ダイカストは、溶けた金属を素早く複雑な形状にする高精度の金属成形プロセスです。鋳造は、アルミ合金などの溶融金属をダイカストマシンで精密金型に高速充填。その後、高い圧力をかけることで、高精度で鋳肌の優れた鋳物を短時間で大量に生産します。
最も広く使用されているダイカスト合金のいくつかを調査しながら、その価値を考えてみよう。
「最新の研究によると、自動車、電子機器、通信機器などの放熱に使用される加圧ダイカスト（HPDC）アルミニウム合金は、その需要が高まっている。需要の増加に伴い、研究者はアルミニウム合金の熱伝導率について探求している。"
ソース Liu, Yixian, and Shengwu Xiong."Research Progress on Thermal Conductivity of High-Pressure Die-Cast Aluminum Alloys.".Metals, vol. 14, no.4, Mar. 2024, p. 370. https://doi.org/10.3390/met14040370.
例えば、A380（ADC12）はアルミダイカストで90%以上の生産量を占めている。他の合金には独自の利点があります：A360は薄肉部品に最適で、AlSi9Cu3はピストンやギヤに強く耐摩耗性に優れています。
寸法精度の高さ、鋳肌の良さ、設計の自由度の高さなど、砂型鋳造や重力鋳造など他の鋳造法では得られない優れた品質が得られる。
アルミダイカストとは？
アルミダイカスト は高精度の製造方法である。これは他のアルミニウム合金と一緒に、溶融金属でさまざまな部品を作成するために使用されます。この工程は通常、次のようなステップを踏む：
- 金型製作
- 金属の溶解
- 射出と凝固
- 部品の排出と仕上げ
アルミニウムダイカスト合金
| 合金 | 構成 | プロパティ | アプリケーション | 公差レベル（代表値） |
| A380 (ADC10) | 92.5% Al、7.5% Si | 優れた鋳造性と耐流動性 | * エンジンブロック、トランスミッションハウジングブラケット消費財 | ±0.004″ - ±0.008″ |
| A360 | 90-92% Al, 7-8% Si | より良い流動性と圧力の締まり | 薄肉部品 油圧部品 | ±0.004″ - ±0.010″ |
| A383 (ADC12) | 85-89% Al, 11-13% Si | A380より耐食性が向上 * A380より機械的強度が低い | * A380と同様の用途、 | ±0.003″ - ±0.008″ |
| AlSi9Cu3 | 85-87% Al, 9-11% Si, 3-4% Cu | * 高い強度と耐摩耗性 | * エンジン部品（ピストン、シリンダーヘッド） | ±0.002″ - ±0.006″ |
| AlSi10Mg | 89-90% Al, 9-11% Si, 0.3-0.5% Mg | * 耐食性の向上 | * 舶用機器 | ±0.003″ - ±0.008″ |
| A413.1 | 90-94% Al, 4-6% Si | * 高い強度と延性 | * 自動車部品 航空宇宙部品 | ±0.002″ - ±0.005″ |
| A356.2 | 91-93% Al, 7-9% Si, 0.2-0.35% Mg | * 優れた強度と耐摩耗性 | * エンジン部品およびポンプハウジング | ±0.003″ - ±0.007″ |
注： 公差レベルは、設計、肉厚、特定のダイカストメーカーによって直接異なります。ダイカストメーカーに相談するのが最善の方法です。
アルミダイカスト合金｜ADCマテリアル
アルミニウムダイカスト合金の機械的特性
| 合金 | エロンゲーション（%） | 引張強さ (MPa) | 降伏強さ (0.2% MPa) | 衝撃強度 (J) | せん断強度 (MPa) | 硬度（HB） |
| ADC1 | 中程度 | 170-210 | 120-150 | 特になし | 特になし | 70-85 |
| アナログデジタル変換器 | 中程度 | 240-280 | 180-220 | 2.0-4.0 | 特になし | 80-95 |
| アナログデジタル変換器 | 高い | 特になし | 特になし | 高い | 特になし | 特になし |
| アナログデジタル変換器 | 特になし | 特になし | 特になし | 特になし | 高い | 85-100 |
| ADC10 | 中程度 | 260-300 | 200-240 | 2.5-3.5 | 特になし | 90-100 |
| ADC10Z | 中程度 | ADC10に類似 | ADC10に類似 | ADC10よりわずかに低い | 特になし | 85-95 |
| ADC12 | 中程度 | 240-280 | 170-210 | 2.0-3.0 | 特になし | 85-95 |
ADC1
降伏強度はやや低いので、高い強度を必要とする部品には向かない。ただ、前述のように鋳造性が良いため、複雑な形状や薄肉には向いていると言われているが、使用されることは非常に少ない標準的な材料である。
アナログデジタル変換器
かなり良好な電気めっき特性を持ち、耐摩耗性と機械加工性に優れている。また、強度特性や高温での気密性にも優れている。耐圧性に加え、特に引張強さと耐衝撃性に優れ、強度を必要とする用途に有用である。
耐食性もまた ADC1ADC1ほどではないが、鋳造性は良好である。他の類似合金はA360.0と同等である。
