3003アルミニウム合金とは?基本特性
- シリーズ: アルミニウム-マンガン合金 (3000シリーズ)。
- 熱処理性: 非熱処理型。冷間加工(圧延、引抜きなど)によってのみ強度が向上します。
- 別名: 防錆アルミニウム(大気および湿気に対する優れた耐食性を持つため)。
主な利点
- 強度: 純アルミニウムの1100シリーズよりも約20%高い(引張強度は質別に応じて110〜160 MPaの範囲です)。
- 耐食性: 大気および海洋環境での優れた耐食性を持ち、多湿な環境や化学環境に非常に適しています。
-
加工性:
- 深絞り、スピニング、曲げ加工において優れた成形性を発揮します。
- 良好な溶接性(TIG、MIG、抵抗溶接、ろう付け)。
- アルマイト処理、カラー塗装、その他の表面処理に対応。
- 軽量性: 密度: 2.73 g/cm³(炭素鋼の約1/3の重量)。
3003アルミニウムの相当規格
| 規格システム | 相当グレード | 一般的な質別 | 認証範囲 |
|---|---|---|---|
| 国際規格 | UNS A93003 | H14/O/H22 | ISO 209, ISO 6361 |
| 米国 | ASTM B209 (AA3003) | H14/O/H18 | AMS 4006/4008 (航空宇宙) |
| 欧州 | EN AW-3003 | EN 515: H24/H14 | EN 573-3 (成分), EN 485-2 (特性) |
| ドイツ | DIN 3.0517 / AlMnCu | DIN EN 515: F25 | DIN 1725-1 (加工) |
| 日本 | JIS A3003 | JIS H4000: H24 | JIS H 4100 (圧延製品) |
| 中国 | GB/T 3190 3003 | GB/T 16475: H14 | GB/T 3880 (板・条) |
| フランス | NF A-U3003 | NF A50-651: H14 | NF EN 573-3 |
| 英国 | BS 1470 3003 | BS EN 515: H14 | BS EN 573 |
| ロシア | GOST АМц | ГОСТ 21631: М | ГОСТ 4784 (航空宇宙) |
3003アルミニウムシートとコイル:どちらが必要ですか?
3003シートとコイルの化学的および機械的特性は同一です。選択は製造プロセスに完全に依存します:
- 3003アルミニウムシート&プレート(板): 平らな状態で納品されます。少量生産、建築用パネル、または極端な厚さ(6mm以上)を必要とする用途に最適です。
- 3003アルミニウムコイル&ストリップ(条): 連続したロール状で納品されます。プレス加工、ロール成形、またはHVACフィンの製造など、大量生産の自動化ラインに最適です。
3003の化学成分 (%)
| 元素 | Al | Mn | Cu | Si | Fe | Zn | その他 (各) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 含有量 | 残部 | 1.0–1.5 | 0.05–0.20 | ≤0.60 | ≤0.70 | ≤0.10 | ≤0.05 |
3003の物理的および機械的特性
| 特性 | 値 | 単位 | 試験規格 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 密度 | 0.098 | lb/in³ | ASTM B311 | 軽量 |
| 2.73 | g/cm³ | |||
| 融点 | 1,190–1,210 | °F | ASTM E794 | 643–654°Cに相当 |
| 弾性率(ヤング率) | 10,000 | ksi | ASTM E111 | 69 GPaに相当 |
| せん断弾性係数 | 3,630 | ksi | ASTM E143 | 25 GPaに相当 |
| ポアソン比 | 0.33 | – | ASTM E132 | 金属として標準的 |
| ブリネル硬さ | 40 | HB | ASTM E10 | 500 kgf荷重, 10 mm球 |
| 引張強さ | 22,000 | psi | ASTM E8 | *H14 質別 (150 MPaに相当)* |
| 耐力(降伏強度) | 18,000 | psi | ASTM E8 | *H14 質別 (約125 MPaに相当)* |
| 疲労強さ | 9,000 | psi | ASTM E466 | 10⁷ サイクル (62 MPa) |
| せん断強さ | 14,000 | psi | ASTM B831 | 96 MPaに相当 |
| 熱伝導率 | 180 | W/(m·K) | ASTM E1461 | 25°Cでの測定 |
| 熱膨張係数 (CTE) | 23.2 × 10⁻⁶ | /°C | ASTM E228 | 20–100°Cの範囲 |
| 比熱 | 900 | J/(kg·K) | ASTM E1269 | 25°Cでの測定 |
| 導電率 | 44 | % IACS | ASTM B193 | 焼鈍状態 |
アルミニウム質別(調質)特性の比較
| 質別 | プロセスの特徴 | 適用シナリオ | 主な利点 |
|---|---|---|---|
| O (焼鈍) | 完全に軟化し、冷間加工なし | 深絞り部品、食品容器、複雑な曲面部品 | 最適な延性 (伸び率: 25-28%) |
| H14 (1/2硬質) | 冷間加工 + 部分焼鈍 | 建築用カーテンウォール、バッテリーケース、キッチン用品 | 強度と成形性のバランスが良い |
| H18 (完全硬質) | 完全な冷間加工 | 高硬度の構造部品、ハニカムパネル | 最大強度 (引張強さ ≥220 MPa) |
| H22 (1/4硬質) | 冷間加工 + 低温焼鈍 | 滑り止め縞板、産業用プラットフォーム | 優れた耐疲労性 |
