3004アルミニウム合金とは?
3004アルミニウム合金は、Al-Mn-Mg系の耐食性アルミニウムで、展伸アルミニウム合金の3xxx系に属します。3003アルミニウム合金に約1%のマグネシウムを添加することで、優れた成形性と耐食性を維持しつつ、強度が3003より約20-25%高くなっています。
- 標準記号: UNS A93004 / EN AW-3004 / AlMn1Mg1
- シリーズ: 3000系アルミニウム-マンガン合金
- 強化方法: 冷間加工硬化(非熱処理型)
- 市場での位置付け: 世界の飲料缶ボディの主要材料
なぜ3003ではなく3004を選ぶのか? 3003 vs 3004アルミニウム
| 比較項目 | 3004 | 3003 |
| 強度 | 良い | 普通 |
| 深絞り性 | 優れる | 良い |
| 耐食性(沿岸部) | 良い | 普通 |
| コスト | 中 | 低 |
| 代表的な用途 | 缶材、カラーコート、屋根材 | 一般容器、配管 |
Worthwillの製品形態と仕様
3004アルミニウムシート/プレート
製品仕様
- 厚さ範囲: 0.2-6.0mm(標準)/ 8-200mm(中厚板、カスタム)
- 幅オプション: 1000 / 1220 / 1500 / 2000 / 2650mm
- カスタム長: 2000-6000mm または必要に応じて切断
- 厚さ公差: ±0.05mm(薄板)/ ±0.02mm(精密級)
- 質別: O / H14 / H16 / H24 / H32 / H34 / H38
3004アルミニウムコイル
製品仕様
- 厚さ: 0.15-3.0mm
- 幅範囲: 100-2650mm(超広幅対応)
- 内径(ID): Φ405mm / Φ505mm
- コイル重量: 3-8トン(カスタマイズ可能)
- 質別: O / H18 / H19 / H24 / H34
3004アルミニウムフォイル/ランプキャップ材
製品仕様
- 軽ゲージフォイル: 0.006-0.01mm
- 中ゲージフォイル: 0.01-0.1mm
- 重ゲージフォイル: 0.1-0.2mm
- ランプキャップ材: 0.2-0.6mm
- 幅範囲: 100-1700mm
- 質別: O / H19
化学成分と主要特性
化学元素(GB/T 3880 / ASTM B209)
| 元素 | 含有量(%) |
| マンガン Mn | 1.0-1.5 |
| マグネシウム Mg | 0.8-1.3 |
| アルミニウム Al | 残部 (95.6-98.2) |
| ケイ素 Si | ≤0.30 |
| 鉄 Fe | ≤0.70 |
| 銅 Cu | ≤0.25 |
| 亜鉛 Zn | ≤0.25 |
物理的特性
| 特性指標 | 値 |
| 密度 | 2.72 g/cm³ |
| 融解範囲 | 630-650°C |
| 熱伝導率 | 162 W/m·K |
| 電気伝導率 | 42% IACS |
| 熱膨張係数 | 23.2 μm/m·°C |
機械的特性
| 質別 | 処理 | 引張強さ(MPa) | 耐力(MPa) | 伸び(%) | 硬さ(HB) | 主な用途 |
| O | 完全焼なまし | 170-215 | 70 | 19 | 45 | 深絞り缶蓋、食品容器、スピニング加工ランプキャップ |
| H14/H24 | 1/2硬質 | 240 | 200 | 5 | 67 | ブラインド、カラーコート下地、一般構造部品 |
| H16/H26 | 3/4硬質 | 260 | 220 | 3 | 73 | カーテンウォールパネル、装飾パネル、耐荷重シート |
| H18/H38 | 硬質 | 285-300 | 250 | 1-4 | 80 | 缶胴、缶蓋、圧力容器 |
| H19 | 超硬質 | 295-310 | 270-285 | 2 | 83 | DWI超薄缶材、高強度耐荷重材 |
| H32/H34 | 安定化処理 | 210-265 | 170-200 | 4-7 | 54-64 | 溶接構造物、成形性と強度のバランス |