アナログデジタル変換器
耐食性は非常に優れているが、鋳造性は良くないので、複雑な形状の製品には適さない。機械的性質としては、伸びと衝撃値のパラメーターが良いので、強度が必要な場合に検討できる。
アナログデジタル変換器
耐摩耗性と被削性に優れ、研磨性も良い。515.0に相当する合金である。
ADC10
良好な被削性と鋳造性に加え、添加元素としてCuを加えることで強度も向上。強度と鋳造性に優れたバランスのとれたアルミダイカストです。
優れた機械的特性と優れた耐圧性を持つ製品を製造できるため、しばしば使用される。しかし ADC12合金としてはA380.0に相当する。合金としてはA380.0と同等。
ADC10Z
に似た特性を持っている。 ADC10 アルミダイカストとしては、鋳造性や機械的強度などの点で劣るが、不純物として亜鉛を含むため、耐鋳造割れ性や耐食性でやや劣る傾向がある。
末尾にZが付く材料は、不純物として最大3%の亜鉛（Zn）を含む可能性のあるアルミダイカスト材料で、海外規格に準拠して作られている。
ADC12
ADC12は、アルミダイカスト用として機械的性質、被削性、鋳造性に優れたバランスのとれた合金種です。アルミダイカスト生産量の90%以上がADC12と言われており、そのほとんどが自動車部品に使用されています。
このため流通性がよく、価格や入手のしやすさの面でも有利な素材である。しかし、弱点としては耐食性、陽極酸化特性、化成皮膜特性などがある。しかし、電気メッキ特性は非常に優れている。
アルミダイカスト製造工程
デザイン
多くのことを事前に決めておく必要がある。まず、デザインは可能か。採寸から肉厚の決定、一体型にするかパーツにするか。この事前の打ち合わせは、製品の仕上がりや納期に大きく影響する重要な作業です。CADによる凝固解析を行い、最適な製品形状と鋳造計画を作成します。
金型製造
その決定に基づいて、アルミダイカスト金型の製作を開始します。製品の大きさ、複雑さ、加工性などを考慮し、CNC加工機、放電加工機、レーザー加工機、金型研磨、格子加工、金型取付、組立などの関連工程を経て製造します。
ダイカスト金型をダイカストマシンに入れる
ダイカスト金型が完全に完成したら、金型トライアルを開始する必要があります。アルミダイカスト金型をダイカストマシンに入れ、各半分をマシンに適切に固定し、冷却チャネルを接続し、位置を供給し、鋳造プロセスを開始する前にすべてのdetalをチェックします。
解散
合金インゴット（AC4CまたはAC7A）または同素材のリターン材を溶解炉に入れ、溶解する。溶けた合金（溶湯）からガスや酸化物などの不純物を取り除く。溶解温度は約660℃、鋳造温度は700℃以上。鋳湯の温度は品物の大きさによって決まります。
キャスティング
溶融した金属を引き上げ、金型に流し込み、冷却装置で凝固させる。ダイカスト金型を開き、ロボットとエジェクターシステムで凝固した鋳物を取り出す。製品に不要なスプルーやコールドウェル、フラッシュを切り取る。切り取ったスプルーやコールドウェルは、溶かして再利用することで、リターン材として使用できる。
終了
製品として出荷できるように、矯正、研磨、塗装を行います。必要に応じて、寸法精度を出すための追加工を行うものもあります。また、アルマイト、塗装、メッキなどの表面処理も行います。
アルミダイカスト部品の強度を高める方法
アルミダイカスト部品は、すでにある程度の強度を持っています。しかし、表面処理を施すことで、さらに強度を高めることができます。表面処理には様々な方法がありますので、部品の要求に応じて適切な方法を取り入れてください。
注：この表は合金元素を強調したもので、表面処理を強調したものではない。
メタルトリートメントとそのメリット
| 金属処理 | 効果 | アプリケーション |
| 銅＋シリコン（合金） | 強さを増す | 航空機部品 |
| マンガン（合金） | 強度アップ、錆びにくさ、加工のしやすさ | アルミ缶 |
| マグネシウム（合金） | 錆びにくく、加工が容易 | 船舶、車両 |
| マグネシウム＋シリコン（合金） | 強度アップ、錆びにくさ | 建築用サッシ |
| 亜鉛（めっき） | 大幅な筋力アップ | 航空機部品、鉄道車両 |
注釈
- 銅＋シリコンは合金で使用され、塗装はされていない。
- 塗装は通常、これらの金属に対する処理として、列挙された利点を達成するために使用されることはない。
- アルミダイカストの強度は、メッキによって表面硬度を高めることで向上させることができる。
- ダイカストは砂型鋳造やダイカストよりも強度が高い。他の鋳造法に比べて冷却速度が速く、鋳造組織が細かい。
アルミダイカストの利点
アルミダイカストには主に6つの利点があります。
- 大量生産に適している
- 寸法精度は最高
- 鋳物の表面は最も滑らかだ。
- 薄肉製品の製造も可能だ。
- 目的に応じて、異なる特性を持つ素材から選ぶことができる。
- 用途に応じてメッキ、化成処理、アルマイト、塗装など様々な表面処理が可能。
また、複雑で精度が要求される製品でも、鋳型に金属を流し込むという一工程で製造できる。その結果、生産性が高く、低コストで大量に製品を製造することができる。
ただし、鋳造後の加工や仕上げが必要となる。ダイカストは他の鋳物に比べて寸法精度が高い。表面が滑らかに仕上がるため、鋳造後の加工が不要な場合もあります。
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