アルミニウム 6063
アルミニウム6063の概要
アルミニウム6063は、優れた押出性、表面仕上げ性、耐食性で知られる熱処理可能なアルミニウム合金です。アルミニウム6061と比較すると、6063は機械的強度が低い一方で、外観品質が重視される用途や複雑形状プロファイルで優れた性能を発揮します。建築、民生電子機器、高精度構造部品などで広く使用されています。
成形のしやすさと表面仕上げ特性により、アルミニウム6063は、外観、表面処理との適合性、軽量構造を重視するプロジェクトにおけるCNC加工に最適な材料です。
アルミニウム6063の化学的・物理的・機械的特性
化学成分（代表値）
元素 | 含有量範囲（wt.%） | 主な役割 |
|---|---|---|
アルミニウム（Al） | 残部 | 高い耐食性を持つ母材金属 |
マグネシウム（Mg） | 0.45–0.9 | 強度と加工硬化率を向上 |
ケイ素（Si） | 0.2–0.6 | 押出性を高め、強度を改善 |
鉄（Fe） | ≤0.35 | 残留元素 |
銅（Cu） | ≤0.10 | 過剰だと耐食性を低下させる |
マンガン（Mn） | ≤0.10 | 耐食性を向上 |
クロム（Cr） | ≤0.10 | 靭性と耐食性を向上 |
亜鉛（Zn） | ≤0.10 | 残留元素 |
チタン（Ti） | ≤0.10 | 結晶粒組織を微細化 |
物理的特性
特性 | 代表値 | 試験規格／条件 |
|---|---|---|
密度 | 2.70 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 615–655°C | ASTM E299 |
熱伝導率 | 201 W/m·K（25°C） | ASTM E1952 |
電気伝導率 | 53% IACS（20°C） | ASTM B193 |
線膨張係数 | 23.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
比熱容量 | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
縦弾性係数 | 69 GPa | ASTM E111 |
機械的特性（T5/T6調質）
特性 | 代表値 | 試験規格 |
|---|---|---|
引張強さ | 205–240 MPa（T5/T6） | ASTM E8/E8M |
耐力（0.2%） | 160–200 MPa（T5/T6） | ASTM E8/E8M |
伸び | ≥10% | ASTM E8/E8M |
硬さ | 75–90 HB | ASTM E10 |
疲労強度 | 70 MPa（T6） | ASTM E466 |
衝撃抵抗 | 中程度 | ASTM E23 |
アルミニウム6063の主な特長
優れた表面仕上げ：アルミニウム6063は、滑らかな表面と均一な結晶粒により、アルマイト処理や装飾仕上げに適した代表的合金です。適切な加工と研磨により、表面粗さRa ≤0.8 µmを実現できます。
卓越した押出性：「建築用合金」として知られる6063は、複雑な断面形状プロファイルや中空部品に最適で、薄肉構造でも厳しい公差に対応します。
耐食性：大気腐食および塩化物に対する高い耐性により、6063は海洋グレードの構造にも適しており、特にアルマイト処理後にその効果が高まります。
軽量で優れた成形性：低い耐力と良好な伸びにより、割れを起こしにくく、曲げ・成形・溶接が容易です。カスタムCNC試作や軽量アセンブリに最適です。
意匠用途に最適：明るくクリーンな外観は、消費者の目に触れる部品に最適です。軽量エンクロージャ、電子機器、ディスプレイシステムなどで、化粧品グレードの仕上げが活かされます。
アルミニウム6063のCNC加工における課題と対策
加工上の課題
低い硬さ：6061より軟らかいため、強い切込みでは変形やビビリが発生しやすくなります。
構成刃先（BUE）：延性が高いため、低い切削速度では工具に付着しやすい傾向があります。
表面のスメア（引きずり）：不適切な工具形状や送り条件を用いると、表面仕上げが悪化す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 | 理由 |
|---|---|---|
工具材質 | 無コート超硬またはダイヤ工具 | 付着（ビルドアップ）を防ぎ、軟質アルミに最適 |
形状 | 大きな正のすくい角、鏡面研磨 | 摩擦を最小化し、表面仕上げを維持 |
切削速度 | 300–800 m/min | 高回転により付着とスメアを抑制 |
送り | 0.10–0.25 mm/rev | ビビリを回避し、表面健全性を維持 |
クーラント | フラッドまたはミストクーラント | 切りくず排出と加工域冷却に有効 |
アルミニウム6063切削条件（ISO 513準拠）
工程 | 速度（m/min） | 送り（mm/rev） | 切込み量（mm） | クーラント圧（bar） |
|---|---|---|---|---|
荒加工 | 300–500 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | 20–30（フラッド） |
仕上げ加工 | 500–800 | 0.05–0.15 | 0.2–1.0 | 30–50（ミスト／フラッド） |
アルミニウム6063 CNC部品の表面処理
アルマイト（陽極酸化）：6063はタイプIIおよびタイプIIIに非常に適しており、均一な色調と向上した耐食性を実現します。
粉体塗装：耐久性と豊富な色表現を持つ表面層を形成し、屋外用途やディスプレイグレード用途で一般的に採用されます。
電解研磨：鏡面に近い仕上げと耐食性向上により、高視認部品の外観品質を高めます。
不動態化処理（パッシベーション）：酸化皮膜を再生し、加工由来の汚染物を除去して、耐食性を安定化します。
ブラッシング：均一なマット／サテン仕上げにより、指紋や軽微な擦り傷を目立ちにくくします。
アロダイン処理：アルミ表面を化学的に転換して耐食性と導電性を付与します。
UVコーティング：速乾性の透明保護層を提供し、光学的透明性の向上と耐擦傷性を付与します。
ラッカー塗装：光沢またはサテン仕上げを付与し、指紋や環境劣化に対する耐性を高めます。
アルミニウム6063の産業用途
建築：窓枠、カーテンウォール、装飾トリム、外観性と耐候性に優れたアルミ押出材。
民生電子機器：タブレット、スピーカー、照明機器などのCNC加工エンクロージャで、滑らかなアルマイト仕上げが求められます。
自動車：トリム部品、ハンドル、レール、軽量な内装ブラケット。
海洋：海水や高湿度環境に曝される、アルマイト処理アルミチューブおよび継手。
ディスプレイ＆サイネージ：ブランディングや販促用什器に用いられる、明るくクリーンに加工されたアルミパネルおよびスタンド。
