A7075（超々ジュラルミン）の切削加工。バンテックの加工事例を紹介します。
A7075は、高い強度と軽量性を持ったアルミニウム合金です。優れた特性を兼ね備えていることから、航空宇宙産業、自動車、産業機械、さらにはスポーツ用品に至るまで幅広い分野で用いられています。一方で、加工が難しく、他のアルミニウム合金に比べてコストがかかる、といった課題もあります。
本記事では、A7075の特徴や用途、他のアルミニウム合金との違いについて解説し、最後にバンテックでの加工実績を紹介します。
A7075の特徴
A7075とはどのような金属なのか、A7075を使用するメリットやデメリットについて解説します。
A7075とは
A7075はアルミニウムを主成分とし、亜鉛、銅、マグネシウムを添加した材料です。アルミニウム合金のなかでも非常に高い強度を持ち、通称「超々ジュラルミン」と呼ばれています。
A7075を使用するメリット
強度が高い
A7075の最大の特徴は強度にあります。一般的には、アルミニウムは鉄系の素材に比べて強度が低いという欠点があります。しかし、A7075はアルミニウム合金のなかでも非常に高い引張強度（材料を引っ張る力への耐久性）や耐疲労性を持っています。
一般的なアルミ合金（A5052）の強度（引張強度）は260 N/mm²ですが、A7075は570 N/mm²あります。また、ステンレス鋼（SUS304）の520 N/mm²と比較しても高い強度を持っていることがわかります。
切削性が良い
A7075は切削性に優れているため、複雑な形状の部品加工にも対応可能です。切削加工の難易度の目安である被切削指数を比較すると、炭素鋼が55～70、快削ステンレス（SUS303）が65、汎用アルミ（A5052）が180です。一方、A7075の被切削指数は120となっており、A5052ほどではありませんが比較的切削しやすい材料になります。
軽量である
軽量性もA7075の大きな魅力の一つです。SUS304の比重が7.8に対して、A7075の比重は2.8です。軽量化は燃費向上や操作性の向上につながるため、特に自動車産業や航空産業で高く評価されます。
A7075を使用するデメリット
コストが高い
A7075は汎用アルミに比べて材料コストが高く、加工コストも高くなります。切削性は良好ですが、硬度が高く、工具が摩耗しやすかったり、精度出しのため粗びき加工や仕上げ加工が必要なためです。
耐食性が低い
A7075は1.2～2.0%の銅を含むため、酸化しやすく耐食性は高くありません。腐食の可能性が高い環境で使用する際にはアルマイト処理などの追加の表面処理が必要です。
アルマイト処理については別記事「アルマイト処理の特徴を解説！ バンテックでは表面処理までワンストップで対応します」をご参照ください。
溶接性が低い
A7075は溶接を必要とする用途には適しません。溶接を施すと割れが発生してしまう可能性があります。接合にはリベットや機械的な手法が採用されます。
A7075の用途
A7075は強度と軽量性が求められるさまざまな分野で広く利用されています。
航空機のフレーム：軽量かつ強度が求められる機体構造部品
高性能自動車のパーツ：サスペンション部品やシャーシ部品など、耐久性と軽量化が重要な部品
スポーツ製品：高強度が必要なゴルフクラブや自転車フレーム
精密機器：カメラや光学機器の高精度パーツ
他のアルミ材との違い
A2017（ジュラルミン）やA2024（超ジュラルミン）はA7075と違って亜鉛が含まれていません。また、銅とマグネシウムの添加量が異なります。A7075に比べると強度が劣ります。
A3003はマンガンを含んでいます。溶接性、耐食性に優れます。成形性に優れることから、成形加工に用いられることが多い合金です。切削加工にはあまり使われません。
A5052は切削加工しやすいですが、強度はあまり高くありません。最も一般的なアルミニウム合金で入手性が良いというメリットがあります。
このようにアルミニウム合金ごとに特徴が異なるため、用途によって選択する必要があります。A7075の採用をお勧めする場合は、例えばステンレス鋼と同等レベルの高い強度を求める場合や、軽量化を図りたい場合などです。耐食性が低い点については表面処理で補うことが可能です。他のアルミニウム合金より材料コストや加工コストは高くなりますが、A7075を使用することで、長期間の使用に耐えうる製品を製造できます。
アルミニウム合金の比較まとめ
当社の加工事例
バンテックで受注したA7075製品の加工事例を２つ紹介します。
加工事例①
用途：機械メーカー向け試作品
材質：A7075
加工ポイント：
マシニング加工ですべて仕上げました。
切削加工の際には、A7075の硬度を考慮し、工具の摩耗や表面精度の低下に留意する必要があります。精度を出すため一度荒引き加工を行った後に仕上げ加工を施しました。
工具の選定や加工速度の設定についても最適化を行っています。
寸法、穴径、幾何公差、表面精度などを測定し、図面要求を満たしたことを確認したうえで納入しました。
加工事例②
用途：機械メーカー向け試作品
材質：A7075
加工ポイント：
チャッキングが非常に難しい製品でしたが、工夫を施して製品を固定し加工を行いました。また薄物形状のため、反りの発生にも細心の注意を払いました。アルミニウム合金のなかでも特にA7075 は反りやすいため、切り込みを遅くするなど加工条件を適切に設定しています。
アルミニウム合金は融点が低く、延性も良いので、工具の切刃に溶着して加工性が悪化することがあります。本製品でも適切な冷却と切粉の排出を行い、精度を確保しました。
その他の加工事例についてはこちら「実績紹介」をご覧ください。
まとめ
A7075は、優れた強度、切削性、軽量性により、さまざまな分野で利用されています。一方で、コストや耐食性、溶接性といった課題もあるため、用途に応じた適切な材料選定や加工が求められます。
バンテックでは、A7075の特性を最大限に生かした高品質な製品の製作を通じてお客様のニーズにお応えしています。A7075の切削加工をお考えの際には、ぜひバンテックにご相談ください。
