金属加工・金属切削加工

アルミとステンレスの比較

2018.06.18

機械部品は用途により、使用材料を選定しています。
樹脂と比べて金属は丈夫であったり、熱伝導率がよかったり、電気を通したり、寸法変化しにくかったりと様々な特徴があります。
それらを総合して必要な条件を満たした材料を選定することになります。
弊社では日々様々な金属を切削加工していますが、使用条件を確認させて頂くと別材料で条件をクリアしながらもコストが下がる、あるいは納期が早くなるといったケースを目にすることがあります。
お問い合わせ頂く際は可能な限り使用条件や必要時期を教えて頂ければ弊社より提案出来る場合がございます。

アルミとステンレス共通の特徴

ここではアルミとステンレスの材質の特徴に着目して素材選定するヒントとなるよう記述します。
切削加工で使用されるアルミとステンレスで共通の特徴として酸化被膜(不動体皮膜)で薄く覆われていることが挙げられます。
この薄い膜は耐食性を持つ為錆びない特徴を持ち、傷が付いても再生されます。
鉄などの金属はメッキをしないと錆びる為、機械部品としてはアルミ、ステンレスは腐食を避けたい場面では特に使用されることが多いです。

上記はアルミとステンレスの共通の特徴です。
以下にアルミ、ステンレスそれぞれの違いを記載します。

アルミとステンレスの比較

◇重さ
アルミの比重おおよそ2.7、ステンレスの比重おおよそ7.9ですのでアルミはステンレスの約1/3の重量となります。
(参考までにSSは比重約7.8ですので、ステンレスと鉄に大きな重量の差はありません)

◇外観
ステンレスはアルミに比べて外観に光沢があります。
アルミはステンレスに比べるとマット調の外観となります。
ヘアラインなどの仕上げは双方可能ですが、ステンレスの方が光の反射があります。
通常バフ研磨などの表面仕上げはステンレスに行います。

◇熱伝導率
アルミは熱伝導率の良い材料として知られています。
身近な所で言えば鍋などにも使用しようされていますが、これは温まりやすい性質を利用したものです。
我々の業界ではこの熱伝導率の良い材料はヒートシンク(放熱器)として使用されることがよくあります。
一方ステンレスはアルミに比べて熱伝導率が悪いですが、逆にいうと熱が逃げにくいとも言えます。

◇強さ
アルミはステンレスに比べて傷がつきやすいと言えます。
外部からの力にも影響を受けますので、力を加えると凹んだりたわんだりという変形が起きやすいです。
その点ステンレスは強度があるので、耐久性が求められる条件下での使用例が多いです。
しかしながら単位重量あたりの強度はアルミが優れているので、航空機などの輸送機器や建築関連部品にもよく使用されます。

◇磁性
アルミには通常磁性がありませんが、ステンレスは配合組織により磁性を持つ種類があります。
ステンレスにはオーステナイト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、フェライト系ステンレス、
析出硬化系ステンレス等があり、通常オーステナイト系ステンレスには磁性がありませんが、マルテンサイト系ステンレスやフェライト系ステンレス等には磁性があります。
但しオーステナイト系ステンレスでも切削加工などの外部からの影響により内部組織が変異することで磁性を持つこともあります。

◇導電率
一般的に導電率の高い材料としては電線等に用いられる銅が知られていますが、アルミもよく通電します。
しかしながらアルミにアルマイト処理※を行うと絶縁被膜なので通電しません。
一方ステンレスは導電体ではありますが、アルミに比べると通電量は多くありません。
※ステンレスには通常表面処理を行いませんが、アルミはステンレスに比べると腐食しやすく、摩耗しやすいのでアルマイトという人口の酸化被膜を生成して保護します。
アルマイトは耐食性の工場、強度の付与だけではなく、滑りやすくしたり絶縁体にしたり、着色したりといった目的がありますので、一度弊社にご相談ください。

◇加工性
アルミは番手にもよりますが、加工性の良い素材です。
ステンレスは実は難削材として分類されています。
一般的に切削加工するときは蓄熱しやすいので、チップや刃物に悪影響が生じます。
弊社ではステンレスの各番手により加工方法を微調整することで形状を再現しております。
また溶接に関してはアルミの方が熱伝導率やアルミの酸化被膜(不動体被膜)が影響するのでステンレスに比べて難しいです。

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