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【アルミ合金】4000系アルミニウム(アルミシリコン合金)の特徴と用途

金属の種類について
 最終更新日

前回に引き続き、アルミ合金の種類を1000番ごとにご紹介していきます。 3000系アルミニウムについてご紹介した記事に続き、今回は4000系アルミニウムについて、性質や主な用途についてご紹介いたします。

アルミニウムの種類について

アルミニウムは純アルミニウム、他の金属素材と合成したアルミ合金とそれぞれ1000番ごとに型番が決められています。
純アルミニウムは1000番台、2000番台以降はアルミニウムと合成する成分の違いにより区切られます。

型番1000系アルミニウム2000系アルミニウム3000系アルミニウム4000系アルミニウム5000系アルミニウム6000系アルミニウム7000系アルミニウム8000系アルミニウム
概要純度99%以上のアルミニウム(純アルミニウム)アルミニウムに銅を合成したアルミ合金アルミニウムにマンガンを合成したアルミ合金アルミニウムにシリコンを合成したアルミ合金アルミニウムにマグネシウムを合成したアルミ合金アルミニウムにマグネシウムとシリコンを合成したアルミ合金アルミニウムに亜鉛とマグネシウムを合成したアルミ合金他のアルミニウム合金にリチウムを添加する
合成物なし(シリコンや鉄がわずかに含まれる銅(+マグネシウム)
マンガン
シリコンマグネシウムマグネシウム、シリコン亜鉛、マグネシウムリチウム(添加)
特徴導電性や加工性、耐食性、溶接性に優れるが強度が低いアルミニウムよりも強度が高いが耐食性が低下するアルミニウムの加工性や耐食性を下げずに強度をやや上げることができる耐熱性、耐摩耗性に優れつつ融解しやすくなるアルミニウムよりも強度と溶接性が高くなる強度や耐食性に優れている反面、熱伝導率の高さにより溶接を行うと溶接部分以外の箇所が熱変性を起こす熱処理を加えることでアルミ合金の中でも極めて高い強度を持たせることができるアルミニウム合金の強度をさらに高めることができる
用途装飾品や工業用タンクなど航空機や機械部品などアルミ缶など鍛造用ピストン材料や外装パネルなど調理器具や厨房用製品、船舶資材など建築用サッシや自動車部品など航空機や車両など航空機など

4000系アルミニウム(アルミシリコン合金)とは

4000系アルミニウムはアルミニウムとシリコンを合成したアルミニウム合金です。 4000系アルミニウムは他のアルミ合金よりも融点が低く、溶接溶加材やろう材として使用されるほか、銅やマグネシウム、ニッケルなどをさらに添加して耐熱性を上げ、自動車などに利用する鍛造ピストンにも用いられています。

4000系アルミニウム(アルミシリコン合金)の特徴

4000系アルミニウムは耐熱性、耐摩耗性に優れており、他のアルミ合金と比較して膨張率係数が小さく融点が低いという特徴を持っています。シリコンを添加することによってさらに熱膨張率を抑えて耐熱性を向上させることができ、溶接ワイヤーとして用いられています。

アルミ合金で比較した4000系アルミニウムの特徴

切削性
熱伝導性
導電性 
耐食性
強度

4000系アルミニウム(アルミシリコン合金)の用途

4000系アルミニウムは他のアルミ合金よりも代表的な型番の種類が少なく、A4032が主に使用されています。

A4032

A4032は4000系アルミニウムを代表する型番で、耐熱性を高めつつ熱膨張係数が他のアルミ合金より8割程度に抑えられています。この熱膨張係数の低さからA4032は熱間鍛造にも優れており、溶接溶加材以外にも鍛造されて自動車などの鍛造ピストンとしても使用されています。

A4032に熱間鍛造が用いられる背景には、先程挙げた熱膨張係数の低さが挙げられますが、A4032は熱を加えずに金属素材を変形させる冷間加工性が低いことも理由の一つでした。冷間加工の技術進歩により、A4032への冷間加工も可能となってきましたが、A4032自体を改良する目的で開発されたのが「A4Y32」です。

主な用途:溶接溶加材、ろう材、鍛造ピストン

A4Y32

A4Y32は「高強度耐摩耗アルミ合金」とも呼ばれており、A4032の改良を目的として開発されました。A4032は耐摩耗性と熱膨張率の低さがアルミ合金の中でも優れているため、自動車の鍛造ピストンの素材として使用されてきました。自動車業界の発展と品質向上、軽量化のニーズに伴い、A4032よりも機械的強度と冷間加工性を向上させたものがA4Y32です。 主な用途はA4032ほぼ同等ですが、4000系アルミニウムの代表例としてはA4032のみが紹介されるケースがほとんどです。

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