重要な洞察: 適切な質別を選択することで、強度と成形性の最適なバランスを達成できます。
主要な利点
耐食性
3004アルミニウム合金は、固有の防錆能力を持っています。
- 塩水噴霧試験: >3000時間(国内基準1000hに対して)
- 海洋腐食率: 3003より35%低い
- 環境クラス: C5-M高腐食性海洋環境に適しています
成形性
O質別の3004合金は、卓越した深絞り性能を示します。
- 限界絞り比(LDR): >2.1
- 深絞りパス: 最大5回以上
- 伸び: 19%(焼なまし状態)
冷間加工能力
- 最大変形量: 75%(中間焼なましなし)
- 加工適合性: スタンピング、絞り、曲げ、ロールフォーミング
曲げ半径参考(90°冷間曲げ / ASTM E290)
| 質別 | 1.6mm | 3.2mm | 4.8mm | 6.0mm | 10mm |
| O | 0t | 0.5t | 1t | 1t | 1t |
| H32 | 0.5t | 1t | 1t | 1.5t | 1.5t |
| H34 | 1t | 1.5t | 1.5t | 2.5t | 2.5t |
| H38 | 2.5t | 3t | 4t | 5t | 5.5t |
| 注: t = 板厚 |
溶接性:安心の接続
| 溶接方法 | 適合性 | 推奨溶加材 | 特徴 |
| TIG(ガスタングステンアーク) | 優れる | 4043 / 5356 | 美しい溶接部、高強度 |
| MIG(ガスメタルアーク) | 優れる | 4043 / 5356 | 高効率、大量生産向け |
| 抵抗スポット溶接 | 良い | なし | 高速、薄板向け |
| ガス溶接 | 普通 | 同合金 | 粒界割れの危険性 |
強度の利点: 薄肉化とコスト削減の核心ロジック
表面処理ソリューション
非塗装製品
ミルフィニッシュ
- 特徴: 圧延ままの表面、経済的で実用的。
- 用途: 産業機器、非意匠部品。
エンボスシリーズ
- パターン: ダイヤモンド、スタッコ、五本線、ポインタータイプ。
- 用途: 滑り止め床材、トラックボディパネル、装飾パネル。
- 利点: 摩擦を強化し、傷を隠す。
ブラッシュ仕上げ / 鏡面仕上げ
- ブラッシュ: マットな金属質感。
- 鏡面: 高光沢の装飾効果。
- 用途: エレベーター内装、家電パネル。
陽極酸化処理(アルマイト)
- 注意: マグネシウム含有量のため、3004は色むらが生じやすく、大面積の陽極酸化処理には推奨されません。
- 代替案: 塗装仕上げを使用する。
塗装アルミニウム(プレコート)
PVDFフッ素樹脂塗装(最高級ソリューション)
- プロセス: 3コート、2ベーク。
- 塗膜厚さ: 表面≥25μm / 裏面≥8μm。
- 耐候性寿命: 25-70年保証。
- 塩水噴霧耐性: >5000時間。
- QUV耐候試験: 4000時間後光沢保持率>90%。
- 用途: カーテンウォール、屋根材、海洋環境。
HDP(高耐候性ポリエステル)塗装
- 耐候性: 20年。
- コスト効率: PVDFより優れる。
- 用途: 工業プラント、一般建築物。
PE(ポリエステル)塗装(経済的な選択)
- 塗膜厚さ: 18-25μm。
- 耐候性: 10-15年。
- 用途: 内装、天井、間仕切り。
SMP(シリコン変性ポリエステル)
- 性能: PEとPVDFの中間。
- 耐候性: 15年。
- 用途: 一般的な屋外建築。
カスタムカラー塗装サービス
- 色合わせ: RAL / Pantoneカラーチャートをフルカバー。
- 光沢レベル: 高光沢(>70)/ マット(<30)/ 金属質感。
- 特殊効果: 木目、石目、ブラッシュテクスチャ転写。
5つの主要な応用産業
飲料パッケージ
なぜ缶市場を支配するのか: 1%のMgを添加することで、耐力が270 MPaに達し、缶壁を0.26mmまで薄くすることができ、アルミニウム1トンあたり20%多くの缶を生産できます。