| H154 (カスタム) | 特殊な冷間加工プロセス | カスタム要件 | 調整された強度性能 |
質別の特性と機械的性質
| 特性 | 3003-O | 3003-H14 | 3003-H18 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.73 g/cm³ | 2.73 g/cm³ | 2.73 g/cm³ |
| 引張強さ | 95–130 MPa | 130–160 MPa | ≥220 MPa |
| 耐力 | ~35 MPa | 115–145 MPa | ~200 MPa |
| 伸び率 | 最大 28% | ~8% | ~4% |
| せん断強さ | 75 MPa | 96 MPa | 110 MPa |
| 弾性率 | 70 GPa | 70 GPa | 70 GPa |
| ブリネル硬さ | 28 HB | 40-42 HB | 55 HB |
| 融点 | 643–654°C | 643–654°C | 643–654°C |
注: Hの質別は冷間加工によって硬化されたものです。強度の順序は O < H22 < H14 < H18 となります。
業界別の主な用途
新エネルギー車 (EV)
- 製品: バッテリーケース、冷却プレート(3003+4343複合コイル)。
- 推奨質別: H14
- 主な利点: 軽量、電解液に対する優れた耐食性、良好な深絞り加工性。
建築および建材
- 製品: カーテンウォール、屋根用シート、滑り止め階段の踏み板。
- 推奨質別: H22, H24, H14
- 主な利点: 優れた耐候性、美しい外観、PVDFコーティングに最適。
食品・化学設備
- 製品: 貯蔵タンク、配管、反応器のライニング。
- 推奨質別: O (焼鈍)
- 主な利点: 無毒性、清掃が容易、化学的劣化に強い。
家電製品
- 製品: ノンスティック調理器具、冷蔵庫パネル、HVACフィン。
- 推奨質別: H14
- 主な利点: 優れた熱伝導性、良好な成形性。
輸送およびパッケージング
- 製品: トレーラーのサイドパネル、コンテナパネル、タンカーのシェル。
- 推奨質別: H14, H18
- 主な利点: 高強度、良好な耐候性、軽量。
電力設備
- 製品: 変圧器のハウジング、ヒートシンク。
- 推奨質別: H18
- 主な利点: 効果的なEMIシールド、効率的な放熱性。
3003シートおよびプレートの仕様と在庫
標準製造仕様
- 厚さ: 0.2 mm ~ 250 mm (シート・コイル: ≤6 mm; プレート: >6 mm)
- 幅: 150 mm ~ 2,650 mm (カスタムスリット加工可能)
- 標準シートサイズ: 1,000 × 2,000 mm, 1,220 × 2,440 mm (4×8 ft), 1,500 × 3,000 mm (5×10 ft)
- 規格: ASTM B209, AMS 4008, EN AW-3003, DIN 3.0517
在庫のある3003アルミニウムシートおよびプレート
| 厚さ (インチ) | サイズ (インチ) | 質別 | 表面仕上げ | 説明 | アクション |
|---|---|---|---|---|---|
| 標準シート | |||||
| 0.025 | 48×96 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 0.032 | 48×96 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 0.032 | 48×96 | H154 | ミルフィニッシュ | H154 シート | |
| 0.040 | 48×96 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 0.040 | 48×96 | O | ミルフィニッシュ | O 焼鈍シート | |
| 0.050 | 48×96 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 0.050 | 48×96 | O | ミルフィニッシュ | O 焼鈍シート | |
| 0.063 | 48×96 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 0.063 | 48×96 | O | ミルフィニッシュ | O 焼鈍シート | |
| 0.080 | 60×120 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 0.090 | 60×120 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 0.090 | 60×120 | O | ミルフィニッシュ | O 焼鈍シート | |
| 0.100 | 72×144 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 0.125 | 72×144 | H14 | ミルフィニッシュ | 1/8" H14 シート | |
| 0.190 | 72×144 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 シート | |
| 厚板(プレート) | |||||
| 0.249 | 48×96 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 中厚板 | |
| 0.250 | 48×96 | H14 | ミルフィニッシュ | 1/4" 中厚板 | |
| 0.375 | 60×120 | H14 | ミルフィニッシュ | 3/8" 厚板 | |
| 0.630 | 72×144 | H14 | ミルフィニッシュ | H14 極厚板 | |
3003と他の合金の比較:どちらを選ぶべきか?
