金属加工・金属切削加工

マグネシウム合金の特徴 最も軽量で比強度最大の合成金属

2017.04.09

マグネシウム合金は実用金属の中で最も軽量で比強度が最大の合金です。
材料のマグネシウムも地球上に豊富に存在しており、入手しやすいことから様々な分野で注目を浴びています。
軽い金属の代表であるアルミよりも軽い金属です。
近年、省力化や軽量化を目的にマグネシウム合金か注目を集めています。
しかし、マグネシウム合金には火災などの切削加工リスクがあり、加工業者が限られているのが現在の課題です。

マグネシウム合金の特徴

1.実用金属の中で「最も」軽量で、比強度が最大

マグネシウムは、実用金属の中で一番軽い素材で、地球上においては6番目に豊富な金属です。
軽くて入手しやすいためその利用可能性は金属の中でもトップクラスです。
マグネシウムの比重はチタン(4.51g/cm3)の約2/5、1.74g/cm3と、鉄(7.87g/cm3)の約1/4、アルミニウム(2.70g/cm3)の約2/3、の軽さです。
近年では、マグネシウムよりも軽いリチウムを加えた合金による、軽量な板材も作られています。

今まで鉄などの「重い」金属が使われていた多業界で、部品をマグネシウム加工品に変えて軽量化することにより、使用感や安全性の向上、事故の防止やエネルギー削減など、様々な領域でのアップグレードに貢献しています。
また軽い一方で、比剛性・比強度が鉄やアルミニウムより優れています。 そしてこれがマグネシウムの最大の特徴です。

2.優れた耐くぼみ性

マグネシウム合金は、加工硬化率が高い性質を持っています。
これは、金属に力を与えると塑性変形によって硬さが増す現象のことで、ひずみ硬化とも呼ばれます。
物体が衝突した時にできる凹みは、アルミニウム合金などに比べて小さい材料です。
マグネシウム合金を使用しているデジタルカメラや携帯電話などの小型家電は凹みにくいです。
優れた耐くぼみ性を持つマグネシウム合金は、耐久消費財に向いている金属材料と言えます。

3.優れた振動吸収性

簡単に説明すると、材料が振動を受けた時に、その振動を吸収、または外部へ放出させる力のことを言い、マグネシウムとマグネシウム合金は特にその能力に優れています。
これに関しては、実用金属中最大の振動吸収性(減衰能)を持っています。
その性能は純度の高いマグネシウムほど高くなります。
振動するとよくないハードディスク・CD・MDなどに使われるのは、このような特性であるからです。
また、自動車のホイールやステアリングなどに使われているのも、同じ理由からです。

4.安定した電磁波シールド性

電磁波というのは、電波や磁場から起こる波動のことで、我々の周りにある光や、浴びると危険な放射線も、電磁波の一種です。
これらの波動を長時間浴び続けることによる、体の不調や機械の不具合を防止するために、電磁波シールドが使われています。
マグネシウム合金は、30~200MHzの域で、90~110dBの安定したシールド効果を発揮します。

5.優れた寸法安定性

マグネシウム合金の特徴として、「比熱が小さい」「熱しやすく、冷めやすい」ということが挙げられます。
比熱とは、物質1g の温度を1℃(K上昇させるのに必要な熱量のことです。
加えて、マグネシウム合金は寸法安定性にも優れており、150℃で100時間過熱した場合でも、変化量は6×10-6と小さい特徴があります。
また、100℃以下ではほとんど変化しません。

6.優れた切削性

マグネシウム合金は、切削抵抗が小さく、加工しやすい材料です。
それによって機械で加工する時間も短くなり、動力を節約し、結果的に工具の寿命も延ばしてくれます。
※所要切削動力指数(素材を削るために、工具が必要とする力を数値化したもの)を比較すると…
・マグネシウム合金:1.0
・アルミニウム合金:1.8
・銅:6.3
マグネシウム合金はアルミニウム合金よりも少ない力で削ることができます。

7.リサイクルできる

マグネシウムは、ダイカスト製品にも使われており、もちろん不良品や切削屑などが出てきます。
そうすると加工途中で発生するスクラップのリサイクルが不可欠になってきます。
マグネシウムはアルミニウムと同様に、新塊製造時のわずか4%のエネルギーでリサイクルすることが可能です。
しかしマグネシウムの再生は、アルミニウムなどと異なり高度な技術が必要になります。
そのためマグネシウム業界において今、最も注目されているのが再生部門です。

マグネシウムの用途

マグネシウムはアルミニウム合金へ添加され使われることが多く、全需要量のおおよそ4割を占めています。
マグネシウムを主として製品などへ使う場合は、アルミニウムや亜鉛などを加えた、マグネシウム合金として使用されます。
マグネシウム合金の具体的な製品用途例としては、ステアリングホイール・エンジンブロック等の自動車、航空機・ノートパソコン・
携帯電話・一眼レフカメラの電子機器部品、杖・車椅子などの福祉用品があり、その需要は年々増えていっています。
多くの場合が軽量化を目的として使われているのです。

マグネシウム合金には上記の通り多くのメリットがあります。
またマグネシウム合金は種類も豊富です。
用途に合ったマグネシウムもあるかと思います。
ぜひ一度ご相談ください。

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