ザマック3とその応用の総合ガイド

ザマック合金の中でも、ザマック3は強度、耐久性、鋳造のしやすさのバランスが良く、最も人気があります。亜鉛を主成分とし、少量のアルミニウム（3.5～4%）、マグネシウム（0.03～0.06%）、銅（0.25%）を含んでいます。非常に特殊な組成のため、このサンプルは機械的に安定し、腐食しにくく、寸法をより正確に保持することができる。ザマックとは、亜鉛を主成分とする合金の一種で、機械的性質に優れ、価格も手頃なため、製造業で広く使用されている。ドイツ語のZink（亜鉛）、Aluminum（アルミニウム）、Magnesium（マグネシウム）、Kopper（銅）に由来し、用語の後にはこれらの元素の記号名が続く：ザマック」である。1920年代にこれらの合金が開発され、今日では精密金属部品を必要とする産業では基本的なものとなっている。

ザマック3亜鉛合金はダイカスト鋳造が可能で、これが主な利点のひとつです。融点が低い（約385℃）ため、複雑で細かい特徴を持つ部品を比較的低コストで製造するために使用されました。鋳造工程が完了すると、その流動性を維持し、過剰な生産後の処理を必要としない滑らかな表面仕上げを提供します。ザマック3鋳造は、多くの産業で使用されるほど優れた性能を有している。自動車部品、電化製品、ハードウェア、消費財の大半に使用されています。耐食性に優れ、寸法精度が高いため、長期的な信頼性が求められる厳しい用途に適しています。

全体的に ザマック 3合金は、現代の製造業で使用され続けている費用対効果の高い万能材料である。強度、耐久性、鋳造効率の組み合わせにより、高品質の金属部品に大きく依存する産業で最も求められています。

ザマック3とは？

亜鉛、アルミニウム、マグネシウムに銅を加えた亜鉛系合金と言える。ザマックは1920年代に発明された合金の一群である。ザマック」という名前は、ドイツ語の探検（Zink、Aluminium、Magnesium）に材料の主成分の（Kopper、Cu）を加えたものである。
ザマック3（ASTM AG40A、Z33520 UNSとも指定）は、ダイカスト業界で最も一般的に使用されている亜鉛合金の一つです。ザマック3は、その優れた機械的・物理的特性で知られ、あらゆる業界で好んで使用されています。この材料は、優れた鋳造性、寸法安定性、耐久性を備えており、精密部品の製造に使用される重要な材料の一つとなっています。
ザマック3亜鉛合金は、その良好な機械的特性と低コストのため、すべてのザマック合金の中で考えられている。硬度、衝撃強度、寸法安定性のバランスに優れ、工業用途に適しています。

ザマック3合金の組成と特性

ザマック 3 合金組成

ザマック3合金は、亜鉛をベースにアルミニウムや様々な微量金属を加え、異なる有益な特性を付加したものです。ザマック3合金の組成は、ダイカスト鋳造の強度、耐久性、容易な製造性を提供するために選択されています。ザマック3は以下の主要成分で構成されています。

• 亜鉛（Zn） - 96%
• アルミニウム（Al） - 3.5%～4%
• マグネシウム（Mg）-0.03%～0.06%
• 銅（Cu） - 0.25%
• 鉄 (Fe) - 0.02%
• ニッケル（Ni） - 0.001%
• 鉛（Pb） - 0.003%
• カドミウム（Cd） - 0.003%
• スズ（Sn） - 0.001%
• シリコン（Si） - 0.02%

ザマック3は、自動車、エレクトロニクス、製造などの分野で非常に人気がある。

ザマック3合金の化学成分

ザマック3合金の主要4元素は、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、銅である。合金の特性は、各元素が特定の役割を果たすことによって定義され、その機械的特性は向上します。ザマック3亜鉛合金は通常、以下のような典型的な組成で入手可能です：

亜鉛（Zn） - 96%

ザマック3合金は亜鉛を母材とする合金で、耐食性に優れ、鋳造性に優れ、価格も手頃です。また、溶解や成形が容易で、ダイカスト業界で大量生産が可能です。

アルミニウム（Al） - 3.5%～4%

アルミニウムはまた、合金の強度、硬度、耐食性を高めます。さらに、アルミニウムは溶湯の流動性を高めるため、ザマック3鋳造では精密で複雑な形状を滑らかな仕上げで製造することができます。

