一般社団法人 日本アルミニウム協会〒 104-0061 東京都中央区銀座4-2-15 塚本素山ビル
TEL.03-3538-0221 FAX.03-3538-0233
http://www.aluminum.or.jp/

アルミニウムとは
ALUMINIUM（一社）日本アルミニウム協会
2018.4.2.0 PR-O

はじめに

アルミニウムとは優れた製品を作り出すには、優れた材料が必C O N T E N T S

要になります。これまでにない性能を追求するために、たくさんの材料のなかから、より品質の優れた、高い機能を持つ材料が選ばれています。
このような理由で採用されている金属材料があります。軽くて強く、錆びにくいうえに、数々の特性を持つアルミニウム。その優れた特性は多くの製品に生かされ、性能向上に役立っています。

輸送 / 3電子・電気 / 5
建築 / 7暮らしと環境 / 9

アルミニウムってどんなもの？ 11
原料は土 / 11
わずか200年 / 13
わずか3％ / 15

アルミニウムの特性

17

う、鉄や銅に比べると若い金属ですが、特性

アルミニウムの製造

25

アルミニウムの成形・加工

47

参考資料

57

近では環境ニーズに応える材料として、アルミニウムの軽量化効果やリサイクル特性が着目され、多分野で活躍しています。
いま、時代の最先端を走る製品や技術が、アルミニウムとともに生まれています。多くの分野から注目されるアルミニウム。その特性と広がる可能性について紹介します。

アル ミニウムとは

3

アルミニウムは工業化されてから130年といが注目されるにつれ急速に普及しました。最1

時代をかけるアルミニウム

アルミニウムの製造工程 / 25
アルミ地金および加工用鋳塊 / 29
アルミニウム合金 / 31
圧延 / 35
押出・引抜 / 38
鍛造 / 42
鋳造・ダイカスト / 43

成形・加工 / 47
接合 / 50
表面処理 / 54

アル ミニウム と は

2

時代をかけるアルミニウム輸送「E5系はやぶさ」

より速く、快適な走りを支える
アルミ車両

東京～新青森間を結ぶ東北新幹線の新しい車両「E5系はやぶさ」が登場し、注目を集めています。
車両は営業運転では国内最速となる時速320km

れ、15mにおよぶロングノーズはトンネル高速走行時の騒音低減をめざした形状となっています。その輸送にかかせないアルミニウム

はやぶさの車両はアルミニウム製。高速走行を実現するには、軽くて強いアルミニウムがかかせません。
はやぶさだけでなく、新幹線をはじめ地下鉄や通勤電車など、多くの車両がアルミニウムでできていま

走行を視野に入れて設計されました。かつてないス

す。
より速く、快適な走りはアルミニウムが支えてピードに耐えるため車両には数々の新技術が投入さいるのです。

鉄道車両だけでなく、軽量なアルミニウムは輸送分
野に不可欠な材料です。
たとえば自動車は、最近、環境性能がますます重要視されていますが、軽量化効果の大きいアルミニウ
ムを採用すると、燃費改善が期待できるため、積極的にアルミ部品が使われています。
航空・宇宙分野でもアルミニウムは活躍しています。
1911年にジュラルミン（2000系アルミ合金）が実用化され航空機に使用されてから、以降、
アルミニウ

ロングノーズのシャープな流線形が特上げ用ロケットの主要材料はアルミニウムです。機
体のほとんどの構造体に軽量で高強度なアルミニウ
ムが活躍しています。
さらに船舶にもアルミニウムは使用されています。たとえば巡視船や旅客船、漁船など。また低温に強い
アルミニウムは、LNG（液化天然ガス）船のタンク材として使用されており、
マイナス162℃という極低温のLNGを安全に運んでいます。

徴のオールアルミ車両。写真はE5系

軽量化、燃費改善をめざして、自動車部品のアルミ化が進んでいる

アル ミニウムとは

写真掲載協力：東日本旅客鉄道（株）、川崎重工業（株）、トヨタ自動車（株）、（株）スターフライヤー、三菱重工業（株）、（株）商船三井の量産先行車両

3

ムは航空機に使用されています。
また人工衛星打ち

航空機の主要材料としてアルミニ 人工衛星打ち上げ用ロケットのウムは長い実績を持つ
主要材料はアルミニウム

LNG船のタンク材にアルミニウムが使用されているアル ミニウム と は

4

時代をかけるアルミニウム

電子・電気

アルミハードディスク材

世界で圧倒的なシェア

スクドライブ（HDD）
として使用されます。記録できる

日本製アルミハードディスク材

情報量は年々大幅に増加し、大容量化しています。

パソコンなどの記録メディアとして活躍するハードディ

0.02μmしか離れていないため、ディスク材にはわ

スク。ハードディスクとは、ドーナツ状の磁気記録メ

ずかな凹凸も許されません。ディスク材はガラス製とディアで、一般的には数枚を重ね合わせてハードディ

アルミ製があり、全体の約半数をアルミ製が占めて電気機器に、導電材料に多用されるアルミニウム

H D Dの中の、ハードディスクと磁 気ヘッドの間はいます。高い技術を持つ日本は、
きわめて高い平たん
度（板表面の平らさ）のアルミディスク材を安定して生 産しており、その品 質の高さから世 界 1 0 0％のシェアを誇っています。

軽量で、熱伝導性や導電性に優れるアルミニウム
は、電気機器に多用されています。たとえば家庭用・業務用エアコンの熱交換器のフィンには、熱伝導性に優れたアルミニウムが使用されています。
フィン材
は防食、親水性、低臭化を図るため、あらかじめ表面処理を施したプレコート材の採用が進んでいます。
最近人気のデジタル家電では、液晶やプラズマテレ
ビのバックパネルに放熱性の高いアルミニウムが役打ち抜かれたディスク材はコンベアに乗って次の工程へつぎつぎと流 れていく。
ディスク材はわずかな凹凸も許されないため、品 質の高い日本 製アルミディスク
材 が 世 界 で 使 用されている。
ディスク材は表面を研削した後Ni-Pめっきを施し、その上に磁性膜をつけるとハードディスクが完成する

5

アル ミニウムとは立てられています。
またデジタルカメラや携帯電話のボディーにアルミニウムが採用され、美しい光沢を放っています。
また、導電性に優れるアルミニウムは高圧送電線に使用されています。
アルミニウムは銅の約3分の1の重量のため、電線の軽量化を図ることができ、1881
年に初めて送電線として開発されてからアルミニウ
ムは導電材料として140年近くの実績を持ちます。

パソコンに不可欠な
HDD

熱伝導性、耐食性に優れるアルミニウムはエアコン用フィンに使用されている

放熱性の高いアルミニウムは液晶やプラズマ
テレビのバックパネルとして活躍している

写真掲載協力：（株）神戸製鋼所、（株）日立グローバルストレージテクノロジーズ、三菱アルミニウム（株）、（一社）日本電線工業会

アルミニウムは送電線材料として長い実績を持つ

アル ミニウム と は

6

時代をかけるアルミニウム

建築
世界一高い自立式電波塔
東京スカイツリー ®とアルミニウム
自立式電波塔としては世界一の高さ 634m を誇る東京スカイツリー。
この鉄骨の塔の中央にある「シャフト」は、エレベーターや配線、配管などが通る重要な部分となります。シャフトの壁にはアルミハニカム
パネルのカーテンウォールが採用されています。建物の構造体に、カーテンのように包み込み貼り付ける外壁のことをカーテンウォールといいますが、とくにアルミハニカムパネルを使用したカーテンウォールは軽量・高 強 度 で 耐

シャフトを外側lからみた様子。
エレベーター
部はガラス張りとなっている

食性や意匠性に優れるため外装材に多用されています。

東京スカイツリー
50m部断面＊スカイツリーの構造は鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄筋コンクリート造

シャフト内部

建築物を支えるアルミニウム
軽量で耐食性に優れ、加工がしやすいアルミニウム

ビル用サッシやカーテンウォールにアルミニウムがは、住宅やビル、店舗、エクステリア、土木資材など、多用され、デザイン性の高い外観をつくっています。

あらゆる建築分野で活躍しています。
たとえばアルミ

さらに耐食性、耐久性に優れたアルミニウムはメン

サッシは私たちの暮らし

テナンスが容易であることから、橋梁や防護柵、都の身近なところで使用さ市景観製品などにも使用され、長期間の使用におれているアルミ建材です。

いて変わらぬ品質を保っています。

また最近の高層ビルには、
サッシ・エクステリア
製 品にアルミニウムが多用されている

アルミトラス構造体が採用された大屋根
ビル外壁を彩るアルミ建材

7

アルミニウムとは

東京スカイツリー（完成イメージ）

写真掲載協力：東武鉄道（株）・東武タワー スカイツリー（株）、（株）大林組、名古屋モード学園・HAL名古屋、名古屋医専総合校舎「モード学園スパイラルタワーズ」、（株）住軽日軽エンジニアリング、三協立山（株）

橋 の 高 欄 にもアルミニウムが使用されているアル ミニウム と は

8

時代をかけるアルミニウム

暮らしと環境リサイクルの優等生アルミニウム
アルミニウムはリサイクルに適した金属です。
スクラップをリサイクルして再生地金をつくるのに必要なエネルギーは、原料からまった
く新しい地 金をつくる時に比べて、わずか3%で済むといわれています。
つまりアルミニウムをリサイクルすることで97%ものエネル
ギーを節約することができます。最近ではその環境特性が注目され、アルミニウムを積極食品にかかせないアルミニウム
アルミニウムは熱伝導性が高く、急速に冷えるという特性から飲料缶に多用されています。日本では、
ビールや清涼飲料などに、年間約224億個のアルミ缶が生産されています。缶胴の側壁部に凹凸模様を加工（エンボス加工）
した缶、
キャップの付いた缶（ボトル缶）など、缶の形やデザインはバラエティーに富み、人気を集めています。

的に採用するケースが増えています。
とくにリサイクルが進んでいるアルミ飲料缶のリサ
イクル率は90％超。缶から缶へ、なんどでも生まれかわっています。

飲料缶

これからのエコな暮らしに、アルミニウム
最近では、地球温暖化防止をめざしたCO 2の削減

暮らしに身近なところでは、環境にやさしい照明としや、かぎりある資源の有効活用が、ますます重要なて注目されるLED電球があります。
このLED電球にテーマとなっています。

熱を伝えやすいアルミニウムが放熱部材として使用さリサイクル特性だけでなく、さまざまな優れた特性をれています。

持つアルミニウムは、その特性をうまく発揮すること

また、
自然エネルギーの利用として期待される太陽電で、環境負荷の低減に役立ちます。たとえばアルミニ

池にもアルミニウムが使用されています。軽量で耐食

ウムの軽さは、製品の軽量化に役立ち、省資源や省エ性に優れていることからモジュールのフレームとしてネルギーなどに役立っています。

活躍しています。

LED電球

9

アル ミニウムとは

アルミ飲料缶写真掲載協力：ユニバーサル製缶（株）、昭和電工（株）、シャープ（株）、北海道電力（株）

太陽光発電モジュール

アルミニウムとは10アルミニウムってどんなもの ?

原料は

土

いろいろな特長を持つアルミニウム
アルミニウムにはいろいろな特長がありますが、最大の特長は比重が小さいことです。同じ大きさの鉄の重量を1とすると、アルミニウムはわずかに3分の1しかありません。そのため、アルミニウムでできた製品は軽く、たとえば自動車や鉄道車両などでは車体の軽量化ができるので省エネルギーにつながります。

赤いボーキサイトからアルミが生まれる

アルミニウムと他金属との比較
同じ大きさでの重さの比較（比重）アルミニウムの原料は「ボーキサイト」という赤茶色の鉱石で、オーストラリア、ブラジル、中国などで多く産出されます。
じつは地球の表面にある金属元素のうちいちばん量が多いのはアルミニウムです。
赤茶色のボーキサイトを細かく砕き、薬品と混ぜ合わせて分離すると、「アルミナ」という真っ白な粉ができあがります。
このアルミナは、アルミニウ
ムと酸素が結びついた状態なので、次に電気分解によってアルミナから酸素を取り除きます。
こう
して銀色のアルミニウムが誕生します。

Red

アルミ
（2.7）

［ ボ ー キ サイト］

鉄
（7.8）

White

銅
（8.9）

［ アルミナ ］

電気伝導率

Silver

熱伝導率

銅
（100）

アルミ
（57）

［ アルミニウム ］

銅
（100）
鉄
（12）

アルミ
（56）

鉄
（15）

物理的性質
金

アルミニウム

銅鉄＊（
11

アルミニウムとは

引張強さ＊

縦弾性係数＊

1100-H18

166（16.9）

68（6930）

2.7

7075-T6

566（57.7）

71（7210）

343（35.0）
412（42.0）

属

硬

導電率

熱伝導度

線膨張係数

646～657

57

220

23.6

2.8

476～638

33

130

23.6

117
（11900）8.91065～1082

100

390

16.8

192
（19600）7.8

1466～1510

12

60

11.7

（N/mm 2） （KN/mm 2）

質

熱間圧延材

比

重

溶融温度範囲（℃）（IACS％） （20℃、W/m℃）（20℃、10 -6/℃））はkgf／mm 2の場合

写真掲載協力：日本軽金属（株）

アルミニウムとは12アルミニウムってどんなもの ?