| 特性 | 3003 (H14/O) | 1100 (純アルミニウム) | 5052 (H32) | 6061 (T6) |
|---|---|---|---|---|
| 合金シリーズ | 3000 (Al-Mn) | 1000 (純Al) | 5000 (Al-Mg) | 6000 (Al-Mg-Si) |
| 質別 | H14/O | H14/O | H32 | T6 |
| 引張強さ (MPa) | 110–160 (H14) 95–130 (O) |
90–120 | 210–270 | 310–340 |
| 耐力 (MPa) | ~125 (H14) ~35 (O) |
~35 | 190–230 | 275–310 |
| 伸び率 (%) | 8–28 (O 最大) | 25–35 | 10–15 | 8–12 |
| 耐食性 | 非常に優れる (大気中) | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ (塩水環境) | ⭐⭐⭐ (コーティングが必要) |
| 加工性 | ⭐⭐⭐⭐⭐ (深絞り/スピニング) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ (中程度) | ⭐⭐ (劣る、割れやすい) |
| 溶接性 | ⭐⭐⭐⭐ (一般的な方法) | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ (専用の溶加材が必要) |
| アルマイト処理 | ⭐⭐ (色がわずかに異なる場合あり) | ⭐⭐⭐⭐ (均一) | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ (着色可能) |
| コスト | ⭐⭐ (経済的) | ⭐ (最も低い) | ⭐⭐⭐ (中程度) | ⭐⭐⭐⭐ (高い) |
| 主な用途 | 調理器具、屋根、HVAC、タンク | 箔、化学容器 | 船舶、自動車パネル | 構造フレーム、航空宇宙 |
加工および処理のガイドライン
成形プロセス
深絞り加工
- 推奨質別: O (焼鈍)
- 主要パラメータ: 絞り比 ≤2.5、ダイス半径 ≥4t
- 制限事項: H18質別は割れのリスクがあるため不可。
スピニング加工(へら絞り)
- 推奨質別: O / H14
- 主要パラメータ: 300–800 RPM、送り 0.3–1.2 mm/rev
- 制限事項: 1パスあたりの変形量 ≤40%。
曲げ加工 / ブレーキプレス
- 推奨質別: H14 / H22
- 主要パラメータ: 最小曲げ半径 = 1.5t (圧延方向に対して垂直)。
- 制限事項: H18は最小2.0tの曲げ半径が必要です。
打ち抜き加工 & プレス加工
- 推奨質別: すべて(H14はきれいな切断面を提供)
- 主要パラメータ: ダイクリアランス 8–12%t。
- 制限事項: 穴の直径が材料の厚さより小さい場合は、焼鈍を行ってください。
溶接プロセス
TIG溶接
- 溶加材: ER4043を推奨。
- パラメータ: DCEN, 80–150A (厚さ2–6 mmの場合)。
- シールドガス: アルゴン (Ar) 純度99.99%以上。
- 溶接部強度保持率: 85–90%。
MIG溶接
- 溶加材: ER5356 または ER4043。
- パラメータ: 180–260A, 22–28V。
- シールドガス: アルゴン + 25%ヘリウムの混合ガス(厚板用)。
- 溶接部強度保持率: 80–85%。
抵抗溶接
- 適合性: 3003シートに非常に適しています。
- パラメータ: 電極加圧力 1.5–4 kN、溶接時間 0.1–0.5秒。
- 溶接部強度保持率: 70–75%。
表面処理
アルマイト処理(陽極酸化)
- 主要パラメータ: H₂SO₄濃度 180 g/L、温度 18°C、電流密度 1.2 A/dm²。
- 注意: マンガンを含有しているため、アルマイトの色が1100シリーズに比べてわずかに灰色がかって見える場合があります。
粉体塗装 & PVDFコーティング
- 前処理: クロメート処理により強力な密着性を確保。
- 結果: 建築用カラーアルミコイルの優れた密着性を実現。
ヘアライン(ブラッシュ)仕上げ
- プロセス: 専門的かつ効率的な表面ブラッシング設備。
- 用途: 家電製品や装飾用のインテリアパネルに広く使用されています。
特殊な3003製品タイプ
3003アルミニウム縞板(チェッカープレート)