マグネシウム（Mg）-0.03%～0.06%

マグネシウムは、ザマック3亜鉛合金の中で少量でも機械的強度と耐衝撃性を大幅に向上させます。また、鋳造時の酸化を抑えるため、合金の安定性と耐久性も向上します。

銅（Cu） - 0.25%

合金の硬度と引張強度は銅によって向上する。しかし、ザマック3合金の過度の脆性を避けるため、その割合は非常に低く抑えられています。

ザマック3合金の主要特性

ザマック3亜鉛合金は、以下のような有利な特性を持つため、工業用途に適するよう慎重にバランスが取られている：

1.高い強度と硬度

ザマック3合金の特性は、強度と延性のバランスに優れ、機械的応力下での耐久性が要求されるこの種の部品に適している。約283MPa（41,000PSI）の引張強さと82ブリネル（HB）の硬度を持つ。この組み合わせは、自動車や構造部品などの用途に耐摩耗性と耐引裂性を発揮する。

2.優れた寸法安定性

ザマック3は、高応力条件下でも正確な寸法を維持できる貴重な鋳造特性を持っています。ザマック3亜鉛合金は、温度変化によって大きく膨張または収縮する他の金属合金とは異なります。ザマック3亜鉛合金は、ギア、ロック、産業機械部品など、公差が厳しく、正確なフィット感が求められる用途に最適です。

3.耐食性

ザマック3合金 アルミニウム とマグネシウムは、酸化と環境腐食のための追加的な供給源となります。しかし、純亜鉛は時間が経つと腐食しやすく、ザマック3亜鉛合金の追加元素の後に耐食性層が表面に形成されます。このため、屋外用途、自動車部品、電気筐体などに適しています。

4.優れた鋳造性と流動性

ザマック3鋳造の最も重要な特徴のひとつは、融点が約385℃と低いことである。これにより、製造が容易で安価になります。流動性が高く、欠陥が少なく、しかも複雑な鋳型に充填することができます。この特性は、顧客向け電子機器、医療機器、装飾金物のような精密で複雑なデザインを必要とする産業にとって非常に有利です。

5.良好な導電性

ザマック3亜鉛合金は、銅やアルミニウムほどの導電性はないものの、中程度の導電性を有しています。気化温度が高いため、コネクター、端子、アースエレメントなど、一部の電気・電子部品には有効な材料です。その導電性、強度、耐食性から、丈夫で長持ちする電気部品の製造に役立ちます。

6.優れた表面仕上げとめっき適合性

特に、ザマック3合金によって製造される製品の表面仕上げは、この種の合金がダイカスト鋳造で一般的に利用される主な理由の1つです。この合金では、次のようないくつかの仕上げ加工が可能です：

電気メッキ： クロムめっき、ニッケルめっき、金めっきなどの装飾および保護めっき
パウダーコーティング： 耐久性と耐食性に優れた仕上げ。
塗装と研磨： 消費財や装飾品の美的魅力を高める。

ザマック3合金の機械的特性

材料に加わる外力は機械的特性を決定する。ザマック3合金の性能評価は、これらの本質的特性に大きく依存します。ザマック3合金に見られる主な機械的特性は以下の通りです：

さまざまな応力条件下で、ザマック3はその機械的特性により変形に対する耐性を発揮する。ザマック3の283MPaの極限引張強さは、強度と延性の両方を必要とする部品の製造に適しています。降伏強度は221MPaで、せん断強度は214MPaに達するため、応力を必要とする用途に使用することができます。

ザマック3合金の物理的性質

物理的特性という用語は、密度、熱伝導率、電気的特性など、材料固有の特性を指します。特定の環境条件に耐えなければならない部品や、変化する温度下で働かなければならない部品を設計する場合、これらの特性は非常に重要です。ザマック3合金について重要なことは、以下のようにまとめることができます：

ザマック3合金は融点が384℃と比較的低いため、鋳造が容易である。融点が低いため、113W/mKという非常に優れた熱伝導率を持ち、効果的に熱を伝えることができます。さらに、ザマック3は6.6g/cm³という非常に優れた密度を持つため、ザマック3から作られた部品は軽量で、大きな機械的応力にも耐えることができます。

ザマック3合金の電気抵抗率は6.37μΩ・cmと同程度であるため、この合金は中庸であり、コネクターやその他の電気部品のような電子用途の一部に利用することができる。熱膨張係数が比較的低いため、温度変化に対する寸法安定性がある。419J/kg℃の比熱容量も、温度変化が起こる前に熱を吸収し蓄えることができることを示しており、温度変化を必要とする部品に有用である。

