エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2004年03月19日

カテゴリ : ローコストオートメーションと材料

第152回 LCAを支える機素材料の基本−7:金属材料と鉄

 LCAに使用する構造材料のほとんどは金属材料です。それも鉄系材料が主体です。構造材料を除くと、アクチュエータ(電動モータ、エアーシリンダなど)、それらの制御機器や運動伝達要素(タイミングベルト、コンベア)などには、プラスチックや複合材料などが採用されます。ここでは金属材料を概説します。

(1)金属とは

 金属は一般的には次のような性質を持っています。このなかでLCA用構造材料に適した性質は項目 2. が中心です。

1. 常温ではほとんどが固体
2. 丈夫でありながら外力により変形されやすい(加工成形しやすい)
3. 外観的には光沢を持つ
4. 熱や電気を伝えやすい

(2)丈夫で変形されやすい性質とは

 【図1】に、鉄とアルミ材の2種類の応力 - ひずみ曲線を示しました。

図1

 【表1】に、2種類の材料の強度(引張り強さ)と硬さ(HB)の値を示します。

【表1】鉄とアルミ材の代表的機械特性
 引張り強さ(N/mm2硬さ(HB)密度(g/cm3
S45C:機械構造用鋼690以上201〜269(7.9)
A5052:Al-Mg系板材26568(2.7)

 応力-ひずみ曲線の最大応力値を、試験片の断面積で割った値を引張り強さ(または極限強さ)とします。S45C(【写真1】)が、アルミ材(A5052)よりも2.6倍以上の材料強度を持つことがわかります。

 【図1】のアルミ材の応力-ひずみ曲線は、鉄の特性のような変極点(降伏点)がなく、応力により変形が連続的に生じる性質を示しています。この様に伸びが大きな性質を延性が大きいといいます。このアルミ材の性質を利用して、引抜き加工でアルミフレームが生産できます。

 アルミ材は鉄材の1/3の軽さの性質のため、軽量化材料に使用したいが、材料強度が小さいことから荷重を支える構造材料には適さない、また、硬さも劣ることから耐磨耗特性は望めません。(硬質アルマイト処理やアルミ合金の採用で、ある程度の性能確保は可能です。)

写真1

 次回では、鉄系材料の分類と用途例を解説します。

このサイトは、株式会社ミスミが運営・管理しています。

当サイト上のコンテンツの著作権は株式会社ミスミに帰属します。
無断利用・転載を発見した場合は、法的措置を取らせていただくことがあります。

ミスミのeカタログ

メカニカル部品 | ねじ・ボルト・座金・ナット | 工業用素材 | 配線部品 | 制御部品・PC部品
切削工具 | 生産加工用品 | 梱包・物流保管用品 | 安全保護・環境衛生・オフィス用品 | 研究開発・クリーンルーム用品
プレス金型部品 | プラ型用部品

ご利用にあたって  会社概要

ページトップに戻る