わずか

200

1934（昭和9）年、日本で初めて作られたアルミニウム地金

年

急速に普及したアルミニウム

アルミニウムの元素が発見されたのは1807年、工業生産が始まったのは1886年のことです。それから約130年がたち、
アルミニウムは鉄に次ぐ第二の金属として、いろいろな製品に使用されています。同じ金属でも、紀元前から使われてきた鉄や銅に比べると、
アルミニウムは短い期間に急速に成長し、普及しました。

アルミニウムの歴史
1782年

1807年

A.L. ラボワジェ

明ばん石（ばん土、今日のアルミナ）は金属の酸化物である可能性が大きいという説を発表、これをアルミーヌ（Alumine〉と命名

イギリスの電気化学者 Ｈ.デービー

明ばん石を電気化学的な方法で分離を試み、金属アルミニウムの存在を確認、アルミアム（Alumium）と命名
この後、呼称はアルミナム（Aluminum）、アルミニウム（Aluminium）と変わる（米国では現在でもアルミナムと呼ぶ）

フランスの化学者

1855年

フランスの化学者

H.E.SC．
ドビル

1886年

アメリカのC.M.ホール

電解製錬法を発明

フランスのP.Ｌ.Ｔ.エルー

ホールより数か月遅れて電解製錬法を発明

化学還元法によりアルミニウム製錬を開始

日本のアルミ需要は年間400万トン
日本では、1894（明治27）年に初めての●日本のアルミニウム需要の推移

総需要
（万トン）

アルミニウム製 品が 作られました。その500後、1934（昭和9）年には国内初のアルミニウム製錬が行われました。第二次世界大戦中には、戦闘機や軍需用製品にも多く使われました。その後、戦後の復興とと400もに民間需要を伸ばし、高度経済成長期には製品需要が飛躍的に拡大しました。
1970年代以降、国内のアルミニウム製錬

ボトル型アルミ缶登場（2000年）
オールアルミボディー自動車「NSX」登場（1990年）

300

業が撤退したものの、現在では年間400万トン規模の需要量を維持し、金属材料
では鉄に次いで2番目に多くなっています。

コンピューター磁気ディスク用アルミ基板
オールアルミ車両の
東北・上越新幹線開通（1982年） 生産本格化（1983年）

200

乗用車用アルミホイール生産本格化（1981年）

最も多いのは輸送機器向け

オールアルミ缶登場、LNGタンクにアルミ採用（1971年）

カラーアルミ板登場（1967年）
飲料缶にアルミ製ふた登場（1966年）
印刷用アルミPS版登場（1965年）
アルミ製鉄道車両登場（1962年）
レディメードアルミサッシ登場（1959年）と、約4割が自動車や鉄道などの輸送機器向けとなっており、その他では建築向けや食品向けが多くなっています。

100

乗用車用アルミ製ラジエーター登場（1969年）

現在のアルミニウム総需要の内訳をみる

1955

1965

1975

1985

1995

2005

2010

0
2016（年度）＊これにより電解製錬法（ホール・エルー法）確立

13

湿式アルカリ法によるアルミナ製造法を発明。
これにより、ホール・エルー法とあわせて、現在のボーキサイトからアルミニウムまでの製造法が確立された

1887年

オーストリアのK.J.バイヤー

1929(昭和4）年

アルマイト処理の発明(日本）

1934（昭和9）年

日本でのアルミニウム製錬開始

1936（昭和11）年

超々ジュラルミンを開発（日本）

1959（昭和34）年

レディメードアルミサッシ登場（日本）

1969（昭和44）年

総需要100万トン突破（日本）

1971（昭和46）年

オールアルミ缶登場（日本）

1990（平成2）年

オールアルミボディー自動車「NSX」登場（日本）

1996（平成8）年

総需要400万トン突破（日本）

2000（平成12）年

ボトル型アルミ缶登場

アルミニウムとは

乗用車

鉄道車両

飲料缶

日本のアルミニウム産業の構造
日本では、使用するアルミ新地金の全てをミニウム地 金 製 造 業（ 1 次 製 錬 、2 次 製

輸入しており、年間200万トン近くのアル錬）、アルミ板材、押出材、箔などを製造す

ミ新地金をオーストラリアやロシア、
アラブる圧延業、鍛造・鋳造・ダイカスト業、製品

首長国連邦などから輸入しています。

（電線、建材、飲料缶など）製造業、商社な

日本におけるアルミニウム産業には、アルどの会社が含まれます。

写真掲載協力：日産自動車（株）、首都圏新都市鉄道（株）、ユニバーサル製缶（株）、昭和電工（株）

アルミニウムとは14

アルミニウムってどんなもの ?

わずか

3%少ないエネルギーで再生できる循環型金属
アルミニウムをリサイクルする時に必要なエネルギーは、アルミ新地金を製造する時に比べてわずか３％で済みます。
またリサイクルしたアルミ再生地金は新地金とほとんど同じ品質となり、資源の有効利用が図れます。
日本国内には、
アルミ需要7年分のアルミ製品が都市鉱山として備蓄されていると言われており、今後もリサイクルの拡大が期待されます。

リサイクルが進むアルミ缶
アルミ製品の中でも、とくにリサイクルが進んでい●アルミ缶リサイクル率の推移

るのが飲料缶です。循環型容器としてのアルミ缶
は、リサイクルによって省エネルギーに大きく寄与
するうえ、
アルミ缶からアルミ缶へ繰り返しリサイ

消費缶数

（億缶）

250

92.5％

94.7％

クル（CAN TO CANリサイクル）ができるという特長を持っています。飲料用アルミ缶のリサイクル

83.8％

200

は以前から、自治体の分別収集や集団回収、拠点回収などによって進められており、リサイクル率は約90％に達しています。

再生利用缶数

191

188
173

87.4％

202

194
180

リサイクル率

90.1％

222
199

92.4％

224
206

175
162

150

100

50

0

2011

2012

2013

2014

2015

注：リサイクル率は、消費量に対する再生利用重量の割合です

15

アルミニウムとは

2016 （年）アルミニウムの特性

私 たちの暮らしのなかで 活躍する身近な製品から、社会のさまざまな分野にいたるまで活躍のフィールドを広げている
アルミニウム。これはアルミニウムの持つ優れた特性が、多くの用途や目的に合
わせてうまく利用されているからにほかなりません。ここにアルミニウムが持つさまざまな特性を紹介します。

アルミニウムの特性
材料へのニーズが多様化し、いっそう高度になる今日では、アルミニウムもまた従来よく知られている特性にとどまらず、新たな機能を付加して、先端分野で活躍しています。
新幹線N700系

スポーツカー

アルミニウムは比強度（単位重量当りの強度）が大きいため、輸送機器や建築物などの構造材料として多く使用されています。
純アルミニウムの引張強さはあまり大きくありませんが、これにマグネシウム、マンガン、銅、けい素、亜鉛などを添加して合金にしたり、圧延などの加工や、熱処理を施したりして、強度を高くすることができます。最近では、
リチウムを添加した低密度、高剛性の合金が開発され、航空機や大型構造物用の材料として注目されています。

アルミニウムの物理的性質
室温における純アルミニウム（99.996％）の性質

項

目

原
子
量
原 子 番 号
結 晶 構 造格 子 定 数密度
線 膨 張 係 数
融
点
融
解
熱
沸
点
蒸
発
熱
比
熱
熱 伝 導 率電 気 伝 導 率比抵
抗抵抗の温度係数
電気化学当量磁
化率
ヤ ン グ 率剛性
率
ポ ア ソ ン 比CGS系

数(2) 強い

値

SI単位系
26.98
13
面心立方
4.0496×10-8cm
2.70g/cm3-6
23.7×10 /deg
23.7×10-6/k
660.4℃
94.6cal/g
10.7KJ/mol
2470℃
2576cal/g
291KJ/mol
0.215cal/（g・deg）
24.3J/（K・mol）
0.566cal/（cm・S・deg）
237W
（m・K）
37.66Sm/mm2
37.66m/（Ω・mm2）0.02655Ω・mm2/m
4.2×10-3
0.3354g/（A・h)-6
0.61×10 cm3/g
3
6.97×10 kgf/mm2
68.3×109N/m2
32
2.60×10 kgf/mm
25.5×109N/m2
0.34

荷重
アルミ

鉄

銅

アルミニウムとは

荷重1.6

同じ質量（長さも同じ）の円柱片持梁に同一荷重をかけた場合、密度が小さいほど直径が大きくなるため断面係数が大きくなり、発生する最大応力、最大たわみは小さくなる。
●比強度

アルミ

5083-0

11.5

銅

熱間圧延材

2.7

鉄

荷重
3.5

一般鋼

5.4

アルミニウムの最大の特長である「軽さ」を飛躍(1) 軽い

171

発泡アルミニウム

アルミニウムの特性

アルミニウムの工業材料としての最大の特長は「軽い」ということです。アルミニウムの比重は2．7。鉄（7．8）や銅（8．9）と比べると約3分の1です。軽量化による性能向上が時
代のニーズとなっているいま、とくに自動車、
鉄道車両、航空機、船舶、コンテナなどの輸送分野で多くのアルミニウムが使われています。また軽さを生かして、各種機械の高速回
転部品やしゅう動部品の作動効率を高めた
り、装置の大型化による重量増加を抑えるな
ど、さまざまな効果をもたらしています。

たわみの比的に高め、さらに従来にない機能を発揮するのが発
泡アルミニウムです。これはアルミニウムの中に無数の独立気泡を発生させたもので、比重はアルミニ
アルミ
2.7

鉄

7.8

ウムの約10分の1、鉄の約30分の1という超軽量を誇っています。
また加工性、断熱性、耐火性に優れているほか、電同じ体積ではアルミニウムの方がずっと軽くなる

磁波シールド効果も高いのが特長です。用途は防音材や吸音材、各種建材、構造部材に用いられるサン

発泡アルミニウム

ドイッチパネルの芯材、電磁波シールド材などがあげられます。

写真掲載協力：東海旅客鉄道（株）、三菱自動車工業（株）

アルミニウムとは

18

(3) 耐食性がよい(6) 熱をよく伝える

アルミニウムは空気中では、ち密で安定な酸化皮膜を生成し、この皮膜が腐食を自然に防止します（皮膜の自己修復作用）。
耐食性をさらに高め、強度も兼ね備えたアルミ合金は各種の用途に採用されており、とくに建築、自動車、船舶、海洋開発などの分野ではこの特性が大いに生かされています。

アルミニウムの熱伝導率は鉄の約3倍。熱をよく伝えるということは急速に冷えるという性質にもなります。そのため冷暖房装置、エンジン部品、各種の熱交換器、ソーラーコレク
ター、また、飲料缶などにもこの特性が生かされています。最近の高密度化した機器、シス
テムの過熱防止のための放熱フィンやヒート
シンクとしても使われています。
また、この性質を利用して、プラスチックやゴムの成形用金型などの新分野にもアルミニ
ウムが使われます。

平均浸食深さの比較
400
μm

3
μm

自動車用熱交換器(7) 低温に強い
アルミ

鋼

アルミニウムは鉄 鋼などと違って液体窒素（マイナス196℃）や液体酸素（マイナス183℃）の極低温下でも脆性破壊がなく靭性が大きいのが特長です。低温プラントやLNG（マイナス162℃）船のタンク材として使われているうえ、宇宙開発やバイオテクノロジー、
極低温の超電導関連といった最先端分野でもこの特性が脚光を浴びています。

（16 年間海浜大気ばくろ試験結果）
転落防止柵(4)磁気を帯びない

LNG船

アルミニウムは非磁性体で、磁場に影響されません。この特長は、アルミニウムの他の特性である、軽い、耐食性に優れている、加工性がよい、などと組合わせることによって、さまざまな製品に生かされます。おもな製品としては、計測機器や電子医療機器、メカトロニクス機器などがあげられますが、さらにはリニアモー
ターカーや超電導関連機器にいたるまで、その用途が広がっています。

(8) 毒性がない
アルミニウムは、無害・無臭で衛生的。万一なんらかの化学作用で金属が溶出したり化合物をつくったとしても、重金属のように人体を害したり土壌をいためたりしません。この特性を生かして、食品や医薬品の包装、飲料缶、医療機器および家庭用器物などで広く使用されています。
航空計器
薬 品 包装(5) 電気をよく通す
アルミニウムは導電体としてきわめて経済的な金属です。電気伝導率は銅の約60％ですが、比重が約1/3であり、そのため同じ重さの銅に比べて2倍もの電流を通すことができます。現在では高電圧の送電線に使用されるとともに、導体（板・管）などに広く使われており、エネルギー利用、エレクトロニクス分野での需要が大きく伸びてきています。最近では自動車のワイヤーハーネスにも使用され始めています。

19

アルミニウムとは

包装容器の多様化を支えるアルミニウム箔
食品や医薬品の包装に、多くのアルミ箔が使われています。
紙のように薄いアルミ箔は、毒性がなく腐食しにくい
ためたいへん衛生的で、また他材料と接合しやすいので、フィルムと貼り合わせて複合材にすることができます。表面が美しく、しかも気密性が高いため食品や医薬品の品質を守ることができます。
アルミ箔製品

送電線

写真掲載協力：（株）LIXIL、東京航空計器（株）、三菱アルミニウム（株）、（株）川崎造船

アルミニウムとは20

(9) 光や熱を反射する(11) 鋳造しやすい

よく磨いたアルミニウムは、赤外線や紫外線などの光線、通信機器から発する電磁波、
さらに各種熱線をよく反射します。純度の高いアルミニウムほどこの性質は優れており、
純度99.8％以上のアルミニウムは放射エネ
ルギーの90％以上を反射します。この特性を生かしたのが暖房器の反射板、照明器具、および宇宙服などで、アルミニウムに鏡面加工を施してこの特性をいっそう高め、ポリゴンミ
ラーをはじめとした光エレクトロニクス製品にもよく使われています。

アルミニウムは融点が低く、溶けた状態でも表面が酸化皮膜で覆われガスを吸収しにく
いため、湯流れがよい性質をもっています。
このため薄肉の鋳物や、複雑な形状の鋳物をつくることができます。アルミ鋳造品はピスト
ン、エンジンブロック、ホイールなどの自動車
部品、また各種産業機械部品など幅広い分野で使用されています。

1.6ℓ直噴ターボエンジン

自動車エンジンブロック
ポリゴンミラー(12) 加工性がよい(10) 表面処理しやすい

アルミニウムは塑性加工がしやすく、さま
ざまな形状に成形することが可能です。たとえば、紙のように薄い箔や、複雑な形状の押出形材を容易に製造することができることから、きわめて広い用途で使用されています。
また、できあがった製品素材をさらに成形加工したり、製品の表面などに精密加工を施したりすることも比較的容易です。また切削加工性にも優れており、金型などの工具類や機械部品に使われています。

アルミニウムは素地のままでも美しい金属
ですが、陽極酸化皮膜処理（アルマイト処理）などさまざまな表面処理を施すことによってより美しくなり、また表面を硬くしたり、防食効果を高めたりすることができます。陽極酸
化皮膜処理の際に染色や電解着色などによってアルミニウムに多彩な色をつけることが可能であり、電気製品外筐、建築外装や包装材などデザイン性が強く求められる分野に最適の材料です。

押出形材

エクステリア(13) 接合しやすい

DVDにもアルミニウム

溶接、ろう付け、リベット接合、接着など、さまざまな方法で容易に信頼性の高い継手が得られます。これらの接合技術の進歩はめざま
しく、近年では摩擦攪拌溶接やレーザービー
ム溶接が車両をはじめとする構造部材の接合に活用されています。

CDやDVDにはアルミニウムが活躍しています。これは蒸着やスパッタリングといった方法で、ディスクの表面にアルミニウムの膜を生成させ、アルミニウムの持つ光の反射性などの特性を生かしたものです。

DVD

21

アルミニウムとは

鉄道車両

写真掲載協力：（株）LIXIL、日産自動車（株）、昭和電工（株）、東京地下鉄（株）

アルミニウムとは22

(14) 真空特性がよい
アルミニウムを真空装置の材料に使ったとき、ガス放出率が非常に小さく真空到達性能
が他の材料に比べてたいへん優れています。
そこで、各種の高真空ポンプや配管、高真空半導体装置、理化学実験装置などに活用されています。