なぜザマック3が最も一般的な亜鉛合金なのか？ 

ザマック3亜鉛合金は、その良好なバランス特性、経済的な価格、および容易な鋳造のため、最も使用されるザマック合金の一つです。これらの特徴から、ザマック5やザマック7などの他のザマック合金よりも好まれる合金です。

低コスト - ザマック5に比べて銅の含有量が少ないため、主要な機能特性を損なうことなく、製造コストを大幅に下げることができる。
より良い流動性 - ザマック5よりも流動性が良いので、グレガリー製品の金型への充填が良くなり、仕上げが容易になる。
良好な機械的特性 - ザマック3合金の強度と耐久性は、ザマック7よりも安定している。
このような利点から、ザマック3鋳造は自動車部品、家具付属品、電子機器、消費者製品などに広く使用されている。

ザマック3対ザマック5

構成の違い

ザマック3とザマック5は、亜鉛をベースにアルミニウム、マグネシウム、銅を配合した合金と考えられているが、その組成はわずかに異なる。ザマック3は、約96%の亜鉛、3.5～4%のアルミニウム、0.03～0.06%のマグネシウム、そしてわずか0.25%の銅で構成されています。しかし、ザマック5は0.75～1.2%の銅を含むため、強度は高いが延性は若干劣る。ザマック5合金は銅を多く含むため、ザマック4合金より硬度と引張強さは高くなりますが、耐食性は低くなります。

機械的特性

また、ザマック3合金は延性と耐衝撃性に優れていることでも知られており、柔軟性と精度が要求される用途に最適である。ザマック5は、引張強さ（ザマック3の283MPaに対して317MPa）と硬さ（ザマック3の82ブリネルに対して90ブリネル）が大きい。しかし、伸長性が低いため、応力がかかると脆くなります。Zamak 3は寸法安定性に優れ、Zamak 5は高荷重用途に適している。

耐食性と鋳造性

ザマック3は耐食性に優れているため、湿気のある環境での使用に適しています。まず、ザマック5は強度が低く、耐摩耗性に優れていますが、合金中の銅含有量が高いため酸化しやすくなっています。また、ザマック3は複雑な鋳型に成形するのが容易ですが、ザマック5は追加の機械加工が必要になる場合があります。

アプリケーション

自動車トリム、電気部品、家具金具、消費財などは、高精度と高耐食性が重要な分野であり、ザマック3が広く使用されている理由でもあります。ザマック5は、自動車用ブラケット、ギア、産業機械、および高い強度と耐久性が要求される機械部品によく使用されています。

なぜザマック3合金が鋳造に好まれるのか？

溶けた金属を金型に流し込んで、精密で複雑な部品を作るのがダイカストである。ダイカスト業界でザマナック3鋳造が好まれる理由は以下の通りです：

1.低融点 - 融点が低い（約385℃）ザマック3亜鉛合金に比べ、鋳造が容易でコスト効率が高い。
2.流動性 - この特性は、溶融合金が複雑な鋳型に欠陥なく充填され、滑らかで詳細な鋳物を製造するために必要であり、寄与している。
3.ザマック3キャスティング - 最小限の収縮率で鋳造することで、寸法精度を維持し、鋳造後の機械加工の必要性を低減します。
4.大量生産における均一性 - 大量生産を目的とする場合、メーカーは一貫性を確保できるザマック3合金を好む。
5.表面仕上げオプション - ザマック3（鋳物）は、電気メッキ、粉体塗装、塗装など、さまざまな工程で仕上げることができる。

ザマック3亜鉛合金の用途

ザマック3亜鉛合金は優れた特性を示すため、様々な産業において他の多くの合金の代わりに使用されており、現代の製造業における基本的な材料となっている。主な用途は以下の通りである。

自動車産業

 ザマック3鋳造を可能な限り使用している自動車業界では、ドアハンドル、ブラケット、ギア、ロック機構などの部品を製造しています。この合金の強度、寸法精度、耐食性は、特に自動車の構造部品や装飾部品に適しており、自動車のライフサイクルの間、高い信頼性と耐久性を発揮します。

電気・電子

エレクトロニクス分野の電気コネクター、スイッチ、電気ハウジング、その他の部品の製造に広く使用されている。安価で機械的強度と電気伝導性に優れ、環境要因にも強いため、耐久性に優れ長持ちする電子機器や電気システムの最有力候補であり、適度な電気伝導性を持つ。

家具と金物 

ザマック3合金は、家具産業で装飾金物、ロック、ヒンジ、電気ショック療法によく使用されます。表面仕上げは優れており、耐食性はドア、引き出し、キャビネットなどに美的魅力と信頼性を提供するような補助具に明るい仕上げを与えます。

