アルミニウム合金は耐食性に優れていますが、これはすべての使用条件下で腐食を無視できるという意味ではありません。CNC加工された構造部品の場合、腐食が材料全体にわたって一様に発生することはほとんどありません。その代わり、腐食は通常局所的で、使用環境、部品形状、接続方法の複合的な影響によって引き起こされます。
この記事では、アルミニウム部品が実際の用途で遭遇する可能性のある腐食リスクを概説し、適切な技術的判断によってこれらのリスクをどのように管理できるかを説明します。
アルミニウムの錆と腐食
材料科学の用語では、アルミニウムは炭素鋼のような「赤錆」（酸化鉄）は発生しませんが、酸化と腐食は起こります。
錆」という用語は、特に鉄や鋼に形成される酸化鉄を指す。アルミニウム合金には鉄が含まれていない、 赤褐色の錆が発生することはない。
ナチュラル・プロテクト・フィルム
空気と接触すると、アルミニウムは急速に 緻密な酸化アルミニウム層 .肉眼では、これは表面のわずかなくすみや灰色化として見える。ほとんどの屋内用途では、この層は天然のシールドとして機能する。 内部金属と耐荷重はほとんど影響を受けていない。
構造の完全性に関する懸念
通常の産業環境では、アルミニウムが炭素鋼のような大規模なスケーリングや剥離、「錆びつき」に見舞われることはほとんどありません。本当に懸念されるのは 局部的な激しい腐食 塩分を多く含む環境、隙間に滞留する水、異種金属との接触によって引き起こされるもので、構造的完全性に影響を及ぼす主な要因である。
アルミニウム腐食の種類
一般的な腐食の種類を理解することは、効果的な保護計画の基礎となります。アルミニウムは「錆びる」ことはありませんが、環境要因によって腐食します。 白色または灰白色の粉末 と酸化膜がある。
均一な酸化
これは通常の大気条件下で最も一般的な表面変化である。本質的には自然酸化皮膜の肥厚であり、通常は美観に影響するだけで、構造強度への影響は最小限である。
- 登場： 表面は明るい銀色から くすんだグレーまたはマット（曇り）.
- 主な原因 標準的な大気条件下での長期暴露。
- 推薦する： 主に美観の問題。使用方法 陽極酸化処理、研磨、ブラッシング より安定した魅力的な仕上がりのために。
孔食
ピッティングは 局部腐食 塩化物を多く含む環境におけるアルミニウムの最も一般的な故障モードである。一旦発生すると、微小ながら深い空洞を形成し、疲労寿命とシーリング性能を脅かす。
- 登場： 地域密着型 白い粉一度拭き取れば、小さな 落とし穴 が見える。
- 主な原因 高濃度の 塩化物イオン (沿岸の塩水噴霧、除氷塩、塩素系洗浄剤など）。
- 推薦する： 用途 5xxxシリーズ 耐性を高めるために合金を使用する。 陽極酸化処理 または 粉体塗装 完全なバリアを作る。
ガルバニック腐食
アルミニウムが湿った環境で、より高貴な金属（ステンレス鋼や銅など）と接触すると、アルミニウムは以下のような働きをする。 陽極で優先的に溶解する .この腐食は非常に破壊的で、接続部周辺に集中する。
- 登場： 激しい腐食が集中 異種金属との接点.
- 主な原因 アルミニウムとステンレス鋼/炭素鋼の接合部 湿潤または電解環境.
- 推薦する： 用途 絶縁ワッシャー、ブッシング、または防錆シール剤 塩水が多くかかる場所では、金属接触面の露出を避ける。
粒界腐食
で発生する。 粒界 合金の表面はほとんど変化しないが、内部構造は強度を失う。これは、高強度部品にとって大きな安全上の危険である。
- 登場： 表面は無傷に見えるが、荷重がかかると突然脆性破壊が起こるか、細かい網目状の亀裂が入る。
- 主な原因 不適切 熱処理その結果、結晶粒界で化学組成が不均一になる。 2xxxおよび7xxxシリーズ).
- 推薦する： 厳格な管理 熱処理工程 (T6状態など）、厳格な材料品質管理を行うサプライヤーを選択する。
応力腐食割れ（SCC）
の複合作用の結果である。 引張応力 そして 腐食性環境.構造部品にとって最も危険な故障モードであり、警告なしに突然亀裂が入ることが多いからだ。
- 登場： 部品は降伏強度をはるかに下回る荷重で突然破壊する。
- 主な原因 大型 残留加工応力 (積極的なCNC荒加工やクランプの変形による）と水分の組み合わせ。
- 推薦する： 出演 応力除去アニール 高強度アルミニウムを加工した後、設計上の応力集中箇所を減らす（例えば、Rフィレットを増やす）。
隙間腐食と皮膜下腐食
これは、水と腐食性媒体が 停滞地域 (ラップジョイントやガスケットのエッジのような)局所的なpHの急激な悪化を引き起こす。
- 登場： 蓄積 白色腐食製品 隙間の内側；コーティングのふくれや剥がれ。
- 主な原因 淀んだ水 デザイン・デッドゾーン.