真空チャンバー（大型放射光施設SPring-8）(15) 再生しやすい
アルミニウムは他の金属と比べると腐食しにくく、融点が低いため、使用後のアルミ製品を溶かして、簡単に再生することができます。しかも二次地金（再生地金）をつくるのに必要なエネルギーは、新地金をつくる場合と比べてわずか3％で済むといわれています。
また品質的にも、新地金とほとんど変わらないものが製造できるため、たいへん経済的な材料だといえます。
とくに飲料缶では、空き缶を回収し再資源化しようというリサイクル運動が全国各地で行われており、回収率（90％以上）も年々高まっています。省資源・省エネルギーを果たすとともに、地球環境保護の推進にも大きな役割を担っ
ています。

23

アルミニウムとは

写真掲載協力：RIKEN/JASRI、三菱アルミニウム（株）

アルミ缶スクラップ

アルミニウムの製

造

優れた特性を持つアルミニウムが、私たちの暮らしや社会の中でさまざまな形となって登場するまでには、幾多の工程を経る必要があります。製造工程の一つひとつ、細部にいたるまで、品質の向上をめざした技術の向上が図られて お り、 高 い 製 造 技 術 か ら 高 品 質 な
アルミ製品が生まれています。

アルミニウムとは24アルミニウムの製造工程
圧延

大きく分けて 3 つの工程を経て、アルミ製品素材ができます。

ボーキサイトからアルミナ（Al2O3）へ採掘したアルミニウムの原料であるボーキサイト
を、か性ソーダ液で溶かしてアルミン酸ソーダ液をつくり、そこからアルミナ分を抽出します。

アルミ製品素材ができるまでコイル

アルミナを溶融氷晶石の中で電気分解することによりアルミ地金を製造します。

スラブ

ボーキ
サイト

（溶湯）

連続鋳造

箔圧延

地金を原材料として圧延・押出・鍛造・鋳造などの加工を行い、いろいろな形の製品素材に成形します。

板
打抜

円板

箔
圧延品
形材
管

押出

アルミニウム（地金）から製品素材へ

品

条

圧延

アルミナからアルミ二ウム（Al）へ

製

板

棒

アルミナ
工
場

線

ビレット

裸

新 地 金

電解工場

線

より線
連続鋳造

溶解・鋳造

再生地金

再生工場

鍛造品

鍛造

アルミナ

インゴット

圧延

伸線

砂型鋳造
金型鋳造
その他

普通地金
高純度地金
合金地金

ダイカスト

電 線
溶加材

被覆線

鋳

物

ダイカスト製品

スクラップ
電解炉

箔くずの
切断・粉砕

アトマイズ粉リン片状粉
鉄鋼用塊・粉スクラップ回収25

アルミニウムとは

写真掲載協力：伊藤忠商事（株）、Dubai Aluminium Company Ltd.

粉
製鋼用脱酸剤
鉄鋼保湿剤

アルミニウムとは26

ボーキサイトからアルミナへ
アルミニウムの原料は、ボーキサイトと呼ばれる赤褐色の鉱石で、これから水酸化アルミ
ニウム、アルミナなどになり、最後に銀色のア
ルミニウムがつくられます。
現在、アルミナは1887年にオーストリアの化学者カール・バイヤーが発明したバイヤー法（湿式アルカリ法）によって製造されています。その工程はつぎのとおりです。
粉砕されたボーキサイトにか性ソーダなど

アルミナからアルミニウムへを混合し加圧加熱すると、ボーキサイト中のアルミナ分が溶け出してきます。この中から、溶けない不純物を除去したあと攪拌、冷却すると、水酸化アルミニウムの結晶が析出してきます。この結晶を真空ろ過機により取り出し、約1000℃前後の温度で焼成すると、純白のアルミナ(Al 2O 3）が誕生し、つぎにアルミニウムの電解製錬工程へと送られます。

水酸化アルミニウムとアルミナ
水酸化アルミニウムとアルミナは白い粉末
で、アルミニウムの原料としてだけではなく化学工学、窯業などさまざまな用途に使用されています。
水酸化アルミニウムは結晶水を含み、約200℃から脱水分解を開始する性質を持ち、また酸やアルカリに溶けやすいなどの特徴があることから難燃化剤や工業用化学薬品の原料として広く使われています。またアルミナ

は、水酸化アルミニウムを焼成してつくられるもので、たいへん硬い、融点が2050℃と高い、電気絶縁抵抗が大きい、化学的に安定しているなどの特徴があり、研磨材や耐火物、セラミックスなどの原料として使われています。このほかにも、身近な生活の中でもいろいろな形で使われており、そのおもなものは次のとおりです。

◎ 飲 料 水 ： 水道水の濁り除去用無機凝集剤（水酸化アルミニウム）◎ 液晶テレビ ： 画面ガラス部の原料（アルミナ・ローソーダアルミナ）◎ 洗剤 ： 無リン洗剤用合成ゼオライトの原料（水酸化アルミニウム）◎ キ ッ チ ン ： 人造大理石の原料（高白色水酸化アルミニウム）◎ 自 動 車 ： スパークプラグの碍子部の原料（ローソーダアルミナ）◎ 電 子 機 器 ： lCパッケージの原料（ローソーダアルミナ）
水酸化アルミニウムやアルミナはアルミニウム製錬以外の用途が年々広がっています。

1000℃）で溶解させるためです。これを電解炉に入れ、電気分解によって還元すると、アル
ミナはアルミニウムと酸素とに分解され、溶けたアルミニウムは、電解炉の底にたまります。
この溶けたアルミニウムを取り出し、保持炉に移して必要な成分・純度に調整し、用途に応じてインゴットあるいはスラブ、ビレットに鋳造されます。

現在最も経済的に優れた工業的手法として、世界中で採用されているのがホール・エ
ルー法（1886年発明）と呼ばれる電気分解による製錬法です。その工程は以下のとおりです。
まず、アルミニウムの酸化物であるアルミナ
を、氷晶石やふっ化アルミニウムを高温で溶かしたものに混合します。これはアルミナの融点が高いため、電気分解が可能な温度（約アルミ地金の原材料

ボーキサイト
約 4 トンアルミナ
約 2 トン

か性ソーダ

氷

重

油

晶

アルミニウム1 トン

石

ふっ化アルミニウム
カーボン陽極カーボン陰極電

力

アルミナの用途
アルミナは化学的に安定で、融点が高い、機械的強度が大きい、電気絶縁抵抗が大きいなど、多くの特性を持ち、セラミックス材料や研磨材、耐火物原料など 幅広い分野に使 用されています。なかでもファインセラ
ミックスは従来のセラミックスとはファインセラミックス部品

異なり不純物がきわめて少ない天然材料を精製した原料(アルミナ、窒化アルミ、ジルコ
ニア、炭化けい素など)を用いたもので、品質の均一化、高純度化により抜群の特性を発揮します。IC基板やICパッケージ、コンデンサー、コンピューター配線基板、切削・研削
工具、糸道、スパークプラグ、医療用材料、人工骨、人工歯根などに使用されています。

27

アルミニウムとは

写真掲載協力：日本軽金属（株）

アルミニウムとは28

アルミ地金および加工用鋳塊
アルミ地金は、純度や成分によって普通純度地金、高純度地金、合金地金に分類されます。また、形状や用途からはインゴット（一般原材料用鋳塊）、スラブ（圧延用に調整された鋳塊）、ビレット（押出用に調整された鋳塊）などに区別できます。

普通純度地金
一般に純度99.0〜99.9％のものを指し、
アルミ加工メーカーが溶解するのに使いやす
いような形状になっています。
通常の製品素材（板材、押出材、鋳造品、鍛造品、線材、箔など）はこの地金を用いて製造されています。

合金地金
合金地金は、アルミニウムにあらかじめ何
種類かの金属元素を添加して、種々の合金にしてある地金で、加工メーカーでは、これをそのまま再溶解して鋳造品などの製造に用い
ます。

高純度地金
普 通 純 度 地 金よりも純 度 が 高く、純 度
99.95％以上のものをいいます。この地金は、いったん電気分解して取り出したアルミニウム
を、もう一度三層式電解法、または偏析法などで精製してつくります。

高純度アルミニウム

インゴット
加工メーカーが目的に応じて自由に溶解して使えるような形状寸法にしたアルミニウム塊の名称です。普通純度地金、高純度地金、合金地金も一般にインゴットの形で取引されます。普通に使われるインゴット（地金）は、重量25kgにつくられており、他に展伸加工工場向けでは500kgと700kgなどもあります。
（欧米では、ビレット、スラブも含めてインゴットと呼ぶ場合があります。）

インゴット

スラブ（圧延用鋳塊）
大型の直方体の形状につくられた圧延用鋳塊の名称で、加熱して高温度で板状に圧延します。スラブはビレットと同じく、あらかじ
め成分を調整して半連続鋳造法でつくられ、その重量は目的および圧延設備の仕様などに応じて決められます。一般には厚さ200〜600mm程度で、おおよそ2〜28トンの重量のものとなっています。最近のスラブ鋳造技術
としては超音波振動や電磁振動などを利用した結晶粒の微細化が検討され、実用化されて
います。
スラブ

高純度アルミニウム
純 ア ル ミ ニ ウ ム（ 純 度 9 9 . 0 〜

アルミ電解
コンデンサー

ビレット（押出用鋳塊）
ビレットはおもに円柱形に鋳造し、押出加工用に切断した塊の名称で、押出機にかけて高温度で押出し、管、棒、あるいは種々の断面をした形材をつくるためのものです。
ビレットはアルミニウム、または種々のアルミ合金として成分を調整し、半連続鋳造法に
よって直径150〜600mmの円柱形につくられます。これを押出機の仕様にあわせて長さ100〜1,500mmに切断します。

99.9％）中の鉄、けい素などの不純物を取り除き、純度99.95％以上に高めたものが、高純度アルミニウムです。これは不純物が少ないため反射率、導電性、展伸性、耐食性などに優れ、また均一な酸化皮膜の生成が 可能という特長をもっています。
代表的な用途としてパソコンに多用されるアルミ電解コンデンサーがあります。これはアルミ箔にち密なエッチ

スパッタリング
ターゲット材

ングが施され、酸化皮膜を誘電体として形成されるため、エッチング性や化成皮膜処

ビレット

理性に優れた高純度アルミ箔が不可欠となっています。また、純度を99.999％（５N）まで高めた高純度アルミニウムはスパッタリングターゲット材や蒸着材などエレクト
ロニクス分野を中心に使用されています。

29

アルミニウムとは

写真掲載協力：日本軽金属（株）、昭和電工（株）、ホクセイプロダクツ（株）

アルミニウムとは30

アルミニウム合金
アルミニウムのうち純度99%以上のものを純アルミニウムと呼び、また種々の元素を添加して強度を高めるなどの性質を改善したものをアルミニウム合金と呼んでいます。
アルミニウム合金は、最終製品の要求や用途に必要な性質によって、展伸材用合金と鋳物用合金に大別され、また、それぞれ非熱処理型合金と熱処理型合金として分類できます。

1. 展伸材用合金
展伸材用合金は、圧延加工や押出加工によって、板、箔、形材、管、棒などのいろいろな形状に加工される合金で、鍛造品もこれに含まれます。
アルミニウム合金のおもな性質は、添加元素の種類と添加量によって影響されます。これらは次のような合金系に区分され、合金系ごとに類似した性質をもちます。したがって、材料の選択にあたっては、使用目的に応じて最適な性質をもつ合金を選ぶことが必要です。
●純アルミニウム(1000系アルミニウム)●Al-Mg系合金(5000系アルミニウム合金)

10 0 0 番台の表示は工 業 用純アルミニウムを示し、1100、1200が代表的です。いずれも微量のFeとSiを特性に応じて調整した純度99%以上の純アルミニウム系の材料です。ただし、1100だけはアルマイトとして知られている陽極酸化処理後の光沢をよくするために微量のCuが添加されています。1050、1070、1085の下二桁の数字はアルミニウムの純度を表し、それぞれ純度99.50, 99.70,
99.85% 以上の純アルミニウム材料であることを示します。この系の材料は加工性、耐食性、溶接性および電気や熱の伝導性に優れており、家庭用品、日用品、電気器具、送配電用材料、放熱材などに多く使用されています。しかし、強度が低いため構造材としては適していません。

この系の合金は、耐食性や溶接性が良いことから比較的種類が多く、広い用途があります。5110A（5N01）や5005合金のようにMg添加量の少ないものは、装飾用材、建材、器物用材に、5052合金のように中程度のMg
添加量のものは強度も中程度で自動車ホイール等に使われます。Mg添加量が約4.5〜5%の5182合金や5083合
金はこの系で最も高い強度を持ち、5182合金は飲料缶蓋
材、5083合金は溶接構造材料として船舶、LNGタンク、
大型構造物などに使われます。

●Al-Cu系合金(2000系アルミニウム合金)
ジュラルミン、超ジュラルミンの名称で知られる2017、2024合金が代表的なもので、鋼材に匹敵する強度があり、構造用材や鍛造材として使用されています。しかし、比較的多くのCuを添加しているため耐食性に劣り、厳しい腐食環境にさらされる場合には十分な防食処理を必要とします。航空機用材料として表面に耐食性の良い純アル
ミニウムの板を重ね合わせて圧延加工した合せ板として使用されることもあります。

●Al-Mn系合金(3000系アルミニウム合金)
代表的なものは3003合金で、Mnの添加によって純ア
ルミニウムの加工性、耐食性を低下させることなく、強度を少し増加させたものです。器物、建材、容器などに広い用途があります。3003に相当する合金にMgを1%程度添加した3004、3104合金は、さらに強度を高めることができるので、カラーアルミ、屋根板、アルミ缶などに多く使用されています。

●Al-Si系合金(4000系アルミニウム合金)
この系の合金は、比較的多くのSiを添加した合金で溶融温度が低いため、主としてブレージングろう材、溶接ワ
イヤーとして使用されています。また、熱膨張係数が低くて耐熱性、耐摩耗性に優れており、鍛造ピストン材料として用いられている4032合金もあります。
31

アルミニウムとは●Al-Mg-Si系合金(6000系アルミニウム合金)
この系の合金は、強度、耐食性とも良好で構造用材として多用されています。アルミサッシに多量に使用されている6063合金および鉄道車両、自動車部品に使用されている6005C（6N01）合金は、押出加工性に優れ複雑な断面形状の形材が得られます。また、少量のCuを添加して構造用鋼材に相当する耐力を有する6061合金など多くの種類があります。

●Al-Zn-Mg系合金(7000系アルミニウム合金)
この系の合金は、Cuを含まない溶接構造用合金とCuを添加したアルミニウム合金のなかで最も高い強度をもつ合金とに分類できます。Al-Zn-Mg-Cu系合金の代表的なものは、日本で開発された超々ジュラルミンの呼称で知られる7075合金で、航空機、スポーツ用品類に使用されています。Cuを含まないAl-Zn-Mg系合金の代表的なものに、7204（7N01）、7003合金があります。比較的高い強度があり、しかも溶接部の強度は常温に放置するだけ
で母材に近い強度まで回復するため溶接構造用材料として鉄道車両などに使用されています。

