Zamak 3 と Zamak 5:亜鉛合金選定ガイド

銅の含有差が実際に変えるもの、強度、耐食性、切削性、そして部品に合ったグレード。

公開日: 2026-09-28 読了目安 1 分

亜鉛ダイキャストは少数の合金ファミリーの上に成り立っており、最も頻繁に出会うのは Zamak 3 と Zamak 5 です。証明書の上ではほぼ同一に見えます(どちらも亜鉛基地に約 4% のアルミニウム)ですが、その挙動を分ける数字が一つあります:銅です。本ガイドでは、この違いが強度、耐食性、鋳造性、コストに実際に何をもたらすか、そして正しいグレードの選び方を解説します。

成分:核心は銅

元素Zamak 3 (AG40A)Zamak 5 (AG40B)果たす役割
アルミニウム3.9–4.3%3.9–4.3%強度、流動性、離型性
銅≤0.25%0.75–1.25%強度、硬度、耐磨耗性
マグネシウム0.02–0.05%0.02–0.06%粒界腐食の傾向を低減
鉄≤0.10%≤0.075%硬点、切削性(高いと硬度のペナルティ)
鉛≤0.005%≤0.005%流動性(ただし亜鉛の成長を招く;最小限に抑制)
カドミウム≤0.004%≤0.004%有毒;厳格に制限
スズ≤0.003%≤0.003%粒界腐食を促進;最小限に抑制
亜鉛残差残差基地金属

これらのグレードは ASTM B86(AG40A / AG40B)および EN 1774 で標準化されており、認証済みミル証明書には上記の各元素が記載されます。供給者が「Zamak 3」や「Zamak 5」を提示するとき、監査すべきはラベルではなく証明書です。

機械的特性の比較

特性(鋳造肌の典型値)Zamak 3Zamak 5
引張強さ~250–285 MPa~320–350 MPa
耐力 (0.2%)~210–220 MPa~280–300 MPa
伸び~6–10%~2–4%
衝撃強さより高い(延性に富む)中程度
硬度~80–90 HRB~90–100 HRB
薄肉部の流動性極めて良好良好
切削性良好より良好(自由切削だが工具摩耗は大きい)

数値は公開合金データの典型範囲です。実際の特性は肉厚、鋳造パラメータ、特定の認証バッチに依存します。設計は常に購入材料のミル証明書に基づいて行い、一般的な表に頼らないでください。

心に留めるべき傾向:Zamak 5 は約 1% の銅で強度と硬度を約 20–30% 高め、その代価を延性と耐食余裕で支払う。衝撃で折れる部品やねじ山がなめやすい部品には Zamak 3 を;磨耗、締め付け荷重、軸受応力を受ける部品には Zamak 5 を選んでください。

耐食性と「亜鉛の成長」の問題

亜鉛合金には歴史的な弱点があります(湿潤空気中の粒界腐食、いわゆる「亜鉛の成長」)そしてそれは不純物の問題であり、グレードの問題ではありません。過剰な鉛、カドミウム、スズ、鉄は低融点の粒界相を形成し優先的に腐食し、部品を膨張・破壊します。現代的な解決策は成分管理です:認証済み Zamak は Pb ≤0.005%、Cd ≤0.004%、Sn ≤0.003% を維持し、鉄の厳格な上限で、切削やめっきを損なう硬点を防ぎます。

そこから二つの実務規則が導かれます。第一に、ミル証明書付きの認証合金を購入すること、再生や未検証の亜鉛に成長問題の根源があります。第二に、表面を保護すること:めっき、電着塗装、粉体塗装、クロメート化成処理は、腐食敏感な鋳造品を耐久部品に変えます。無塗装の Zamak は屋内なら許容されます。湿気、塩、屋外暴露のあるものにはコーティングシステムが必要です。

Zamak 3 対 ZA 合金:ファミリーの分岐点

ファミリーアルミニウム特性典型的用途
Zamak 3 / 5 / 7約 4%ホットチャンバー最適化、優れた流動性、中程度の強度装飾金具、一般工学部品、薄肉部品
ZA-8約 8%高強度、注意すればホットチャンバー対応可能軽構造部品
ZA-12約 11%強度と軸受容量が向上軸受、ブッシュ、構造部品
ZA-27約 27%最高強度(400 MPa を超えることも)、流動性は不良重荷重用軸受と耐磨耗部品

検索が「ZA-8 対 Zamak」や「ZA-27 強度」に移っているなら、決め手となる問いは荷重です。装飾および一般部品は Zamak に留まり、軸受・構造用亜鉛部品は ZA の階梯を上り、アルミニウム増加に伴う鋳造の難しさを受け入れます。

選定ガイド

対象部品推奨グレード理由
装飾金具、ハンドル、付属品Zamak 3(めっき級は Zamak 7)表面再現性と延性が最良;高級めっきには Zamak 7
薄肉・複雑形状部品Zamak 3優れた流動性が薄肉を充填
留め具、クリップ、ラッチ、錠Zamak 5組み立て荷重下での強度と耐磨耗性
自動車内装 / 小型機構部品Zamak 5荷重容量と良好な切削性
ブッシュ、軸受、耐磨耗板ZA-12 / ZA-27Zamak を超える強度と軸受容量
湿潤または屋外環境のあらゆる部品グレードは二位(コーティングシステムが主位)認証成分+めっき/電着塗装が耐久を決める