- ベース合金: 3003-H22/H24
- 厚さ: 1.5–10 mm
- 幅: 1,000–1,500 mm (カスタム ≤2,500 mm)
- 長さ: 2,000–6,000 mm (標準: 1,220×2,440 mm)
- パターン: ダイヤモンド、5本線 (高さ 0.8–1.5 mm)
- 滑り抵抗: クラスA (階段やトレーラーに最適)
3003ろう付けクラッド板&コイル
- タイプ: 3003コアに4343または4045ろう付け合金をクラッド。
- クラッド率: 8% – 15%
- 厚さ: 0.3–6.0mm (一般的: 0.5/0.8/1.0 mm)
- ろう付け温度: 575–620°C。
- 用途: 自動車用ラジエーター、HVAC熱交換器。
3003ハニカムパネル&箔
- 表面および裏面シート: 3003-H18 / H24
- コア箔: 0.04 - 0.05 mm 3003アルミニウム箔
- 特性: 密度 ~3.8 kg/m²、非常に高い圧縮強度。
- 表面処理: アルマイト、ミルフィニッシュ、鏡面。
- 用途: 航空機の内装、建築用の間仕切り。
PVDF/PE カラーコーティングアルミニウムコイル&シート
- 合金: 3003
- コーティング: PVDF または PE (20–30 μm)
- 性能: QUVエージング試験 ≥2,000時間、耐退色性、ΔE ≤1.5。
- 用途: 建築用カーテンウォール、アルミ複合パネル(ACP)、屋根。
Worthwillの品質管理システム
当社のシートおよびコイルの主なQCチェックポイント:
| 段階 | パラメータ | 試験方法 | 基準 |
|---|---|---|---|
| 原材料 | Al ≥98.0%, Mn: 1.0–1.5% | ICP-OES | 不純物を厳格に制御 |
| 溶解・鋳造 | H₂含有量 ≤0.12 ml/100g | 真空試験 | ASTM E2791 |
| 熱間圧延 | 最終圧延温度: 300±10°C | 赤外線温度計 | Mnの偏析を防止 |
| 焼鈍(アニーリング) | O 質別: 415°C × 3時間 | 熱電対 | ±5°C の許容誤差 |
| 表面品質 | 欠陥面積 ≤0.01% | AI外観検査 | 傷の深さ≤3μm、長さ≤10mm |
| 機械的特性 | H14 引張強さ: 130–160 MPa | 万能試験機 | ASTM E8 |
認証: ISO 9001, IATF 16949 (自動車), AS9100 (航空宇宙).
輸出ロジスティクスとパッケージング
| パッケージタイプ | 製品形式 | 保護方法 |
|---|---|---|
| 燻蒸処理済み木製パレット | シート / プレート | PEフィルムを挟み込み + 防錆クラフト紙で包装。 |
| スチールコイルラック (Eye to Sky/Wall) | アルミニウムコイル | VCI(気化性防錆剤)材料でしっかりと包装。 |
| 真空包装 | 精密箔 | 乾燥剤 + 酸素インジケーターを入れて密封し、湿気を防止。 |
カスタマイズサービス
標準外の要件に対する専門的な製造を提供しています:
- 極薄プレートおよび箔 (0.04–0.5 mm)
- 極厚プレート (最大150 mm)
- 超広幅コイルおよびプレート (最大2,650 mm)
- 特大構造用プレート (例: 6 m × 20 m)
- カスタムコイルスリット加工および定尺カットサービス。
よくある質問 (FAQ)
1. 3003と5052アルミニウムの違いは何ですか?
3003は加工性が高く経済的で、深絞りや一般的な環境に最適です。5052は強度がはるかに高く、塩水に対する優れた耐性があるため、海洋での用途に適しています。
2. 3003アルミニウムは曲げやすいですか?
はい、3003アルミニウムは優れた成形性を持っています。割れなしで厳密な90度曲げを行うには、O(焼鈍)またはH14(1/2硬質)の質別を強くお勧めします。
3. 3003アルミニウムシートはアルマイト処理(陽極酸化)できますか?
はい、耐食性を高めるためにアルマイト処理が可能です。ただし、マンガンを含んでいるため、仕上がりがクリアではなく、わずかに黄色や灰色がかった色合いになる場合があります。
4. 3003コイルやプレートのカスタムカットサイズは提供していますか?
はい、コイルのカスタムスリット加工(狭いストリップへのカット)や、最大幅2,650 mm、長さ20メートルまでのフラットプレートの定尺カットサービスを提供しています。