 | 180–240 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | 25–35（フラッド） |
仕上げ加工 | 240–300 | 0.05–0.15 | 0.2–1.0 | 35–50（フラッド／ミスト） |
アルミニウム 5086 CNC 部品の表面処理
アルマイト処理：Type II および硬質アルマイトに対応し、耐摩耗性を付与できます。酸化膜厚は最大 50 µm 程度まで形成可能です。
粉体塗装：膜厚 60–120 µm の塗膜により耐食性・耐候性を向上し、ASTM B117 の塩水噴霧試験で 1000 時間超の耐性設計にも適用されます。
電解研磨：耐食性と外観を改善し、特に塩霧に晒される部品で効果的です。
パッシベーション：通常はコーティング前の洗浄・前処理として使用し、表面を清浄化・安定化します。
ブラッシング：Ra 0.8–1.6 µm 程度のサテン仕上げにより、外観と表面清浄性を向上します。
アロジン処理：MIL-DTL-5541 準拠のクロメート化成処理で、導電性を維持しながら耐食性を付与します。
UV コーティング：膜厚 5–15 µm の保護膜で、耐擦傷性・耐湿性を補強します。
ラッカー塗装：透明仕上げにより意匠性を高め、塩水噴霧環境での劣化抑制にも寄与します。
アルミニウム 5086 の産業用途
海洋（マリン）：船体外板、デッキ構造、水中ブラケットなど、耐食性と強度が求められる部位。
防衛：装甲パネル、耐爆筐体、陸海車両向けの構造サポート。
自動車：トラックトレーラー、タンクローリー、路面塩や湿気に晒されるサスペンション周辺部品。
鉄道・輸送：溶接構造の鉄道タンク、エンジンフレーム、軽量構造部材。
エネルギー／石油・ガス：配管サポート、潜水・水中ハウジング、腐食環境向けの荷重支持フレーム。