- 缶胴材: 3004-H19、0.24-0.30mm、世界中のアルミ缶の95%で使用。
- 食品容器材: 3004-O、0.05-0.2mm、耐荷重能力は3003より30%高い。
建築・装飾
耐食性のDNA: Al-Mn-Mg系は自然に塩化物イオンに強く、塩水噴霧腐食率は一般的なアルミニウムより35%低いです。
- Al-Mg-Mn屋根材: 厚さ0.7-1.2mm、H24/H34質別、3コートPVDF塗装。風圧 > -4kPaに耐え、C5-M環境で70年の寿命。
- カーテンウォールシステム: 1.0-3.0mmのカラーコートまたはカスタム形状パネル、曲面にも優れる。
- 内装: 天井、ハニカムパネル基材、木目調転写プロファイル。
家電・照明
| 用途 | 仕様 | 主な利点 |
| ランプキャップ材 | O質別、0.2-0.6mm | 19%の伸び、スピニング加工後の「オレンジピール」効果なし。 |
| LEDヒートシンク | H14、1.0-3.0mm | 熱伝導率162 W/m·K、銅より70%軽量。 |
| 窓用ブラインド | H14、0.18-0.22mm | 180°曲げても割れない。 |
輸送
- 自動車: 燃料タンク(良好な溶接性と耐油性)、ラジエーター(優れた熱伝導性)、内装トリムパネル(軽量)。
- 鉄道: 高速鉄道の外板、地下鉄の内装パネル、貨物車両の車体。
- 船舶: 船体プレート(H34は海洋腐食耐性)、隔壁、エンボス加工の滑り止めデッキ。
化学装置
- 貯蔵タンク・容器: 化学貯蔵タンクのライニング、低中圧容器(<2MPa)、反応器、LNG断熱層。
- 配管システム: 石油・ガス流体輸送、ケーブル導管、雨どい・排水システム。
技術規格と品質認証
国際規格体系
| 規格体系 | 規格番号 | 範囲 | Worthwill準拠 |
| 米国 ASTM | B209 | シートおよびストリップ | ✓ |
| B221 | 押出材、棒 | ✓ | |
| B547 | 溶接管 | ✓ | |
| 欧州 EN | EN 485 | シート、ストリップ | ✓ |
| EN 573-3 | 化学成分 | ✓ | |
| 国際 ISO | ISO 6361 | シート、ストリップ | ✓ |
| 中国 GB | GB/T 3880-2006 | 一般規格 | ✓ |
| 日本 JIS | JIS H4000 | プレート、シート | ✓ |
国際規格対照表
| 国/地域 | 標準記号 |
| 米国 | UNS A93004 / AA 3004 |
| 欧州連合 | EN AW-3004 / 3.0526 / AlMn1Mg1 |
| ドイツ | DIN 3.0526 |
| 日本 | JIS A3004 |
| 中国 | GB/T 3004 |
選定ガイド
| 用途ニーズ | 推奨質別 | 厚さ範囲 | 表面処理 | 主要指標 |
| 飲料缶胴 | H19 | 0.24-0.30mm | 食品グレード塗装 | 耐力 ≥270MPa |
| アルミフォイル容器 | O | 0.05-0.2mm | なし / 食品用ラッカー | 伸び ≥18% |
| Al-Mg-Mn屋根材 | H24 | 0.7-1.2mm | PVDFフッ素樹脂 | 塩水噴霧 >3000h |
| カーテンウォールパネル | H24/H34 | 1.0-3.0mm | PVDFスプレー | 風圧 -6kPa |
| 化学貯蔵タンク | H34/O | 2.0-8.0mm | なし / 塗装 | 耐食性 |
| ランプキャップ材 | O | 0.2-0.6mm | なし | 深絞り性能 |
| LEDヒートシンク | H14 | 1.0-3.0mm | 陽極酸化処理 | 熱伝導率 162W/m·K |
| ハニカムコア | H18/H19 | 0.02-0.08mm | なし | 高強度、軽量 |
| 窓用ブラインド | H14 | 0.18-0.25mm | PE塗装 | 曲げても割れない |
よくある質問 (FAQ)
Q1: 3004と3003の根本的な違いは何ですか?