●その他の合金（8000系アルミニウム合金）
これまでの合金系に属さないその他の材料で、急冷凝固粉末 冶金 合 金や低 密度・高剛性材として開発された
Al-Li系合金などがあります。日本では、Feを添加することによって強度と圧延加工性を付与したアルミ箔用合金
8021、8079が、電気通信用や包装用として使用されています。

2. 鋳物用合金
鋳物用アルミニウム合金は、各種鋳造法を利用して鋳物をつくるための合金ですが、適用する鋳造法によって要求特性が異なるので規格では鋳造法別に分類規定されています。
鋳物用アルミニウム合金には、砂型・金型鋳物用合金とダイカスト用合金の二つの系統があります。

(1)砂型・金型鋳物用合金
後述のダイカストとは異なり、鋳型に溶湯(溶解したアルミニウム)を鋳込む際に特別な圧力を加えないため、重力鋳造法と呼ばれています。合金の種類によって鋳造性、強度、耐摩
耗性、高温強さなどの特性が異なるため、その特性を生かす限られた用途に使用されています。
●Al-Cu系合金(AC1B)●Al-Cu-Ni-Mg系合金(AC5A)

鋳物用アルミニウム合金の中で靱性に優れた合金であり、切削性がよく、電気伝導性に優れているため架線用導電部品、自転車用部品、航空機用油圧部品等に使用されています。しかし、耐食性が劣るため腐食環境での使用は適していません。

この合金は、高温下での使用でも硬さを保つように改善した合金であり、耐食性は劣りますが切削性や耐摩耗性に優れています。従来はエンジン用部品として使用されていましたが、現在は、切削性と耐摩耗性に注目され、精密加工を要するしゅう動部品などに使用されています。

●Al-Cu-Si系合金(AC2A、AC2B)●Al-Mg系合金(AC7A)

Al-Cu系の合金よりもCuの添加量を減らして靱性を若干犠牲にしても、Siを添加することによって鋳造性の改善を図った合金であり、自動車用エンジン部品などに多く使用されてます。

この合金は、代表的な耐食性合金で強さも伸びも高く、切削性に優れています。しかし合金の化学組成から熱処理によって強度を向上させることはできません。また、溶湯は酸化やガスを吸収しやすいため鋳造性が悪いという欠点があります。
おもな用途は、架線金具、船舶用品、建築金具、事務機
器部品などです。

●Al-Si系合金(AC3A)
この合金は、Siだけを合金元素として添加したもので、鋳造性に優れています。強度は高くありませんが伸びは大
きく、熱膨張係数が小さく、耐食性もよいという特長があります。したがって、強度はあまり必要とせず、薄肉で複雑な形状や模様の住宅エクステリア製品やカーテンウォー
ルなどに適しています。

●Al-Si-Mg系合金(AC4A、AC4C、AC4CH)
この系の合金は、前記のAl-Si系合金のSi量を減らして、Mgを少量加えた合金であり、優れた鋳造性を維持したまま機械的性質を改善した合金です。おもな用途は、エンジン部品、車両部品、船舶用部品などがあげられます。
AC4CH合金はAC4C合金の靱性の向上を意図して不純物の量を厳しく規制したものであり、自動車用ホイールなど保安的要求が高い部品に多く使用されています。

●Al-Si-Ni-Cu-Mg系合金(AC8A、AC8B、AC8C)
この系の合金は、Al-Cu-Ni-Mg系合金のピストンとしての不十分な特性を改善するため、Cu量を半減させSi添
加量を大幅に増やして熱膨張係数を小さくし、耐摩耗性を高めた剛性の高い合金です。エンジン用ピストンなどに使用されています。

●Al-Si-Cu-Mg-Ni系合金(AC9A、AC9B)
この 系 の 合 金 は 、S i 量 が 最 も多く、A C 9 A 合 金 は23%Si、AC9B合金では19%Siを含有しています。前記のAl-Si-Ni-Cu-Mg系合金よりもさらに熱膨張係数を小さくした合金であり、高い剛性と耐摩耗性があることから2サ
イクルエンジン用ピストンやディーゼルエンジン用ピスト
ンなどに使用されています。

●Al-Si-Cu系合金(AC4B)
この合金は、Al-Si系合金のSi量を減らして、Cuを添加した合金です。耐食性はCuを含有するため劣りますが、鋳造性に優れ強度も高いので、自動車用、電気機器用、産業機械用部品など広い分野で利用されています。

●Al-Si-Cu-Mg系合金(AC4D)
この合金は、Al-Si-Mg系AC4C合金のSi量を若干低くして、Cuを添加した合金です。鋳造時の引け特性に優れているため耐圧性、耐熱性があり、シリンダーブロックやク
ランクケースなどエンジン部品や油圧機器部品に使用されています。

アルミニウムとは32

(2)ダイカスト用合金
ダイカスト用アルミニウム合金は、加圧力を作用させて金型に高速で溶湯(溶解したアルミニウム)を注入させるのに都合のよいものが選ばれています。複雑な形状の部品を一工程でニアネットシェイプ(最終製品に近い形状)につくるため、溶湯には高い流動性が求められ、また、金型への焼付きを予防するため、砂型・金型用合金では不純物とされる少量のFeを故意に添加しています。
なお、ダイカストは溶湯を高速で金型内へ射出注入するため空気を巻き込みやすく、つくられた鋳物に高温加熱を行うと巻込まれた空気が膨張してブリスターと呼ばれる内部欠陥を発生するため、通常は熱処理をしないで使用されています。
ダイカスト用金型は冷却能が大きく、速い冷却速度で成形(急冷凝固)されることによって微細な組織が得られ、高い機械的性質の製品をつくることができます。また、急冷凝固は機
械的性質に及ぼす不純物の影響を受け難くしているので、多くの再生地金が使用されます。
●Al-Si系合金(ADC1)
この合金は、前述の砂型・金型鋳物用合金の AC3Aと同じような組成の合金であり、鋳造性と耐食性に優れ、高い強度を要求しない薄肉・複雑形状の鋳物に適しています。

●Al-Si-Mg系合金(ADC3)
この合金は、砂型・金型用鋳物合金のAC4Aと同類の合金であり、機械的性質と耐食性がよいため自動車や自転車用部品として使用されることがあります。

●Aｌ-Mg系合金（ADC5、ADC6）
この合金は、砂型・金型鋳物用合金のAC7Aと同じような組成の合金であり、適度な強度と伸びを有し、衝撃値が高く、耐食性もよいので、釣具や自動車の車体部品などに適しています。

●Al-Si-Cu系合金(ADC10、ADC12)
この系の合金は、砂型・金型鋳物用合金のAC4Bに相当する合金で、多量のSi添加で鋳造性を改善し、Cuの添加で強度を高めた合金です。ダイカスト用合金の中で特性を総合して見た場合、鋳造性に優れた高力合金として位置づけられており、その用途は広く、使用量も多くなっています。とくに自動車エンジン部品や電気機器部品におけるシェアが高くなっています。

●Al-Si-Cu-Mg系合金(ADC14)
この合金は、当初はエンジンブロックの軽量化を目的として開発されたもので、強度、耐摩耗性に優れ、熱膨張係数が小さいのが特長です。自動変速機用オイルポンプボ
ディーやハウジングクラッチなどに使用されています。

アルミニウム合金
展伸材用合金

鋳物用合金
砂型・金型鋳物用合金

非熱処理合金

熱処理合金

非熱処理合金

熱処理合金

純アルミニウム（1000 アルミニウム）

Al-Cu 系合金
（2000 系合金）

Al-Si 系合金
（AC3A 合金）

Al-Cu-Mg 系合金（AC1B 合金）

Al-Si 系合金
（ADC1 合金）

Al-Mn 系合金
（3000 系合金）

Al-Mg-Si 系合金（6000 系合金）

Al-Mg 系合金
（AC7A 合金）

Al-Cu-Si 系合金（AC2A、AC2B 合金）

Al-Si-Mg 系合金（ADC3 合金）

Al-Si 合金
（4000 系合金）

Al-Zn-Mg 系合金（7000 系合金）

Al-Si-Cu-Mg 系合金（AC4D 合金）

Aｌ-Mg 系合金
（ADC5、ADC6 合金）

Al-Si-Cu 系合金（AC4B 合金）

Al-Si-Cu 系合金（ADC10、ADC12 合金）

Al-Si-Mg 系合金（AC4A、
AC4C、
AC4CH 合金）

Al-Si-Cu-Mg 系合金（ADC14 合金）

Al-Mg 系合金
（5000 系合金）

Al-Cu-Ni-Mg 系合金（AC5A 合金）
Al-Si-Ni-Cu-Mg 系合金（AC8A、AC8B、AC8C 合金）（備考）ダイカストは普通、熱処理を行わないで使用するため、熱処理の有無による合金の区分をしないのが一般的です。

33

ダイカスト用合金

アルミニウムとは

Al-Si-Cu-Mg-Ni 系合金（AC9A、AC9B 合金）

アルミ合金記号の表し方
JIS規格では、個々のアルミニウム合金に番号を付けてその種類を区分しています。圧延用アルミニウム合金については、22か国・24団体の協定によって国際合金記号化制度がとられており、日本からは、日本アルミニウム協会がこの制度に参加しております。この合金
記号は４桁の数字方式によって表され、合金を構成する添加元素の種類とその添加量および管理不純物元素の種類とその許容限界値の違いによって細かく区分されており、現在、四百数十種類のアルミニウムおよびアルミニウム合金が登録、管理されています。したがって、たとえばJIS規格の‘A5052’合金とヨーロッパ規格の‘EN AW-5052’合金の４桁の数
字部分(5052)が同じであれば、合金の化学成分はまったく同じであることを表します。このようにアルミニウムの展伸材用合金は、他の金属材料では見られない国際性を備えた材
料といえます。
一方、鋳物用アルミニウム合金については、まだ展伸材用合金のような国際合金登録制
度がとられていないため、その合金記号は各国それぞれです。
■展伸材用合金記号の例
1位

2位

3位

4位

5位

6位

A 5 0 5 2 P1234

工業用純アルミニウム
Al-Cu 系合金
Al-Mn 系合金
Al-Si 系合金

記号

意味
板、条、円板P(PS) （同左特殊級）
PC

合せ板

5
6
7
8

Al-Mg 系合金
Al-Mg-Si 系合金
Al-Zn-Mg 系合金
その他の合金記号

意味

TWA アーク溶接管
S（同左特殊級）(SS) 押出形材

BE（同左特殊級）(BES) 押出棒

FD 型打鍛造品

BD（同左特殊級）(BDS) 引抜棒

FH 自由鍛造品

W（同左特殊級）(WS) 引抜線

H

TE 押出継目無管(TES) （同左特殊級）

BY 追加棒

TD 引抜継目無管(TDS) （同左特殊級）

WY 溶接ワイヤ箔TW（同左特殊級）(TWS) 溶接管［ 第1位 ］
アルミニウムおよびアルミニウム合金を表す‘A’で、JIS独自の接頭語です。
第2位〜第5位の4桁の数字は、国際登録合金番号です。
［ 第2位 ］
純アルミニウムについては数字‘1’、アルミニウム合金については
主要添加元素によって左表のとおり数字‘2’〜‘8’に区分します。
［ 第3位 ］
数字‘0’〜‘9’を用い、次に続く第4位および第5位の数字が同じ場合は、‘0’は基本合金を表し、‘1’〜‘9’まではその改良型合金を登録の順に付けます（たとえば、2024合金の改良型
合金を2124、2224、2324合金と表します。）。
なお、日本独自の合金は‘N’を付けて表します。6N01合金は国際合金登録され6005Cという名前が付きました。
［ 第4位および第5位 ］
純アルミニウムについては、アルミニウムの純度小数点以下2桁(たとえば、1050は、純度99.50%Alを表します)、合金については、とくに意味はありません。
［ 第6位］
4桁の数字に続いて1〜3個のローマ字が付されますが、これは製造方法とも関係する材料の形状を表す記号であり、左表のような意味があります。

急冷凝固アルミ粉末冶金合金
溶 解 状 態 のアルミ合 金を噴 霧して急 冷し、高濃度で均一な合金成分を含んだ粉末を利用して作られた合金です。この粉末を成形、加工して耐熱性、耐摩耗性、強度などに優れた材料が実現します。微細粉末製造技
術と粉末形成技術の向上により、アルミ合金設計の自由度がいちだんと広がり、またシリンダーライナー

多種の材料との複合化も容易になりました。さらに実際に使用される製品の最終形状に近いニアネットシェイプの成形が可能なため、加工コストの軽減が可能です。用途としては、航空機用部材や自動車用部材、家電・OA機器用部材などがあげられます。

写真掲載協力：日本軽金属（株）

アルミニウムとは

34

圧

延

■箔圧延工程圧延は、アルミニウムの加工のなかでも押出と並んで最も重要な展伸加工法です。板
面削
均熱
熱間圧延
冷間圧延
スラブ
材は圧延によって製造されます。
圧延は平行におかれた一対のロールを回転させ、
こ

焼鈍

スラブ

面削

均熱

熱間圧延

冷間圧延

焼鈍

のロールとロールの間に直方体のスラブ（鋳塊）を通して薄くする加工方法です。スラ
ブは進行方向に長く延びて薄くなり、所定の厚さの板材になります。
製品

熱間圧延と冷間圧延
箔圧延

箔圧延
（仕上）

ダブリング

箔圧延
セパレイティング

スリッティング

冷間圧延は普通室温で行うもので、一般に熱間圧延の後に薄板の仕上げとして行われます。これらの圧延作業を経て、厚いスラブから薄い板へと加工されていきます。こうして製造された薄板には、必要に応じて焼なましや安定化処理を施します。

圧延加工は、熱間圧延（スラブを加熱して加工する）と冷間圧延（コイルを室温で加工する）の2つに大きく分けられます。熱間圧延はアルミニウムの再結晶温度以上で行うもの
で、通常約400℃以上の高温で行い容易に材
料を薄く伸ばすことができます。同時にスラブの鋳造組織を厚板の圧延組織にかえます。

ダブリング

箔圧延
（仕上）

セパレイティング スリッティング

焼鈍

焼鈍

■圧延工程

スラブ

面削

均熱
矯正

プレートソーシャーリング
熱間圧延

冷間圧延

焼鈍

矯正
スリッティング■熱間圧延工程

圧延

製品

ホット
コイル

厚板・薄板・箔
圧延加工によって製造される板は、その厚さによって厚板（プレート、6mm以上）、

スラブ
テーブル
ローラー

薄板（シート、6mm未満）、箔（ホイル 、0.006〜0.2mm）に分類されます。また、長熱間粗圧延機

熱間仕上圧延機

リール

い寸法の板を連続的に圧延したものを条（ストリップ）、巻き取ったものをコイルと呼びます。その中で、一般にアルミ板としてなじみの深いものは厚さ0.2〜2mmの薄板で、飲料缶、住宅やビルの外装、鉄道車両の構体・内外装材、自動車やトレーラーのボ■冷間圧延工程