- 推薦する： 停滞したデザインは避ける。 排水溝または排水穴使用 適切な面取り 均一なコーティングを保証する。
アルミニウムの腐食を防ぐには？
防錆対策は、初期設計段階から最終加工段階まで統合されなければならない。
素材選択戦略
合金の組成は、アルミニウムが腐食環境でどのように機能するかに直接影響します。CNC加工された構造部品では、機械的要件と長期暴露条件の両方に基づいて材料を選択する必要があります。
実用的な機械加工用途では、腐食性能は大まかに以下のように理解できる：
- 5xxxシリーズ（Al-Mg系合金）
5052や5083などの合金は、塩水噴霧や多湿な環境に対して優れた耐性を発揮します。耐食性が優先される海洋、屋外、化学関連の用途によく選ばれています。 - 6xxxシリーズ（Al-Mg-Si系合金）
6061と6082は、強度、耐食性、被削性のバランスの取れた組み合わせを提供します。そのため、CNC加工された構造部品に最も広く使用されているアルミニウム合金です。 - 7xxxシリーズ（Al-Zn-Mg-Cu系合金）
7075のような高強度合金は、環境腐食や応力腐食割れの影響を受けやすい。構造部品に使用する場合は、厳密な応力制御と強固な表面保護が必要です。
使用環境に合った合金を選択することで、攻撃的な表面処理への依存を減らし、長期的な信頼性を向上させることができます。
2.構造設計戦略
中心的な目的は、腐食性媒体が集まる場所をなくし、電気化学的反応点を防ぐことである。
- 排水設計： 淀んだデッドゾーンを避け、隙間腐食を防ぐために排水孔を設ける。
- プロフィールの最適化： 面取りやRを使い、表面処理（塗料など）がすべてのエッジを均一に覆うようにする。
- 異種金属絶縁： ガルバニック腐食を完全に除去するには、絶縁ガスケットまたはシーラントを使用する。
3.一般的な表面処理方法
素材とデザインが決まったら、表面処理を施し、環境に対するバリアをさらに強化する。
| 方法 | 目的と特徴 | 最適 |
| 陽極酸化処理 | 酸化被膜を厚くし、耐性と耐摩耗性を向上させる。 | ほとんどの屋内および軽度の屋外部品 |
| 硬質アルマイト | 層が厚く、耐摩耗性が極めて高い。 | 磨耗の激しい過酷な環境での部品 |
| パウダー / ペイント | 有機バリアコーティングを形成する。 | 大型ハウジング、屋外構造物 |
| ケミカルフィルム | 前処理として使用されることが多く、ある程度の導電性を与える。 | 接地を必要とする電子機器および部品 |
結論
アルミニウムの腐食は本質的に 局所故障 錆びるかどうか」という単純な問題ではなく、特定の環境や設計条件下で発生するものである。
材料選定、排水設計、異種金属隔離、表面処理などが初期段階で一緒に計画されている限り、アルミニウム合金は過酷な条件下でも長期にわたって安定的に使用することができます。
自由にどうぞ 図面と環境要件をお送りください。s.私たちのエンジニアリングチームは、お客様のアルミニウム部品の完全な機械加工と防錆の提案を提供することができます。
よくあるご質問
1.アルミニウムは水に濡れると錆びますか？
答えてくれ： アルミニウムは赤錆を発生させない。アルミニウムは水や酸素と急速に反応し、赤錆を生成する。 緻密な保護酸化アルミニウム膜.日常的な淡水環境では、このフィルムが内部の金属を効果的に保護する。
2.アルミニウムは屋外で腐食しますか？
答えてくれ： 酸化してくすんでしまいます。塩の飛散が多い地域（海岸など）や水が滞留している場所では、 ピッティング が発生し、美観や構造強度に影響を及ぼす可能性がある。
3.アルミニウムの腐食にはどのくらい時間がかかりますか？
答えてくれ： アルミニウムは、天然の保護酸化被膜を形成する。 おかわり.有害な腐食（孔食など）は環境に左右される。屋内では何十年も続くが、塩分の高い環境では保護なしでは数週間で目に見える腐食が現れることもある。
4.むき出しのアルミニウムは錆びますか？
答えてくれ： 裸のアルミニウムは酸化する。しかし、この酸化は 有益 が金属の自然なシールドを形成するためである。有害な腐食が発生するのは、むき出しのアルミニウムが次のような環境にさらされたときだけです。 過酷メディア (塩化物イオンや強アルカリなど）、または異種金属に接触する。