玩具・消費財

ザマック3鋳造は、多くの高品質の玩具や日常のありふれた家庭用品、装飾品や機能部品の生産を提供しています。ザマック3は、複雑な形状を滑らかに仕上げることができるため、新しい外観と安全な消費財の製造に適した合金です。

メディカル 

ザマック3亜鉛合金の寸法安定性、生体適合性、耐食性は、特定の医療機器や装置への使用に適した材料です。ザマック3亜鉛合金は強度と安定性に優れているため、無菌環境、例えば手術器具、医療用ハウジング、モニター装置など、数多くの用途に耐えることができます。

コンシューマー・エレクトロニクス

携帯電話の筐体、カメラボディ、携帯電話アクセサリーの部品は、ザマック3合金で製造されています。軽量で強度が高く、鋳造が容易なため、強度と形状に優れた高品質の電子筐体を成形するための優れた材料です。

航空宇宙産業 

ザマック3は、航空宇宙産業では主要な構造部品としては使用されませんが、ブラケット、マウント、ファスナーとしてこれらの部品の製造時に使用されます。重量を最小限に抑えながら機能する場合、合金の重量に対する強度の比率が特に有利になります。

ザマック3と他の亜鉛合金との比較

ザマック3合金はザマック合金の中で最も人気があるが、ザマック5とザマック7も工業用途で使用されている。ザマック3亜鉛合金はそれらと以下のように比較される：

ザマック3合金は最も汎用性が高く、鋳造品に広く使用される合金であるが、これはCu含有量が高いため、ザマック5合金より若干高い強度が得られるからである。

結論

ダイカスト材料によると、ザマック3亜鉛合金は、低価格帯の良好な靭性のために世界中で素晴らしい材料です。耐食性、鋳造性、機械的安定性に優れ、多くの産業で好まれています。自動車部品から消費財に至るまで、ザマック3合金は使用されており、現代製造業の重要な一部であり続けている。ザマック3合金は、合金としてはかなり信頼性が高く、効率的である。例えば、ダイカストプロセスを通じて世界中で広く使用されているザマック3合金の幅広い特性と用途は、その優れた寸法安定性によるものであり、したがって部品は応力やさまざまな環境の影響下でもその形状と性能を保持します。その高い精度と長期的な信頼性により、精密部品に高い精度と長期的な信頼性が求められる場合には、非常に貴重なものとなります。さらに、複雑な形状も簡単に作成できるため、設計者の品質と予算目標を満たすことができ、安価です。ザマック3は、全体として、現代製造業の主要原材料であり、幅広い作業に対応する高出力の良いソリューションです。あらゆる面において、ザマック3合金はダイカストにとって不可欠な材料です：それは、非常に複雑な設計をするためであったり、頑丈で機能的な部品を良い価格、高い価値、信頼性で作るためであったりします。このように、ダイカスト鋳造のニーズは根強く、様々な産業で使用されています。

よくある質問 (FAQ)

1.ザマック3合金の成分は？

ザマック3は主に96%亜鉛合金ですが、少量のアルミニウム（3.5-4%）、マグネシウム（0.03-0.06%）、銅（0.25%）を含んでいます。非常に優れた機械的特性、耐食性、鋳造性を持っており、いわばこのユニークな組成が特徴です。

2.ザマック3合金は何に使われるのですか？

ダイカスト業界は、高品質の部品を製造するためにザマック3合金を採用している。一般的な用途としては、自動車部品、電気ハウジング、家具金具、消費財などがある。精度は、複雑な形状を作成するための主な特徴である。

3.ザマック3がダイカストで受け入れられた理由は何ですか？

ザマック3は、鋳造性と寸法安定性に優れている。低温（約385℃）で溶融するため、複雑な形状への鋳造が容易であり、応力に対して安定しているため、精密部品としての信頼性が高い。

4.ザマック3は耐食性がありますか？

ザマック3合金は、その組成中にアルミニウムとマグネシウムが存在するため、確かに高い耐食性を持つ。従って、耐酸化性と耐食性が非常に重要な屋外や過酷な環境での用途に適しています。

5.ザマック3合金はリサイクルしやすいですか？

ザマック3合金は、その特性を失うことなく、製造工程でリサイクルして再利用することができるため、リサイクルが可能です。ザマック合金のリサイクルは、廃棄物の削減、製造コストの削減、製造工程の改善に役立ちます。