A: 核心的な違いはマグネシウム(Mg)の含有量です。
- 3003: マグネシウムをほとんど含みません。
- 3004: 0.8-1.3%のマグネシウムを含みます。
- 結果: 3004は20-25%強力です。同じ用途で、厚さを8-10%薄くできるため、全体的なコストが低くなります。
Q2: なぜ3004の陽極酸化処理は推奨されないのですか?
A: マグネシウム含有量が陽極酸化皮膜に著しい色むらを引き起こすためです。
- 問題点: 同じロットのシートでも陽極酸化後に色が不均一になります。
- 解決策:
- プレコートされたPVDF/PE塗装を使用する。
- ミルフィニッシュのままで材料を使用する。
- 特殊な陽極酸化処理を用いる(高コスト、少量バッチで可能)。
Q3: 3004は熱処理で強化できますか?
A: いいえ、できません。
- 理由: 非熱処理型合金(Al-Mn-Mg系)だからです。
- 強化方法: 強度は冷間加工(H質別)によってのみ向上させることができます。
- 対照的に: 6xxx系(Al-Mg-Si)や7xxx系(Al-Zn-Mg)合金は熱処理型です。
Q4: 海洋環境での使用要件は何ですか?
A: 3層の保護システムが推奨されます:
- 基材の選択: 3004は自然に3003よりも優れた耐食性を持っています。
- 塗装は必須: PVDFフッ素樹脂塗装(3コート、2ベーク)を使用する。
- 推奨厚さ: ≥0.9mm(沿岸)/ ≥1.2mm(オフショアプラットフォーム)。
- メンテナンス: 塩分付着物を除去するために年次洗浄を行う。
Q5: 3004と5052のどちらを選ぶべきですか?
| 側面 | 3004 | 5052 | 推奨 |
| 強度 | 中 | 高 | 高強度要件には5052を選択。 |
| 成形性 | 優れる | 良い | 深絞り用途には3004を選択。 |
| 耐食性 | 優れる | 非常に優れる | 両方とも優れていますが、5052がわずかに良いです。 |
| コスト | 低 | 高 | 予算重視のプロジェクトには3004を選択。 |
| 溶接性 | 優れる | 良い | 溶接用途には3004を選択。 |
結論: 一般建築や缶材には3004を、海洋用途や燃料タンクには5052を選択してください。
なぜWorthwillを選ぶのか?
品質システム
全工程管理: 原材料のスペクトル分析 → インラインモニタリング → 完成品検査 → EN 10204 3.1材料証明書。
主要な認証
- ISO 9001 品質 / ISO 14001 環境
- SGS / TÜV 第三者認証
- FDA食品接触認証(缶材、食品容器用)
- RoHS / REACH EU環境コンプライアンス
納品能力
| 注文タイプ | リードタイム |
| 在庫仕様 | 3-7日 |
| 標準カスタム | 15-20日 |
| カラーコートカスタム | 20-25日 |
| 常備在庫:500トン以上(H14/H18/H19/O質別) |
カスタマイズサービス
- 寸法: 幅最大2650mm、長さ最大16m、厚さ最小0.014mm。
- 表面: エンボス加工、RALカラーマッチング、木目調転写。
- 付加価値サービス: エンボス+塗装、スリット+保護フィルムのワンストップサービス。