マグネシウム合金とは そして、いつ使用すべきでしょうか？

マグネシウムが主成分です。一般的な添加元素としては、アルミニウム、亜鉛、マンガン、希土類元素、イットリウム、ジルコニウムなどが挙げられます。添加元素の種類と不純物の許容限度は、鋳造性、強度、延性、クリープ耐性、結晶粒構造、腐食挙動を変化させるために選択されます。正確な化学組成は合金規格によって規定されます。

どちらにも絶対的な勝者はいません。どちらの合金にも、鋳造品と鍛造品のグレードが数多く存在します。マグネシウムは単位質量あたりの強度に優れていることが多い一方、アルミニウムは一般的に弾性率が高く、強度範囲が広く、供給体制も充実しています。グレード、焼き戻し、製品形状、温度、疲労要件、完成形状など、正確な条件を比較検討してください。

マグネシウムは鉄錆を形成しませんが、腐食する可能性があります。水分、塩分、不純物、コーティングの損傷、貴金属とのガルバニック接触などが重要な要因となります。耐久性のある設計には、適切な合金純度、排水性、ガルバニック絶縁、前処理、コーティング、シーリング、そして代表的な腐食試験を組み合わせることが重要です。

マグネシウムは燃焼する可能性があるが、その形状が重要となる。巨大な完成品は、リボン、切粉、粉塵、粉末とは全く異なる。機械加工や仕上げ加工では、容易に引火する微粒子が発生する可能性があるため、実際の工程に基づいて、可燃性金属の回収、清掃、保管、および緊急対応対策を講じる必要がある。

どちらも一般的なマグネシウム・アルミニウム合金ダイカスト材です。AZ91Dは汎用性の高い鋳造性とバランスの取れた特性で知られ、AM60Bは延性やエネルギー吸収性がより重視される場合によく用いられます。どちらを選ぶかは、肉厚、荷重、腐食システム、鋳造品質、接合方法、および適用される規格によって異なります。

多くのマグネシウム合金は、レーザー溶接を含む適切なプロセスによって溶接できますが、溶接性は合金の種類や製造工程によって異なります。表面酸化物、水分、鋳造時の気孔率、蒸発、接合部の密着性、遮蔽性、割れやすさなどは、適切な手順と関連する検査によって管理する必要があります。

マグネシウム合金すべてに共通する単一の温度範囲は存在しません。性能は、合金の種類、製品形状、応力、暴露時間、クリープ限界、酸化／腐食環境、および要求される残留特性によって異なります。従来のMg-Alダイカスト合金と高性能希土類系合金では、性能範囲が大きく異なります。

軽量化と一体型形状によるメリットが、材料費、工具、腐食防止、防火対策、供給認定といった追加的な負担を上回る場合に、マグネシウムを選択するのが良いでしょう。特に、複雑な繰り返し鋳造品、携帯製品、可動部品など、断面設計の変更によって低密度を活かせる用途において、マグネシウムは有効です。

マグネシウムの原材料は、質量ベースで比較すると、一般的なアルミニウムよりも高価で価格変動も大きい場合が多いですが、マグネシウム部品は同じ体積であれば質量が少なく、部品の統合や加工時間の短縮につながる可能性があります。完成品の総コスト、工具費、歩留まり、コーティング、検査、接合、スクラップ回収、供給リスクなどを比較検討してください。