ディー外板、台所用品をはじめいろいろな用途に利用されています。厚板は、船舶・航空機・LNGタンクや化学容器、半導体製造装置用チャンバーなど、箔は包装容器やラベル、家庭用ホイル、電解コンデンサー用、リチウムイオン電池集電体用などとして幅
アンコイラー35

アルミニウムとは

冷間圧延機

リール

広く活用されています。

写真掲載協力：（株）UACJ

アルミニウムとは36

押出・引抜圧延機の種類
圧延機の種類は、使用されるロール本数
によって分けられます。アルミニウムの圧延では、一対のワークロールを駆動し、その上下に大径のバックアップロールを設けた4段圧延機および中間ロールを設けて平たん度制御、板クラウン制御能力を高めた6段圧延機が多く用いられます。一般に、4段以上の多段圧延機では高圧力下で圧延し、板の厚さと平たん
度の精密な制御を可能にしています。また2機以上の圧延機を連続して設置し、効率よく圧延を行うタンデム圧延機もあります。

圧 延の方 式は、従 来スクリューで上下のロールギャップを調整する方式がほとんどでしたが、最近では板厚、形状の制御応答性のよい油圧圧下方式が用いられています。さらに自動板厚制御装置（AGC）、自動板形状制御装置（AFC）などの設備により、いっそう高品質な板の生産が行われています。
圧延機のロール幅は、大きなものでは熱間圧延4,320mm、冷間圧延2,750mm、圧延速度は最高1,800〜2,000m/分にも達します。

連続鋳造圧延法
この方 法 で は スラブ を 鋳 造 することな
く、アルミ溶湯から板を直接作り出します。
一対のロールを鋳型として用いる場合が多く、FATA HUNETR社のSuper CasterやSpeed Caster、NOVELIS社のJumbo 3C
や3CMが有名です。鋳造板厚は3〜10mmと薄く、スラブを用いた板材の製法と比べて鋳造後の面削や均質化処理、熱間圧延の工程を省略でき、歩留りも向上します。また、
急冷効果により金属組織が微細になります
が、一方で板厚の中心に合金元素が偏析しやすいといった特徴もあります。
ロールの代わりにベルトを鋳型として用いた方法として、Hazelett法などがあります。
ロール式と比べて生産性は10倍程度になりますが、鋳造板厚が20mm程度と厚いため
熱間圧延を必要とする場合が多くなります。
●連続鋳造圧延
冷却水

ロールシェル
ロールコア
炉

コイラー

ヘッド
ボックス

ストリップ

溶湯
ノズル

技術トピックス

温間異周速圧延によるアルミ合金の成形性向上
アルミニウムは自動車の軽量化に貢献する材●温間異周速圧延の概念図料ですが、鋼板に比べプレス成形性に劣るという課題があります。そこで、アルミ合金（6000系）の成形性向上を目指して、温間異周速圧延による

材料

圧延ロール

周速度
V1
周速度
V2

集合組織の改善が研究されました。通常の圧延

V1＞V2

機は上下圧延ロールが同径で、等速で圧延するのに対して、異周速比、圧下率などの条件を最適化し温間異周速圧延を施すことによって、鋼板の集合組織とほぼ同様なせん断集合組織を得るこ

複雑形状を精度よくつくることができるのはアルミニウムならではの特長です。押出加工などによって、他の加工法では製造が難しい形状の製品が高精度につくられて
います。

押出加工
押出加工はアルミニウムやアルミ合 金を400〜500℃の熱間で押出す加工方法です。
一般には円柱の鋳塊（ビレット）を押出機を用いて、強い圧力を加えて各種の形状をもつダイス穴から押出して、細長い加工製品（押出材）をつくります。
この方法によると、他の加工法では製造することがむずかしい中空品や複雑な断面形状の製品でも、1回の押出工程で容易につくることが可能です。また寸法精度の非常にきびしい形状の製品をつくることもできます。

押出形材

直接押出と間接押出
一般的に行われている直接押出法では、ビレットが押出される際にコンテナの内壁に摩擦力が生じ、押出す力の3分の1がこの摩擦によって失われてしまいます。これに対し、間接押出法ではビレットを押出すと同時にコンテナを徐々に動かし、発生する摩擦力を最小限に抑えているためビレットの変形がきわめて小さくなります。したがって押出加工中の押出圧力が一定し、低温度での押出加工が可能となる
ので、寸法精度に優れ均一な組織を持つ高品
質の押出製品を得ることができます。また、直接押出ではうまく適用できなかった高力アルミ
合金(7075合金など、一般にハードアロイといわれる合金の種類)でも、効率よく押出ができます。このような特徴を生かし、おもに産業機
械やエレクトロニクス機器の高精度部品に用いる管・棒材が製造されています。

●直接押出
ステム

ダイス

製品

コンテナ

●間接押出
ビレット

コンテナ

とができました。これを再結晶熱処理することに

ビレット

ダイス

製品

より、深絞り成形性が改善できる集合組織が得られました。

37

アルミニウムとは

深絞り性の比較

写真掲載協力：（株）UACJ、三協立山（株）

アルミニウムとは

38

押出機

■押出工程

製品

ビレット

均質化処理

切断

押出

加熱

熱処理

■一般的製造法と押出による製造法
押出による製造法を採用すると、溶接や曲げなどの工程を省き、複雑な形状のものを連続してつくり出すことができます。
溶接

溶接

曲げ

押出機には、動力源として油圧あるいは水圧を利用する2つの方式があり、コンテナおよびステムが水平になった横型(水平方向に押出する)が多く使用されています。最もポピュ
ラーな横型油圧押出機では、直接押出法と呼ばれるコンテナの前に固定したダイスに、予め加熱したビレットを押し付けて押出す方式を採用しています。押出機は押出能力が500〜
3,000トン級のものが、一般的に多く使用されていますが、大型押出機に対する関心も高まっています。わが国には最大9,500トン(使用ビレット径24インチ)の横型油圧押出機が稼動中ですが、世界中では14,000トンといった水圧式大型押出機もあります。

押出機

引抜加工
引抜加工とは、素材を加熱することなく室
温で素材をダイスの狭い孔に通して引抜くことによって加工する冷間加工方法です。引抜
く素材は一般に押出材が多く用いられます。
引抜は一般的に押出形材よりも細くて寸法

技術トピックス

精度がよく、表面のきれいな製品をつくることができます。この方法によって主として管、棒がつくられますが、これらは引抜材と呼ばれています。

品質と生産性の向上をめざした等温・等歪速度押出技術
押出加工によって、ビレットから一工程で複雑な断面形状の形材をつくることができますが、押出加工では押出材の先端から後端にわたって機械的特性（強度、伸び特性）が変化してしまうことがあります。そこで、押出材の均一品質（歩留まり向上）と押出時間の短縮（生産性向上）を両立させるために、押出速度の変化とビレット段階加熱をバランスよく行う技術が開発されまし

押出は、1種の材料だけでなく、複数の材料を組み合わせて押出加工することができます。これによって単一材料では成し得ない複合機能をもたせることができます。このように素材（芯械的特性のばらつき低減に効果を発揮しています。

材）の表面を異なる材料（皮材）で被覆した材料のことをクラッド材と呼びます。

●等温・等歪速度押出技術による耐力ばらつきの改善

被せてともに押出すことで、芯材と皮材は金属結合して一体となります。

480
470
460
450
440
430
420
0

39

押出加工によるクラッド材

押出材引張強度（N/mm2）た。これらは等温・等歪速度押出技術と呼ばれ、実操業において生産性の向上、押出前後端の機技術トピックス

アルミニウムとは

クラッド材は、芯材となるビレットに皮材を

40

等速度押出
等温等歪速度押出

20棒もしくはマンドレル管などは製作できま

芯材

皮材

すが、ポートホール押出には不向きです。
皮材はアルミニウムの場合、機能上2種類あり、芯材を保護する犠牲陽極材とろう材にな

10

20
30
押出材長手位置（m）

40

ります。
クラッド管

写真掲載協力：日本軽金属（株）

アルミニウムとは

40

鍛 造

鉄道車両を変えた押出技術
1962年に初めて登場したアルミ車両
は、従来の鋼材をそのままアルミニウム

素材を油圧または機械プレスあるいはハンマーなどで鍛錬し、粘り強さを与えながら合金に置き換えた骨組みと外板を溶接必要な形にしていく方法を鍛造といいます。鍛造によって作られた製品は強度が高くして作っていました。その後、溶接性・

衝撃や繰り返し応力にもよく耐えることができ、信頼性の高い製品をつくることがで押出性のよい合金開発、大型薄肉押出きます。この特性を生かして航空機用部品や自動車部品、そのほか強度や耐熱性が必

形材の生産技術の向上、そして車両製

要な機械部品に使用されています。鍛造方法を大きく分類すると熱間鍛造と冷間鍛作に必要な接合技術の開発が進み、ア造があり、製品材質および製品形状、数量などにより選択されています。ここではおルミ車両が広く普及するようになりまし

鉄道車両の構体

た。最近では、中空押出形材によるダブ

もに熱間鍛造について紹介します。

ルスキン構造の開発や、FSW(摩擦 攪拌溶接)の開発などにより、より高い生

自由鍛造と型鍛造

産性やコストダウンを達成することができています。現在では、新幹線や地下
鉄に広くアルミ車両が採用されており、軽量化による省エネ効果が得られていダブルスキン形材

ます。

技術トピックス

ダイス設計へのシミュレーション技術の導入
押出は、押出金型（ダイス）の設計技術、押出用合金設計技術、押出生産技術の3要素で成り立っています。なかでもダイスの設 計は経験によるところが大きいため、難易度の高い製品や開発品などの押出は初回で良好な形状を得ることが難し
く、ダイスの修正とテスト押出を繰り返す場合があります。そのため最近では数値シ■鍛造品の製造工程

熱間鍛造には大きく分けると「自由鍛造」と「型鍛造」の2つがあります。このうち自由鍛造は加熱した材料に工具などで変形圧力を加えて成形する方法で、製品が大型の場合や生産量が少ない場合、各種加工用の元素材として用いられます。
一方、型鍛造は目標とする製品の形状に加工した金型を使用して、加熱したアルミニウムに変形圧力をかけながら金型にそって製品の形状に成形していきます。最も一般的に行われている熱間鍛造では、製品の大まかな形に鍛造する「荒型」から、細かな部分まで成形する「仕上型」まで、いくつかの金型を使って段階的に成形していきます。この後、熱処理や切削などの仕上加工を施し、製品ができあがります。型鍛造は、同じ金型を繰り返して使うことができるため、大量に生産する場合に適しています。

金型
素材

荒

型

仕上型

ミュレーションを利用したダイス設計が活発に研究されています。たとえば
塑性流動シミュレーションを活用し、●シリンダー材の塑性流動シミュレーション結果

メタルフローを変化させることで押出自動車
サスペンションアーム

性 が良 好なダイス構 造を考 案できます。このようにシミュレーション結果●型鍛造工程例の信頼性が確認されるようになり、難易度の高い形 状に対する適 用が 進められています。

押出初期

素

押出終期

材

切断・外削
加

熱

仕上型鍛造
フラッシュ除去

粗・荒型鍛造

熱

きず取り

洗

加

検査・試験

熱

処

理
浄

15,000トン鍛造プレス
41

アルミニウムとは

写真掲載協力：昭和電工（株）、（株）神戸製鋼所、（株）UACJ

アルミニウムとは42

鋳造・ダイカスト
溶融状態のアルミ合金(アルミ溶湯)を鋳型に流し込んでそのまま冷却し、所定の形状の製品を作る方法を鋳造といい、その製品を鋳物といいます。鋳造の代表的な方法には砂型鋳造・金型鋳造などがあります。

おもな鋳造法生砂型鋳造法
砂型鋳造

シェルモールド法

金型鋳造♦重力金型鋳造法
鋳鉄や耐熱合金鋼で作られた金型を用いる鋳造方法で、アルミ溶湯の重力のみによって鋳造するため重力金型鋳造法とも呼ばれています。砂型鋳造法に比べて、凝固時の冷却速度が速く、製品表面(鋳肌)が美しく、寸法精度の良い緻密な鋳物ができる特長を持っています。また金型は砂型に比べ製作費がかかりますが、繰り返し使用できるため量産に適した方法といえます。
金型鋳造

CO2 法
重力金型鋳造法
低圧鋳造法
ダイカスト法金型鋳造

酸素雰囲気ダイカスト法
セミソリッドダイカスト法
真空ダイカスト法
スクイズキャスティング法♦低圧鋳造法
金型鋳造法の一種で、炉内の溶湯面に低い圧力を加えてアルミ溶湯を押し上げ注入し、注湯完了と同時に圧力を加えたまま凝固させる方法です。溶湯を静かに金型内に充填させるため、欠陥の巻き込みが少なく歩留まりの良い製品をつくることができます。

■低圧鋳造法

金

型

製 品
給湯口
ストーク

湯 口
圧搾空気

るつぼ
炉

体

砂型鋳造
♦ダイカスト法♦生砂型鋳造法
鋳造法の中では最も古くから行われている方法で、粘土分をほとんど含まない天然ケ
イ砂、人工ケイ砂などに粘結剤を混ぜて、木型に詰めて固めた砂型にアルミ溶湯を流し込
み、凝固させて製品をつくる方法です。鋳型を一回ごとに作る必要がありますが、比較的大きな製品を安価に作ることができます。しかし金型鋳造やダイカストに比べて冷却速度が小さいので、ミクロ組織が大きく、凝固時に放出される水素ガスによるピンホールも生成しやすくなります。

♦シェルモールド法

あまり大型な製品は少ないのですが、鋳造品の大量生産に適した方法です。耐熱合金鋼で作られた複雑な形状の金型に、アルミ溶湯を高速・高圧で注入します。製品の鋳肌が極めて美しく寸法精度に優れた薄肉鋳物を短時間で大量生産することができます。しかし溶湯を金型に高速で注入するため、空気や酸化物を巻き込んで鋳物の中に気孔(鋳巣)ができやすく、熱処理や溶接等の後加工が必要な製品には向いていません。しかし最近では、気孔を少なくするための方法がいろいろ開発され、以下に示すいくつかの新しいダイカスト法が実用化されています。

■ダイカストマシンの動作工程

砂型鋳造法の一種でケイ砂にフェノール樹
脂を添加し、熱硬化させて作った薄いシェル型を用いる方法です。シェルモールドは砂型でありながら金型鋳造と同等の寸法精度が得られる特徴があります。またシェルモールド
は強くて吸湿性がないため長期保存ができ、型の運搬も容易で、中空鋳物の中子としても使われています。比較的小さな鋳造製品を、ある程度量産するのに適した方法です。