FHY の亜鉛合金選定の進め方

FHY はバッチごとの認証済みミル材を用いて亜鉛合金のホットチャンバー鋳造を行っています。部品を送付いただくと、荷重と環境に応じたグレード推奨、選定グレードでの肉厚実現性、使用環境に適合する表面処理ルート(めっき、電着塗装、コーティング)を検討します。もし Zamak 3 がお客様の部品にとって本当に不適切であれば、見積は金型を切った後ではなく、切る前にその旨をお伝えします。

よくある質問

1. Zamak 3 と Zamak 5 はどう選べばよいですか?
汎用・装飾・薄肉部品にはまず Zamak 3 を選んでください。延性、鋳造性、表面品質が最も優れています。より高い強度、硬度、耐磨耗性が必要な部品(金具、留め具、自動車部品、組み立て荷重を受ける部品)には Zamak 5 を選びます。構造荷重を負う部品やめっき級の表面が必要な部品には、それぞれ Zamak 5 と Zamak 7 が対応します。ほとんどの非構造用亜鉛部品では、銅含有量が低く湿潤環境での耐食性に優れる Zamak 3 が依然として標準です。
2. なぜ Zamak 5 は Zamak 3 より強いのですか?
違いは銅です。Zamak 3 は ASTM B86 AG40A に基づき銅を痕跡量のみ(≤0.25%)含み、Zamak 5 は約 1% の銅を添加します(0.75–1.25%、AG40B)。銅は亜鉛基地に固溶して固溶強化と析出効果により強化し、引張強さを約 20–30%、硬度を明確に高めます。代償は延性の低下とやや劣る耐食性で、銅を含む亜鉛合金は表面保護のない湿潤保管に敏感です。
3. 亜鉛合金部品は経年で成長したり膨張したりしますか?
なり得ます。そのメカニズムはよく解明されています。許容量を超える不純物(鉛、カドミウム、スズ、鉄)を含む亜鉛は湿潤空気中で粒界腐食を受けます。これが数月から数年かけて部品を膨張・破壊する、いわゆる「亜鉛の成長」です。現代の認証済み Zamak 合金は Pb ≤0.005%、Cd ≤0.004%、Sn ≤0.003%、Fe ≤0.10%(Zamak 5:≤0.075%)を管理しており、認証グレードを購入し表面を保護することが、グレード選択そのものより重要です。FHY は亜鉛の全バッチにミル証明書を添付します。
4. Zamak 部品はアルミニウムのように陽極酸化できますか?
できません。陽極酸化はアルミニウム特有の電気化学プロセスで、アルミニウム上に酸化被膜を生成します。亜鉛合金は、めっき(クロム、ニッケル)、有機コーティング(粉体塗装、電着塗装)、クロメート化成処理、または単に研磨とラッカーで仕上げます。装飾部品では Zamak 上のニッケル・クロムめっきが業界標準であり、機能部品ではクロメート化成処理とコーティングの組み合わせが一般的です。
5. Zamak 3 は屋外使用に適していますか?
保護がある場合に限ります。裸の亜鉛は保護皮膜を形成しますが屋外では継続的に腐食し、無銅グレードも塩害や酸性環境では劣化します。屋外用の亜鉛部品は通常、めっき、電着塗装、粉体塗装が施され、寿命を決めるのはコーティングシステムであり合金グレードではありません。過酷な屋外暴露に対しては、アルミニウムまたはステンレスが通常より耐久性のある基礎金属であり、亜鉛は保護された、または塗装された用途に限られます。
6. なぜホットチャンバー鋳造は Zamak が主流なのですか?
Zamak は約 380–386 °C で溶けます。この温度なら、ホットチャンバー機のグースネック、ショットスリーブ、ノズルは熱疲労なく半永久的に使用できます。優れた流動性により薄肉断面を急速に充填し、低い鋳造温度は金型寿命を数十万ショットまで延ばします。対照的にアルミニウムはホットチャンバー構成部品を侵食し、660 °C のコールドチャンバー鋳造が必要です。これが亜鉛合金がホットチャンバー鋳造の自然な材料であり、Zamak グレードがそれに最適化されている理由です。
7. Zamak 7 は何に使われますか?
Zamak 7 は高純度・低マグネシウムの変種(AG40B ファミリー)で、めっき後の表面品質が最も重要な装飾用途向けに開発されました。鉛、カドミウム、スズ、鉄の上限を厳格に抑えることでめっき欠陥を減らし、絞り加工や成形部品の延性を高めます。代表的な用途は、高級バスアクセサリー、家具金具、装飾金具です。これらではめっき表面そのものが製品です。
8. ZA-8、ZA-12、ZA-27 は Zamak とどう違うのですか?
別のファミリーです。ZA 合金のアルミニウム含有量ははるかに高く(ZA-8(約 8% Al)、ZA-12(約 11%)、ZA-27(約 27%))強度と硬度は Zamak を大きく上回ります(ZA-27 は 400 MPa を超えることも)が、流動性と金型寿命は低下します。Zamak グレード(3、5、7、いずれも約 4% Al)はホットチャンバー鋳造と装飾から汎用までの用途に最適化されており、ZA グレードはより高荷重の構造・軸受用途を対象とし、しばしば異なる鋳造構成が必要です。
9. Zamak 鋳造品の鋳造肌はどの程度ですか?
ホットチャンバー Zamak 部品は金型のテクスチャを忠実に再現し、鋳造肌は通常、最小限の研磨で直接めっきできるほど平滑です。これが亜鉛が装飾金具を支配している理由の一つです。標準的な做法は、金型側にテクスチャを指定し、めっき仕上げが必要な箇所だけを研磨することです。Zamak の切削も簡単で、自由切削され清浄な切粉が得られます。ただし融点が低いため、塗り込みを防ぐには軽い切り込みと鋭利な工具を用いるべきです。

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