亜鉛ダイカストとアルミダイカストのコア技術の比較
发布时间2025-02-19 分类広報 浏览量758
現代製造業では、自動車、電子機器、航空宇宙など多くの分野でダイカスト鋳造技術が広く使用されています。亜鉛ダイカストとアルミダイカストは、ダイカストプロセスの2つの主要な流れとして、製造業における2つの明るい真珠のように、それぞれが独特の光を発し、異なる利点と適用シーンを持っています。エンジニアにとって、製品の設計と生産において、ダイカスト技術の正確な選択は非常に重要であり、それは製品の性能が優れていること、コスト管理が合理的であること、生産効率が期待に応えられることに直接関係しています。この記事では、亜鉛ダイカストとアルミダイカスト技術について、材料特性、プロセスパラメータ、コスト構成などの比較の次元から詳細に分析し、エンジニアのための包括的かつ詳細な選択の意思決定の参考資料を提供します。
技術的原則
(i) 亜鉛ダイカストの原理
亜鉛合金を液体状態に加熱し、高圧を利用して精密金型キャビティに素早く注入し、その後素早く冷却し、高圧下で凝固させて亜鉛合金ダイカストを得る。亜鉛合金は融点が比較的低いため、ダイカスト鋳造の際に液流が起こりやすく、金型への充填が容易です。
(ii) アルミニウムダイカストの原理
アルミニウム加熱して溶融させ液体状態にした後、ダイカストマシンを通して高圧をかけ、高速で金型キャビティに充填させ、加圧下で冷却して結晶化させ、必要なアルミニウム合金をダイカスト鋳造します。アルミニウム合金はその特性上、ダイカスト鋳造では鋳造品の品質を確保するため、温度と圧力のパラメータ制御に注意を払う必要があります。
コア・パラメーター比較表
| 比較次元 | 亜鉛ダイカスト | アルミダイカスト |
|---|---|---|
| 密度 (g/cm³) | 6.6-7.1 | 2.6-2.8 |
| 融点 (℃) | 380-420 | 580-660 |
| 引張強さ（MPa） | 220-420 | 160-310 |
| 熱伝導率 (W/m-K) | 110-130 | 90-150 |
| 金型寿命（金型回数） | 1,000,000+ | 100,000-200,000 |
| 表面粗さ Ra(μm) | 0.4-0.8 | 0.8-1.6 |
| 単価 | 高い | 比較的低い |
| 最小肉厚（mm） | 0.5 | 1.0 |
| サイクルタイム（秒） | 5-15 | 15-30 |
主な技術の違いの分析
1.物性の比較
- 亜鉛合金の利点
密度は炭素鋼（7.1g/cm³）に近く、衝撃強度はアルミ合金の2.5倍である。自動車用ステアリングナックルの疲労寿命はZA-8合金採用により40%向上した。 - アルミニウム合金の利点
比強度が120～150であるため、新エネルギー・バッテリー・トレイのような軽量化の場面では代用がきかない。
2.プロセス・システムの違い
- 溶解方法
ホットチャンバーダイカスト（炉一体化）を使用した亜鉛合金のエネルギー消費量は、アルミコールドチャンバープロセスよりも35%低い。実測データによると、亜鉛ダイカストユニットのエネルギー節約量は最大42%。 - 金型の経済性
亜鉛ダイカスト金型の寿命は100万回以上で、ドアロック金型は5年間修理なしで連続使用されている。アルミ合金金型は通常10万回TD処理修理が必要です。
3.表面処理特性
- 亜鉛ダイカスト
鋳肌はRa0.4に達し、直接メッキの合格率は98%以上。3C製品スピンドルにより研削工程がなくなり、歩留まりが12%向上。 - アルミダイカスト
表面欠陥はマイクロアーク酸化で処理する必要があり、自動車部品にアルマイト処理を加えるコストは18%上昇した。
代表的なアプリケーション・シナリオ
亜鉛ダイカストが好ましい分野：
- 超薄型構造部品USB-Cポートハウジング（肉厚0.5mm）
- 腐食性の高い環境マリンハードウェア（2000時間の塩水噴霧テストに合格）
- 高頻度生産年間50万個以上の浴室金具を生産
- 電磁シールド5G基地局フィルター・ハウジング
アルミダイカスト
- 軽量である必要がある電気自動車用電気駆動ハウジング（軽量化40%）
- 高温部品エンジンマウント（耐熱温度150℃以上）
- 複雑なヒートシンクLEDランプホルダーヒートシンク歯形構造
- 導電性機能部品太陽光発電インバーターハウジング
費用便益分析（年間20万台）
| コスト項目 | 亜鉛ダイカスト・プログラム | アルミダイカスト・プログラム |
|---|---|---|
| 金型への投資 | ¥800,000 | 120万円 |
| 材料単価 | ¥6.2 | ¥4.8 |
| 再処理費用 | ¥0.5 | ¥1.2 |
| 年間総費用 | 134万円 | 144万円 |
| ROIサイクル | 9ヶ月 | 13ヶ月 |
選考決定フローチャート
グラフTD
A[要求分析] --> B{肉厚≦0.8mm?｝
B -->|はい| C[亜鉛ダイカストの選択］
B -->|いいえ| D{使用温度≥120℃?｝
D -->|Yes|E[アルミダイカストの選択］
D -->|いいえ| F{年産30万個以上?｝
F -->|はい| C
F -->|いいえ| E技術的な誤解の解消
Q: 亜鉛合金は完全な耐食性ですか？
A: 確かにpH4-10の環境ではアルミニウムより優れていますが、強酸性環境（pH<3）ではチタン合金をお勧めします。
Q: アルミ合金は超薄型部品にできますか？
A: 新しい AlSi10MnMg 配合は 0.8mm の肉厚を達成したが、金型コストは 35% 上昇した。