離型剤塗布

型締め

給湯

航空機エンジン用ギアボックス
射出43

アルミニウムとは

型開き・製品押出型の清掃

写真掲載協力：（株）神戸製鋼所

アルミニウムとは

44

・酸素雰囲気ダイカスト法(PF法)
通常のダイカスト金型に鋳込む前に、活性な酸素ガスで鋳型内の空気を置換しておきます。この鋳型内の酸素は、注入時にアルミ溶
湯と反応して酸化アルミニウムとなり、それが溶湯中に分散して凝固します。製品内にガス体が残らず、気孔として存在しないので、加熱しても膨れは発生せず、T6熱処理や溶接が可能になります。
・セミソリッドダイカスト法

・真空ダイカスト法

金型鋳造法の一種で、アルミニウムが溶融状態ではなく、半溶融状態でダイカストする方法です。半溶融とは固体結晶と液体金属が共存する状態を指します。これまでの溶融金属を用いたダイカスト法に比べて空気の巻き込みによる気孔や引け巣(溶湯充填後収縮により発生する孔)や偏析がきわめて少ないのが特長です。また低温鋳込みのため金型寿命も向上します。

真空ダイカスト法は、金型内の空気やガスの巻き込みを防ぐために、溶湯を充填する直前に金型内の空気を真空ポンプで吸引し、減圧状態にした後に溶湯を充填する方法です。
真空度の保持と射出タイミングの制御が難し
く、さまざまな方法が開発されています。
これらの真空ダイカスト法でも、T6熱処理は可能でしたが溶接は困難でした。しかし最近では数kPaの高真空が得られる高真空ダイカスト法が開発されており、Vacural法として実用化され、自動車の足回りやボディー部品などに、T6熱処理や溶接をして使われ始めています。

・スクイズキャスティング法
溶湯鍛造法、高圧鋳造法とも呼ばれる製造
方法で、金型内に充填されたアルミ溶湯に、500MPa以上の高圧力を溶融状態から凝固完了まで作用させて凝固させる方法です。そのため鋳肌・寸法精度・耐圧洩れ性に優れており、なおかつT6熱処理や溶接が可能な高品質な鋳物を得られる方法の一つです。

45

ダイカスト製品

アルミニウムとは

写真掲載協力：（株）アーレスティ

アルミニウムの成形・加工
アルミニウムの板や押出形材などは、さまざまな加工を施すことによって、最終製品になります。アルミニウムの加工技術には成形（曲げ・絞りなど）、
切削、切断、接合、表面処理などがあります。これらの加工技術は近年めざましい進歩を遂げており、アルミ製品の信頼性を高め、新しい付加価値を生み出す重要な役割を担っています。

成形・加工二次元の板から三次元の形へ変える曲げや絞りは、アルミニウムの代表的な加工方法です。その他、切断や切削など、用途に合わせて加工が施されます。

切断
機械的に切断する場合には、シャー、丸のこ、帯のこ、ジグソーなどを使用します。
また、効率よく切断する方法として、プラズ
マアークやティグアーク、レーザービームなどによる溶断技術やウォータージェットが開発されています。

曲げ
アルミニウムの板は簡単に折り曲げたり、円筒状にすることができます。曲げ加工は絞り加工と並ぶアルミニウムの代表的な加工方法です。基本的には純粋曲げ、型曲げ、巻き付
け曲げの3つの形式があります。
曲げ加工は、板材ばかりでなく、管や棒、押出形材などの成形にも適しており、引き曲げ、
圧縮曲げ、突き曲げ、押し曲げ、ロール曲げ、
引張り曲げなどの方法が用いられます。

また、材料の形状や寸法、曲げの半径や角度などの条件に合せて、簡単な手曲げから、プレスやロールベンダー、ロールフォーミング
（ロール成形）などの機械曲げまで、さまざまな方法があります。ロールフォーミングは、コ
イル状に巻いた長い寸法の薄板を連続成形
ロールに通すことにより、屋根材、外壁材などの量産に適した方法です。

穴開け加工

リチウムイオン電池に使用されるアルミニウム
携帯電話やノートパソコンなど、最近の小型で高性能なモバイル機器で活躍しているのがリチウムイ
オン電池です。エネルギー密度が高いため、電池の大幅な小型・軽量化を図ることができ、モバイル機器に欠かせない存在となっています。このようなリチウ

絞り
絞り加工は、アルミニウムの優れた展伸性を生かした成形加工方法で、深絞り加工やへら絞り加工などの方法があります。
深絞り加工は、素材をダイスの上に置き、ポン
チでダイス孔の中に絞り込んで成形する方法です。深い底付き容器などを効率よく生産できる方法で、飲料缶や鍋などの台所用品をはじめ、各種工業製品の成形加工に幅広く用いられています。
なお、深絞り加工で得たカップを、さらに薄くて深い製品にするため、クリアランス（すきま）の小さいダイスとポンチを用いてカップの側壁
を高さ方向にしごき出す加工を、しごき加工と呼んでいます。この方式で作った缶類を D I 缶としごき加工

称し（D：Drawingは絞り、I：Ironingはしごきの略）、ビール、その他の飲料用アルミ缶は、その代表的な製品です。
また、強度や耐食性と塑性加工性に優れたプレ
ス用アルミ合金も開発され、自動車の車体や部品をはじめ複雑な形状を効率よく成形できます。
へら絞り加工は、素材またはある程度成形してある中間薄板製品を専用のへら絞り旋盤に取り付けた型といっしょに回転させ、へら棒
やローラーを工具として押し付け成形する方法です。ろくろ加工に似たこの方法は、外周が円形の比較的底の浅い容器や、反射鏡、自動車用ホイールなどの成形に用いられます。

タンデムしごき加工ています。角形電池ケースは深絞り加工で成形されるため、高い成形性と強度を兼ね備えたアルミ板材が開発されています。またリチウムイオン電池の正極リチウムイオン電池用アルミケースの集電体には耐食性、導電性の高いアルミ箔が使用されています。

技術トピックス

電磁成形によるバンパーシステムの製造
アルミ押出材（2次元）を自動車部材に使用するには、3次元形状化する低コストで生産性の高い加工法が求められます。このような要求に応える方法としてバンパーシステムのレイン
フォースを支持するステイに電磁成形法が用いられています。電磁成形法とは、大容量・高電圧のコンデンサーで発生させた放電電流をコイルに流し瞬間的に生じる磁場を利用した、高エネ

ガイド
ブッシュ

ポンチ
深絞りカップダイス

ムイオン電池のケースにはアルミニウムが使用されルギー・高速度加工で、3次元での成形加工が可能になります。
バンパーシステムは、レインフォースとそれを支持するステイで構成されますが、従来からアルミ化されていたレインフォースに加えて、電磁成形によってアルミステイの製造が可クリアランス

能となり、これによってアルミパイプとフラ

ポンチ

ンジを一 体成形・かしめ加工することができ、溶接工程の削減、低コスト化を実現して深絞りカップ47

アルミニウムとは

ダイス

います。

電磁成形ステイ

写真掲載協力：三協立山（株）、日本軽金属（株）、（株）神戸製鋼所

アルミニウムとは

48

接

切削
フライス、バイト、ドリルなどの機械工具で削って仕上げる加工方法で、フライス盤、旋盤、マシニングセンターなどが用いられます。
とくに管や棒の場合は、切削用に開発された快削アルミ合金がよく使用されます。この合金は簡単に切削でき、発生する切りくずが細か
く、切りくずの処理も容易です。
切削加工のなかで最もよく使われるのは旋削加工です。これは旋盤に取付けた材料に鋭い切削バイト（刃物）を押し付け、回転させな
がら材料の表面を切削するもので、精密な寸法形状が得られます。
最近、ロボットのハンド（手の部分）やプラ
スチック射出成形機の金型などの新しい機器

部材、治工具にアルミ合金（おもに7000系合金）が使われています。

合接合は信頼性が第一でなおかつ複雑な形状の構造物など、いろいろな製品を作る場
合に欠くことのできない重要な技術です。
アルミニウムの接合法は大別して、①溶融溶接②圧接③ろう接④機械的接合⑤接着の5つに分類することができます。

おもな接合法
溶融溶接

切削加工

  鏡面切削加工

圧接

接合

アルミ製品の表面をダイヤモンドバイトな
どの精密加工用工具で切削することにより、鏡のように高い反射性を得ることができます。このような精密切削加工によって表面の粗さが少なく、平たんで寸法精度に優れた製品ができます。
鏡面切削加工を施したアルミ製品としては、複写機用感光ドラム、レーザープリンター
用ポリゴンミラーなどがあります。

ろう接

ガス溶接
アーク溶接
電子ビーム溶接
レーザー溶接ティグ溶接
ミグ溶接
プラズマアーク溶接
スポット溶接シーム溶接
バット溶接
フラッシュ溶接

抵抗溶接
高周波誘導溶接
高周波抵抗溶接
摩擦溶接
摩擦攪拌溶接 (FSW)
超音波溶接
爆発圧接
冷間圧接

アーク溶接

フラックスはんだ付け
超音波はんだ付け
フラックスろう付け

はんだ付け
ろう付け

機械的接合
接着

リベット
ボルト
かしめ
折曲げ
接着
ウェルドボンド

トーチろう付け雰囲気調整ろう付け(Alcan Nocolok 法 )真空ろう付けフラックスレスろう付け

不活性ガス雰囲気ろう付け

  溶融溶接法
鏡面切削

感光ドラム用高精度アルミ管
複写機やレーザープリンターの感光ドラムは、光学系の核となる部品であり、その品質が装置の性能を大きく左右します。これに使用されるのが、優れたることができます。

感光ドラム

また、複写機の多様化するニーズにこたえて、無49

アルミニウムとは溶接金属

はアルミ板材から深絞りとしごき加工を利用してつくったもの、E I ドラムは押出管にしごき加工を加えてつくったものです。

溶接金属

切削ドラムや D I ドラム、E I ドラムなどいろいろな新製品が開発されています。 D I ドラム

ガスノズル

押出管を引抜加工したアルミ管の表面に、鏡面切削加工を施し、優れた表面特性、寸法精度を発揮す

タングステン電極

表面特性をもつ高精度アルミ管です。

アルミニウムの接合方法の主流を占めるのする溶接法です。
が溶融溶接法（以下、溶接法）です。一般にミグ溶接は、アルミニウムの細いワイヤー
鋼など他の金属材料に用いられている溶接を電極とし、母材との間にアークを発生させ、法が、アルミニウムにも適用されますが、なか
そのアークにより電極ワイヤー（溶加材）と母でも広く使用されるのはイナートガスアーク
材を溶かして継手を形成する溶接法です。
溶接です。
イナートガスアーク溶接法は、右図
ティグ溶接の原理
ミグ溶接の原理のように接合される材料（母材）と電送給ローラ
極との間にアークを発生させ、電極のイナートガス電極ワイヤーコレット
周囲からイナートガス（アルゴンやヘリウムなどの不活性ガス）を流し、溶融
電極チップ部を大気から保護して行う溶接法でガスノズルす。これにはティグ（TIG）溶接と、ミグ
溶接棒
アーク
イナートガス（MIG）溶接の2種類があります。
アーク
溶融池
ティグ溶接は、細いタングステン棒を電極とし、母材との間にアークを発母材
母材
生させ、そのアークにより母材と溶接棒
溶融池（溶加材）を溶かしながら継手を形成
アルミニウムとは50

近年のレーザー溶接には、YAGレーザー溶接が多く用いられます。レーザー光の伝送に光ファイバを用いるため、自動機との組み合わせが容易となり、３次元の溶接が可能となります。

レーザー溶接は、発信器から出たレーザー
光を集束光学系にて高エネルギー密度の微小スポット熱源として、被加工物に照射する方法です。レーザー光が照射された被加工部は溶解されて、溶接部を形成することとなります。

圧接法
圧接法の代表的な接合方法である抵抗ス
ポット溶接は、重ね合わせた母材を電極ではさみ、電流を流してそのジュール発熱で母材を溶融させる方法で、車両・自動車・家庭用品等多くの分野で使用されています。アルミニ
ウム材は電気抵抗が小さく、熱伝導がよいた
め、鋼材の抵抗スポット溶接よりも、大電流・短時間通電が必要です。そのため電極の損耗が激しく、連続打点性に課題があります。
また英国溶接研究所(TW I )で開発された摩擦攪拌溶接（FSW）も、新しい圧接法として注目されています。この溶接方法は図に模式

励起ランプ 出力ミラー

高反射ミラー

出射光学部

方向

進行

（Stir Rod）

芯材

コア

チューブ

フィン

チューブ材

3層クラッド材
ろう材
（接合）
芯材
（強度）
犠牲材
（耐食性）

接合部
ワーク

Stir Rod詳細

技術トピックス

粉末ろうを用いた自動車用熱交換器材料のろう付け

技術トピックス

自動車アルミボディーへの FSW 適用

アルミ製自動車用熱交換器は、一般的にろう材を貼ったブレージングシート（クラッド材）を用FSW（摩擦攪拌溶接）の実用化は海外では船舶、日本では鉄道車両で進んでいますが、最近では自動車部品にも使用が広がりつつあります。

やコストダウンが求められ、またグローバル供給の必要性も高まっていることから、粉末ろう材をラックス、バインダからなる塗膜を形成するため、フィンにろう材を貼り合わす必要がなく、フィン

接の二つの溶接において有望視されています。テーラードブランク

材を調達しやすいベア材（アルミとは板厚や材質の異なる複数の素材を接合してからプレス成形する合金の素地がむき出しになった材技術で、自動車ボディーにアルミ合金を使用するにはこの技術の導現行ろう付け法と粉末ろう付け法の比較料）を使用することができ、薄肉入が課題の一つとなっています。このテーラードブランクの接合にそこで、粉末ろう付け法を自動いFSWが適しており、量産車への適用が期待されています。また、

Zn溶射

フラックス

車用熱 交 換 器 材料 へ適 用した場

FSW点接合は自動車ボディーにアルミ合金を使用する場合、従来の合のろう付け性や耐 食性が 調 べ

抵抗スポット溶接では大電流を必要とするため、省エネルギーの図
FSW点接合ロボット（複動式）

られ、実用が開始しています。

ベアフィン

クラッドフィン

化を図ることが可能となります。

は熱影響部が少なく、継手形状が滑らかでプレス成形に影響の少な

れるFSWが利用されるようになってきています。

いてフィンと押出チューブをろう付けし接合します。しかし近年では、熱交換器のいっそうの薄肉化
使用した粉末ろう付け法が検討されています。粉末ろう付け法では、チューブ表面に粉末ろう材、フFSWは自動車ボディーに対して、テーラードブランクとスポット溶

アルミニウムとは

ろう材

犠牲材

母材

光ファイバー

アシストガス51

クラッドされたろう材が溶融し、隙間や接触部に充填され、冷却、凝固後接合される

フィン

チューブ

回転方向

Nd:YAG ロッド

低融点のAI-Si合金ろう材のみ
溶け、母材が溶けない温度域で
加熱する

荷重

入射レンズ

う材を片面あるいは両面に熱間圧延で貼り合せたブレージングシートを用いてチューブ、プレート、フィンなどからなるコアを組み、全体を炉中で加熱して接合させます。アルミニ
ウム材をろう付けする際には、その表面の自然酸化皮膜を除去したり、ろう付け中の酸化皮膜の成長を抑える必要があり、これに塩化物やフッ化物のフラックスを使う方法、フラックスを用いずに真空中で接合する方法などが開発されてきました。現在ではフッ化物系の
非腐食性フラックスを使用し、窒素ガス等の雰囲気で加熱するノコロックろう付け(Alcan
Nocolok法)が主流になっています。

ろう接とは、接合しようとする母材よりも融点の低い合金(はんだ、ろう材)を、接合部に溶かし込んで接合する方法で、合金の融点が約430℃以上の場合をろう付け、430℃未満の場合をはんだ付けとして区別しています。ここでは、ろう付けについて紹介します。
ろう付けには、主にAl-Si系合金がろう材として用いられ、目標とする接合部近くに配置し、それをろう材の融点以上でなおかつ、母材の融点以下の温度に加熱して接合する方法です。一回の加熱で多数の継手を一括して接合させることができるため、熱交換器などの製造に広く用いられています。熱交換器を製造する場合、クラッド圧延によって、ろ摩擦攪拌溶接(Friction Stir Welding)
法の概略図

光ファイバを利用したYAGレーザー
溶接装置の基本的構成
レーザー発振器的に示すように、高速で回転するツール(StirRod)を被溶接材中に挿入して、移動させることによって接合する方法です。回転ツールと被溶接材との間で発生する摩擦熱を利用して接合する方法であり、摩擦熱により可塑化された材料が、ツールの回転によって混合され、ツールの移動によって後方に押し込まれることによって接合されます。従来の溶融溶接では接合が困難であった複合材おびAl-Li合金が溶接可能であり、すべてのアルミニウム合金に適用可能です。

ろう接法（ろう付けおよびはんだ付け）

芯材
粉末ろう
ろう材

フラックス

押出チューブ

押出チューブ現行ろう付け法

粉末ろう付け法

写真掲載協力：（株）UACJ

アルミニウムとは

52

機械的接合法

接着剤を接合面に塗布して接合する方法です。最近では接着剤の性能が向上し、信頼性のある継手が得られるようになっています。また、接着と抵抗スポット溶接を併用したウェ
ルドボンド法が航空機や自動車産業で実用化されています。

リベットやボルトなどの締結材を用いて接合する方法や、接合材同士をかしめる方法などがあり、溶融させないため異種金属の接合にも使用できます。図に代表的なかしめ方法であるTOX社のTOX接合法とセルフピアシングリ
ベット(SPR)の原理を示します。機械的接合は
熱影響がないので、抵抗スポット溶接より疲労
強度が高い傾向があります。

セルフピアシングリベットによる接合➡

まな表面処理を施すことによってこれらの特性をさらに高めたり、新しい特性を付加したりすることができます。

アルミニウムは、実用金属の中ではマグネ
シウムに次いで化学的に活性な金属ですが、実用環境中では安定な表面状態が維持されるため、表面処理なしでも多くの用途に使用されています。その理由は、空気中では常に緻密な自然酸化皮膜が形成して表面を保護しているためです。乾いた空気中で形成する自然酸化皮膜は、数nmと極めて薄い皮膜です

TOX（かしめ接合）

パンチ
ガイド

アルミニウムはもともと美しい地肌と優れた耐食性を持っている金属ですが、さまざ

化学的性質

機械的接合法の例

リベット

表面処理

接着法

リベット
足の
広がり

➡

ハニカム構造のコア(芯材)を両面からはさみ、接合したアルミ材料です。コアは、アルリベット足の広がり
リベット足の広がり
ミ箔でできた六角柱集合体。
これをアルミ材で両面からサンドイッチした構造となって

•

•上板貫通

•リベット足の広がり•リベット足の広がり

機械的前処理➡ 板材とリベットの変形制御

化学的前処理コアとアルミ板の接合は、従来は接着剤によっていましたが、最近はろう付けによるものが登場し、接合部の信頼性を高めるとともに、板材や押出形材のような成形、表面処理な

陽極酸化

どの加工が可能となっています。用途としては建築パネルや（着色）

車両パネル、各種機械の筐体、各種構造部材などがあげられます。

自然酸化皮膜（数nm）
バリヤー層

アルミニウムハニカムコア材

ミニウム表面の酸化皮膜や油分等の汚れを十分に除去することが大切になります。アルミニ
ウムの表面処理の大きな特徴は、陽極酸化処
理で硬く厚い酸化皮膜が形成できることです。
陽極酸化処理は、容器類、サッシ等の建材、電気製品外筐等で幅広く用いられています。

アルミニウムの表面処理の種類のが特長です。その他にも耐久性や耐候性、防音性、衝撃
上板貫通
吸収性、
断熱性に優れています。
➡ 板材とリベットの変形制御➡ 板材とリベットの変形制御

A12O3・nH2O（n＝0～3）

アルミニウムのおもな表面処理には、陽極酸
化処理、化成処理、塗装、めっきがあります。
これらの表面処理は、製品の装飾、耐食性の向上および放熱性等の特殊機能の付与を目的に行われています。表面処理の下地調整には、
ブラスト等の機械的前処理と脱脂等の化学的前処理が行われます。化学的前処理では、アルいるため、単位重量当りの強度および剛性は、他の構造用の材料に比べはるかに大きい•リベット足の広がり

アルミニウムの自然酸化皮膜

表面処理の種類➡

アルミハニカムコア・パネル•上板貫通が、緻密なバリヤー層があり、腐食物質とア
ルミニウムの反応を抑制しています。

封孔処理

ブラスト
研磨
エンボス
脱脂・エッチング
化学研磨
つや消し

化成処理
硫酸法
蓚酸法
硬質皮膜

めっき
クロメート
リン酸亜鉛
ベーマイト

無電解めっき
電気めっき
CVD、PVD

塗装

53

アルミニウムとは

アルミニウムとは54  化成処理

陽極酸化処理「アルマイト」とも呼ばれる、アルミニウムの代表的な表面処理です。サッシやビル外壁等の建材、鍋等の容器、デジタルカメラ外筐等の電気製品、トラックのボディー等の自動車材に幅広く使用されています。代表的な陽極
酸化処理方法は、15%硫酸水溶液中にアルミニウムを浸漬し、プラス極に接続して鉛板等のマイナス極との間に電流を付加して処理します。アルミニウム表面では、水の電気分解により発生した酸素とアルミニウムが反応して酸化アルミニウムの皮膜が成長します。この皮膜は、皮膜垂直方向に多数の穴が形成した多孔質膜となり、染色と呼ばれる染料の吸着や電解着色と呼ばれる金属の析出等による着色が可能です。仕上げには封孔処理を行い、水和反応により穴を塞ぐことで耐食性がさらに向
上します。

Al2O3
直流電源

アルミニウムの酸化
A1

2A1 ＋ 3H2O

A12O3

＋ 6H ＋ 6e

電解液
20℃

（陰極）
6H ＋ 6e3H2

クロメート皮膜の概略

CrPO
CrPO4・4H
2O 4・4H2O

アルミニウムの陽極酸化処理（陽極）を主成分とするリン酸クロメートへの切り替
えが進みました。さらに、環境に優しいノンク
ロム処理の開発も進んでいます。

化成処理は、塗装やラミネート等の下地処理として行われています。おもにクロメート処理が用いられています。クロム酸クロメートは六価クロムの規制が厳しくなり、三価クロム

炭素
または
Pb、A1

15Vol％硫酸

陽極酸化皮膜の着色法
発色団（合金元素）

染料

Al
2O3 AlFAlOF
3
AlOF

Cr2O4・xHCr
2O4・xH2O
2O
AlF3

Al2O3

アルミニウム

金属、金属酸化物

電解着色

AlF
AlOF
3

AlF3

アルミニウムアルミニウムアルミニウムアルミニウムリン酸クロメート
リン酸クロメート

クロム酸クロメー
ト
クロム酸クロメー
ト

塗装
化成処理で下地処理した後、各種塗料が塗布されます。塗料の種類により、放熱性、導電性、抗菌性、防かび性、電磁波シールド性等の高機能が付与されます。代表製品にカラー
アルミがあります。外壁パネル、フラットテレ
ビの放熱板、白物家電等に幅広く使用されて
います。

陽極酸化
皮膜

染色

AlAlOF
2O 3

めっき
アルミニウムは化学的に活性な金属である
ため、屋外等の水分の多い環境で使用されるめっき製品では、ピンホール等で生じる急速な電気化学的な腐食に注意が必要となります。アルミニウムのおもなめっき製品にコンピューターのハードディスクがあります。ジン
ケートと呼ばれる亜鉛置換処理を行った後、Ni-Pの無電解めっきが行われています。

技術トピックス

自然発色

高機能カラーアルミの開発
カラーアルミでは、アルミニウム本来の軽量、耐食性、熱伝導性、リサイクル性に加え、特殊塗料を塗装することで幅広い用途向けに高機能化製品が開発され使用されています。たとえば、液晶テレビ用の高放熱板、LED照明用の高反射板、コンデンサーケース用の高成形板、オーディオケース用の耐キズ性板、PCドライブケース用の高導電潤
滑性板、建材パネル用の高防汚性板、内外装用の高意匠性板等の多くの高機能アルミニウム塗装板が実用されています。
PC用ドライブケース

電気製品外筐55

アルミニウムとは

ビル外壁およびカーテンウォール

写真掲載協力：三菱アルミニウム（株）、（株）LIXIL、（株）UACJ

アルミニウムとは56

参 考 資 料

世界のアルミ地金生産の推移( 千トン )

80,000再生地金

70,000

新 地 金

60,00050,000

主要国のアルミ新地金生産構成比（2016年）
そ の 他 16.0％
ブラジル
アメリカ
バーレーン
ノルウェー
イ

ン

ド 3.3％

30,00020,000

1.4％
1.4％
1.7％
2.1％

オーストラリア 2.8％

40,00010,00057,546千トン

0
中

1975

国 55.4％

1985

1995

2000

2005

2010

2015

2016

※再生地金は、1975～1995 年まで西側世界の数字

アラブ首長国連邦 4.3％

カナダ 5.6％

主要国のアルミ新地金消費構成比（2016年）

1.3％
1.4％
1.6％
1.6％
2.4％

韓

国 2.5％

日

本 3.0％

ドイ

アルミニウムとは

輸

送

建

20

40

設

包

装

機械

その他

58,082千トン

中国（2016）
中

国 54.4％欧 州（2013）ツ 3.8％

アメリカ 8.8％

57

北米（米国・カナダ）（2015）
日本（2016）

そ の 他 19.2％
ブラジル
アラブ首長国連邦
ト ル コ
イタリア
イ ン ド

主要国のアルミニウム需要構成

ロシア 6.0％

0

60

80

100

アルミニウムとは58

日本のアルミ製品総需要の推移( 千トン )

5,000

1,500

そ
の
他
鋳物・ダイカスト製品
圧
延
品

4,000

板類の用途別出荷の推移( 千トン )

その他

3,000

鋳 物・
ダイカスト
製 品

輸

出

その他 内需

1,200

飲料缶用

900

箔

用

輸

送 用

輸

その他
内 需

600

2,000
圧延品

1,000

出

飲料缶用

300

箔

用

輸送用

0

1975

1985

1995

2000

2005

2010

2015

2016 （年度）

日本のアルミ製品用途別需要の推移( 千トン )

5,000

3,000

輸

1,000

アルミニウムとは

2000

2005

2010

2015

そ

の

他

2016 （年度）

建設用（そ の 他）

1,200

建設用（サッシ・ドア）
輸

送

用

輸

1995

2000

2005

2010

2015

900

設

金属製品

1985

1995

その他
内 需

2,000

59

出

食料品

1975

1985

押出類の用途別出荷の推移

1,500

建

0

1975

( 千トン )

輸出
その他 内需
食 料 品
建
設
金属製品
輸
送

4,000

0

送

2016 （年度）

その他

600

建設
（その他）
建設用
（サッシ
・ドア）

300

0

輸送用

1975

1985

1995

2000

2005

2010

2015

2016 （年度）

アルミニウムとは60

■代表的な展伸材用アルミニウム合金
合金
系統

箔の用途別出荷の推移( 千トン )

200

純
ア
ル
ミ
ニ
ウ
ム
系

そ の 他
化学工業
食 料 品

150

日 用 品
電気機器

1985

1995

2000

2005

2010

2015

1,800
1,500

2117

2117

2018
2218

2018 鍛造用合金。鍛造性に優れ、高温強度が高いので、耐熱性が シリンダーヘッド、ピストン、
2218 要求される鍛造品に使用される。耐食性は劣る。
VTR シリンダー

2618

2618 鍛造用合金。高温強度に優れるが、耐食性は劣る。

2219

2219

2025

2025 鍛造用合金。鍛造性良好で強度は高いが，耐食性は劣る。

Al

2016 （年度）

Cu
系

Al

│

Mn
系

ダイカスト
製 品

300

61

アルミニウムとは

鋳

2005

2010

溶体化処理後かしめを行うリベット用材として常温時効速度
リベットを遅くした合金。

ピストン、ゴム成形用金型、一般耐熱用途部品

強度が高く低温および高温特性が優れ、溶接性も優れるが耐低温用タンク、航空宇宙機器
食性は劣る。
プロペラ，磁気ドラム

2015

物

2016 （年度）

3003
3203

3003 1100 より強度が約 10% 高く、成形性、溶接性、耐食性に 一般器物、フィン、化粧板、
3203 優れる。
複写機ドラム、船舶用材

3004
3104

3004
アルミ缶ボディー、電球口金、
3003 より強度が高く、成形性に優れ、耐食性も良好である。
3104
屋根板、カラーアルミ

3005

3005 3003 に比べて強度が約 20% 高く、耐食性も比較的良好である。 建材、カラーアルミ

3105

3105 3003 に比べ若干強度が高く、その他の特性は 3004 に類似。 建材、カラーアルミ、キャップ

Al

4032

4032 耐熱性、耐摩耗性に優れ、熱膨張係数が小さい。

Si
系

4043

4043

5005
5050

5005 3003 と同程度の強度があり、加工性、溶接性、耐食性がよい。陽 建築用内外装、車両の内装、5050 極酸化後の仕上りが良好で、6063 形材とよくカラーマッチする。 船舶の内装

5052

5052

5154

5154 5052 より強度が約 20% 高い。その他の特性は 5052 と同様。 5052 と同様、圧力容器

5254

5254

5154 の不純物元素を規制して、過酸化水素の分解を抑制し過酸化水素容器た合金で、その他の特性は 5154 と同等。

5454

5454

5052 に比べ強度が約 20% 高い。5154 とほぼ同等の特性
自動車用ホイールを示すが、厳しい環境での耐食性は 5154 より優れる。

5056

5056

耐食性に優れ、切削加工による表面仕上り、陽極酸化処理性 カメラ鏡胴、通信機器部品、とその染色性がよい。
ファスナー

5082

5082 5083 に近い強度をもち、成形性、耐食性がよい。

600

2000

1100 Al 純度が 99.0% 以上の一般用途のアルミニウム。陽極酸化 一般器物、フィン、キャップ、1200 処理後の外観が、やや白っぽくなる以外は上記と同じ。
建材、熱交換器部品

2014
Cu を多く含むため、耐食性はよくないが、強度が高く、構 航空機、ギヤー、油圧部品、2017
造用材として使用される。鍛造品にも適用される。
ハブ
2024

物

1995

1100
1200

2032
2032 鍛造用合金。耐熱性があり、強度も高いが、耐食性は劣る。 航空機エンジン、油圧部品（2N01）

900

1985

1085
1080
日用品、銘板、照明器具、反射1070 純アルミニウムのため強度は低いが、熱伝導度および電気伝 板、装飾品、化学工業タンク類、1050 導度は高く、成形性、溶接性および耐食性がよい。
フィン、溶接線、導電材、箔地、
1230A
印刷版

2014
2017
2024

│

1975

1085
1080
1070
1050
1230A
（1N30）

食料品

1,200

0

1060 導電材で 61%IACS 保証。強度を必要とするときは 6101 を使用する。 ブスバー、電線快削合金。切削性が優れ、強度も高いが、耐食性が劣る。耐 ボリューム軸、光学部品、食性が要求される場合には，6262 系合金を使用する。
ねじ類

ダイカスト製品
鋳

1060

2011

鋳物・ダイカスト製品の需要の推移( 千トン )

例

2011

│

1975

途

化学工業

電気機器

0

用

1100 に比べて若干強度が高く、成形性も優れる。その他の日用品
特性は 1100 と同等。

日用品

50

材料特性の概要

AA

1100A
1100A
（1N00）

その他

100

合金呼称

JIS

Al

│

Mg
系

ピストン、シリンダーヘッド

湯流れよく、凝固収縮が少ない。硫酸陽極酸化処理により灰 溶接線、建築パネル、ブレージ
色に自然発色をする。
ング皮

中程度の強度をもった最も代表的な合金で、耐食性、溶接性、成形性が 一般板金、船舶、車両、建築、よい。とくに強度のわりに疲労強度が高く、耐海水性が優れている。
缶エンド、ハニカムコア

缶エンド

アルミニウムとは

62

合金呼称

合金
系統

Al

│

Mg
系

JIS

材料特性の概要

AA

用

途

例

Al-Si-Mg 系

金型
砂型

ブレーキドラム、ミッションケース、鋳造性、靭性良、強さのクランクケース、ギヤボックス、必要な大型鋳物用
船舶車両用エンジン部品

5086

5086

5154 より強度が高く、耐海水性の優れた非熱処理系溶接構
船舶、圧力容器、磁気ディスク
造用合金。

AC4B

AlSi8Cu3

Al-Si-Cu 系

金型
砂型

鋳造性、引張強さ良、伸び少、一般用

クランクケース、シリンダーヘッド、
マニホールド、航空機用電装品

強度は 3003 と同等であるが、光輝処理後の陽極酸化処理で 台所用品、カメラ、装飾品、高い光輝性が得られる。成形性、耐食性も良好である。
銘板

AC4C

Al-Si7Mg

Al-Si-Mg 系

金型
砂型

鋳造性、耐圧性、耐食性良

油圧部品、ミッションケース、フライ ホ イ ー ル ハ ウ ジ ン グ、 カ ー テ ン
ウォール、小型船用エンジン部品

AC4CH

AlSi7Mg0.3

Al-Si-Mg 系

金型
砂型

鋳造性、機械的性質良、 自動車用車輪、架線金具、航空機用
高級鋳物用
エンジン部品AC4D

Al-Si5Cu1Mg

Al-Si-Cu-Mg 系

金型
砂型

鋳造性、機械的性質、耐圧性良水冷シリンダーヘッド・ブロック、ク
ランクケース、燃料ポンプボディー、
航空機用油圧部品

AC5A—

Al-Cu-Ni-Mg 系

金型
砂型

高温の引張強さ良、鋳造性劣

空冷シリンダーヘッド、ディーゼル機
関用ピストン、航空機用エンジン部品

AC7A

AlMg5

Al-Mg 系

金型
砂型

耐食性、靭性、陽極酸化 架線金具、船用部品、彫刻素材、性良、鋳造性劣
事務機器、電装品

AC8A

AlSi12CuMgNi

Al-Si-Ni-Cu-Mg 系

金型

耐熱性、耐摩耗性、引張 自動車、ディーゼル機関用ピストン、
強さ良、熱膨張係数小船用ピストン、プーリー、軸受

AC8B

—

Al-Si-Ni-Cu-Mg 系

金型

耐熱性、耐摩耗性、引張
自動車用ピストン、プーリー、軸受
強さ良、熱膨張係数小

AC8C

—

Al-Si-Ni-Cu-Mg 系

金型

耐熱性、耐摩耗性、引張
自動車用ピストン、プーリー、軸受
強さ良、熱膨張係数小

AC9A

—

Al-Si-Cu-Mg-Ni 系

金型

耐熱性、耐摩耗性良、熱膨張
ピストン（空冷 2 サイクル用）
係数小、鋳造性、切削性劣

AC9B

—

Al-Si-Cu-Mg-Ni 系

金型

耐熱性、耐摩耗性良、熱膨張 ピストン（ディーゼル機関用）、
係数小、鋳造性、切削性劣空冷シリンダー

5110A
5110A
（5N01）

6061

リベット

熱処理型の耐食性合金。T6 処理によりかなり高い耐力値が得られるが、 船舶、車両、陸上構造物、溶接継手強度が低くなるためボルト、リベット構造用に使用される。
圧力容器

6063

6063

Si
系

代表的な押出用合金。6061 より強度は低いが、押出性に優れ、複 建築、ガードレール、高欄、
雑な断面形状の形材が得られ、耐食性、表面処理性も良好。
車両、家具、家電製品、装飾品

6101

6101 高強度導電用材。55%IACS 保証。

6151

とくに鍛造加工性が優れ、耐食性、表面処理性もよく複雑な
6151
機械、自動車部品
鍛造品に適する。

6262

6262

耐食性快削合金。2011 に比し耐食性、表面処理性が一段と カメラ鏡胴、気化器部品、優れ、6061 と同等の強度を有する。
ブレーキ部品、ガス器具部品

7072

7072

電極電位が低く、防食的クラッド皮材として主用されるが、 アルミニウム合金の合せ材の皮
犠牲陽極作用を利用して熱交換器フィンにも適用される。
材、フィン

7075

アルミニウム合金中最高の強度を有する合金の一つである
7075 が、耐食性は劣る。 7072 とのクラッドにより耐食性は改善 航空機、スキーストック
されるがコストが高い。

Zn

7475

7075 を高純度化して Fe、Si 量を抑え、破壊靭性を向上させた
航空機
7475
合金。特殊な加工熱処理を施すことにより、超塑性を発現する。

Mg
系

7050

7050

Al

│

ブスバー、電線7075 の焼入れ性を改善した合金で耐応力腐食割れ性に優れ航空機、高速回転体
る。厚板、鍛造品に適している。

溶接構造用合金。強度が高く、しかも溶接部の強度が常温放置によ 車両、その他の陸上構造物、
7204
7204
（7N01）り、母材強度に近いところまで回復する。耐食性もかなり良好。
航空機
7003

溶接構造用押出合金。7N01 より強度は若干低いが、押出性がよく、車両、オートバイリム
7003
薄肉の大型形材が得られる。その他の特性は 7N01 とほぼ同様。

Al

8021

8021

Fe
系

高 Fe を含有することで、 1230A（1N30）以上の高強度と包装用、電気通信用
伸びおよび箔圧延性を付与した箔用合金。

8079

8079

Fe および Si を含有することで、1230A（1N30）以上の強度包装用、電気通信用と伸びおよび箔圧延性を付与した箔用合金。

■鋳物用アルミニウム合金
種類の記 号

対応 ISO 記号

AC1B

63

AlSi10Mg

代表的用途

溶接構造用合金。実用非熱処理合金の中で最も強度の高い耐 船舶、車両、低温用タンク、食合金で溶接構造に適する。耐海水性、低温特性もよい。
圧力容器

Mg

│

AC4A

合金特性

5083

中強度の押出用合金。6061 と 6063 の中間の強度を有し、押出性、プレス焼入性とも優れ、複雑な形状の大型薄肉形材 車両、陸上構造物、船舶が得られる。耐食性、溶接性もよい。

│

鋳型の
区 分

5083

6005C
6005C
（6N01）│

合金系

5182 5082 に比べて、約 5% 強度が高く、その他の特性は 5082 と同等。 缶エンド

6061

Al

対応 ISO 記号

5182

5041
5041 リベット用合金。耐海水性良好。
（5N02）│

種類の記 号

AlCu4MgTi

合金系

鋳型の
区 分

Al-Cu 系

金型
砂型

合金特性

代表的用途

強度、靭性、切削性良

架線用部品、自転車部品、電装品、
航空機部品

鋳造性、引張強さ良、伸び小、一般用マニホールド、デフキャリア、ポン
プボディー、シリンダーヘッド、
自転車部品■ダイカスト用アルミニウム合金
種

類

記 号

合金系

アルミニウム合金
ダイカスト 1 種

ADC1Al-Si 系

耐食性、鋳造性がよい。耐力が 自動車メインフレーム・フロントパネル、幾分低い。
自動製パン器内釜

アルミニウム合金
ダイカスト 3 種

ADC3Al-Si-Mg 系

衝撃値および耐力が高く、耐食ホイールキャップ、二輪車クランクケー
性も ADC1 とほぼ同等で、鋳ス、自転車ホイール、船外機プロペラ
造性が ADC1 より若干劣る。

アルミニウム合金
ダイカスト 5 種

ADC5Al-Mg 系

耐食性が最もよく、伸び、衝撃 農機具アーム、船外機プロペラ、
値が高いが、鋳造性が悪い。
釣具レバー・スプール

アルミニウム合金
ダイカスト 6 種

ADC6Al-Mg-Mn 系

アルミニウム合金
ダイカスト 10 種

ADC10Al-Si-Cu 系

アルミニウム合金
ダイカスト 10 種 Z

ADC10Z

Al-Si-Cu 系

アルミニウム合金
ダイカスト 12 種

ADC12Al-Si-Cu 系

AC2A

AlSi5Cu3Mn

Al-Cu-Si 系

金型
砂型

AC2B

AlSi5Cu3Mn

Al-Cu-Si 系

金型
砂型

鋳造性良、一般用

バルブボディー、クランクケース、
クラッチハウジング

アルミニウム合金
ダイカスト 12 種 Z

ADC12Z

Al-Si-Cu 系

AC3A

AlSi12（b）

Al-Si 系

金型
砂型

流動性、耐食性良、耐力小

ケース、カバー、ハウジング等の薄肉
複雑形状のもの、カーテンウォール

アルミニウム合金
ダイカスト 14 種

ADC14Al-Si-Cu-Mg 系

アルミニウムとは

合金特性

代表的用途

二輪車ハンドレバー・ウインカーホル
耐食性は ADC5 に次いでよく、ダー、船外機プロペラ・ケース・ウォー
鋳造性は ADC5 より若干よい。
ターポンプ、磁気ディスク装置
機械的性質、被削性、鋳造性が自動車キャブレター・シリンダーブ
よい。
ロック、二輪車ショックアブソーバ・
ADC10 より耐鋳造割れおよび サイドカバー・クランクケース、農機
耐食性が劣る。
具ギヤケース・クランクケース・シリ
機械的性質、被削性、鋳造性が ンダーブロック、VTR フレーム、電動工具カバーケース、釣具ボディー、よい。
ガス機器ケース・カバー、エスカレー
ADC12 より耐鋳造割れおよび タークリート
耐食性が劣る。
耐摩耗性がよく、湯流れ性がよ 自動変速機用オイルポンプボディー、く、耐力が高く、伸びが劣る
二輪車インサート・ハウジングクラッチ

アルミニウムとは

64

SI：国際単位系
1. 語

源：（仏語）Le Système International d'Unités

2. 定

義：基本単位［m, kg, s, A, K, mol, cd］、補助単位［rad, sr］、組立単位＊および（英語）International System of Units

接頭語＊＊からなる一貫した単位系で国際的に統一されたもの。
＊組立単位

＊＊接頭語

（1）基本単位の組立単位：m2, m/s, m/s2など。

（2）固有名称をもつ組立単位：N, Pa, J, Hzなど。
SI単位の10の整数乗倍を構成するための記号。

G（ギガ, 109）, M（メガ,106）, k（キロ, 103）, m（ミリ, 10-3）など。

【表 1】 非鉄 JIS で使用するおもな SI 単位
SI 単位

量の名称

規格の特性値名称

質

質

量

kg

キログラム

―

kg

kg

荷

重

N

ニュートン

1N =1kg・m/s2

N, kN

kgf

N/mm2

―

1N/m2=1Pa =10-6N/mm2

N/mm2

kgf/mm2Pa

パスカル

1Pa=1N/m2 =10-6N/mm2

MPa

kgf/cm2

量力

応力

引張強さ、耐力

圧

力

水

圧、空

圧

記

号

読み方

定

義

実用記号

従来単位の記号【表 2】 従来単位から SI 単位への換算
特性値の名称荷

重

換式

特性値の丸め方=

9.80665 ×X（kgf）

引張強さ、耐力Y（N/mm2） =9.80665 ×X（kgf/mm2）

整数に丸める。

水Y（MPa）=0.0980665 ×

X（kgf/cm ）原則として小数以下 1 桁に丸める。

圧、空

圧

Y（N）

算

有効数字 3 桁に丸める。

2【表 3】 SI 単位から従来単位への換算
特性値の名称荷重

引張強さ、耐力
水65

圧、空アルミニウムとは

圧換Y（kgf）==Y（kgf/mm2） ==Y（kgf/cm2）

=

=

算

式

X（N）

X（N）

÷ 9.80665

× 0.101972

X（N/mm2）÷ 9.80665

X（N/mm2）× 0.101972
X（MPa）X（MPa）

÷ 0.0980665

× 10.1972