時計ケース用 Zamak 5：密度とメッキ適性

Zamak 5 は見積もりの前に二つの数を決める。密度 6.6 g/cm³ と包絡体積で成品重量が 12±1 g に収まり、鋳放しの表皮が 18–27 µm の Cu/Ni/Cr を受け止める。どちらも合金と炉料の話で、メッキラインの話ではない。亜鉛合金の一族で、強度は Zamak 3 の上、流動性はわずかに劣る。

いつ Zamak 5 で見積もるべきか？

図面が壁厚 0.9–1.2 mm、メッキされるエッジ、成品重量 12±1 g 付近を定めているなら、Zamak 5 で見積もる。壁が 0.9 mm を切ると、問題は牌号ではなくなる。金型が届かない断面を埋められる合金はない。

壁が確保できた後は、三つの物性がこの注文を決める。密度が壳体を 12 g に抑え、鋳放し表皮がメッキ後に鏡面まで出せ、Ø1.5 mm の穴を破断せずに切削できる。メッキ後に 0.03 mm の段差高さを守るフレームもこの牌号の範囲内で、その公差は削って出すもので鋳て出すものではない。

1 ショット 4 キャビティは何によるものか？

8407 の入子で 4 キャビティ、30 万ショット（300,000 ショット）の設計目標という構成は、このフレームに向く。0.9 mm の壁が金属の凝固前に充填され、四つの充填前線が同じ窓に収まるからだ。壁がもう少し厚いと、構成は単キャビティへ戻る。薄肉の亜鉛ダイカストにも同じ境界が書かれている。

キャビティ数はコストの判断である。4 キャビティの金型は単キャビティより高いが、その費はロットで割る。割るのは個数であってキャビティ数ではない。300 個の試作ならこの型を 300 個で割る。金属を数える前から、価格の大半を占める。

ASTM AC41A は Zamak 5 のインゴットに何を定めるか？

ASTM B86 AC41A が定めるのはインゴットの成分で、成品の鋳物ではない。表 1 に範囲を示す。不純物の上限は買い手が最も飛ばす行である。

アルミ、銅、マグネシウムには範囲だけがあり上限は別に設けない。鉛、カドミウム、錫には上限だけがあり下限は設けない。銅が強度と時効を決め、マグネシウムが結晶粒を抑え、三つの上限が一炉の悪い湯で全体をもろくするのを防ぐ。戻り材のランナーとスプルーを配合すると銅は範囲の上限へ寄るので、湯は前回の品質証明書ではなく規格で検査する。

亜鉛はなぜ Cu/Ni/Cr メッキを載せられるのか？

亜鉛は酸にもアルカリにも活性なので、メッキは全面を封じなければならない。三層がそれぞれ一つの仕事を負う。銅が素地にかみつき、ニッケルが腐食を止め、クロムが耐摩耗と色を担う。それぞれ 8–12 µm、10–15 µm、0.1–0.3 µm、片面合計 18–27 µm である。

塗装亜鉛は三つの槽を省け、初期費用は安いが、エッジで負ける。時計ケースは袖口や机に毎日擦れる。ケースの力点がそのエッジにある以上、塗装は安い工程と短い外観寿命を交換している。メッキ不良を剥がすと三つの槽に戻して列に並べ直すので、遅れて見つかった膨れは納期と外観の両方を失う。メッキの記録が複数の経路を並べて比較している。

メッキが最初に暴く表面欠陥はどれか？

膨れがメッキで最初に現れる欠陥で、起点は表皮に通じたポア（鋳物表皮の下の空洞）にあり、槽の中ではない。銅槽の酸が孔に残り、ニッケル膜が蓋をすると、熱で残液がメッキを持ち上げる。脱脂と活性化をどれだけ丁寧にやっても孔は埋まらない。

だからポアは亜鉛ダイカスト側の責任で、メッキ屋の責任ではない。表皮に通じた孔は研削でもメッキでも平らにならない。表皮に達しないポアは無害で、管理すべきは表面とつながる種類だけである。

18–27 µm のメッキは一つの嵌合をどう変えるか？

片面 18–27 µm が付けば、段差面も同じだけ上がる。孔径は直径方向に両側へ付くので 2 × 18–27 µm = 0.036–0.054 mm となり、段差面に許された 0.03 mm をすでに超える。

表 2 は重量予算を分解したもので、図面の包絡と代表密度を使う。

計算は 13.7 cm³ × 6.6 g/cm³ = 90.5 g の中実ブロックに対し、成品 12±1 g、つまり包絡のうち約 13 % が金属である。図面がこの重量を塊から求めているなら、それは余肉をより多く削る壳を求めており、削る時間は余肉に比例して増える。

Zamak 5 はどこで薄壁を破断せずに切れるか？

0.9 mm のラグ壁に Ø1.5 mm の孔という組み合わせは、Zamak 5 がきれいに切れるか破断するかの境界にちょうど載る。差を付けるのは入口の面取りと出口の送りである。この合金は速く切れるほど軟らかいが、支えのない出口に耐えるほど軟らかくはない。

孔径の欠けが 0.1 mm を超えたら手直しではなく廃棄で、削って直した孔は自分の公差帯から外れる。後処理はこのリスクを価格に織り込むので、薄肉品の見積もりには常にロスが残る。買い手が書いても書かなくても同じである。

Zamak 5 が成立しない時計ケースはどれか？

Zamak 5 を使えないのは三つ。潜水をうたう、面が長期の摩耗に晒される、壁が 0.9 mm を切る。汗、摩擦、日常の衝撃は範囲内で、メッキ前に 0.03 mm へ削る段差面も範囲内である。この三線を越えると、工程を変えても金は減らず、材料を変えるのが正しい。

ステンレスや塗装亜鉛に変える代償は何か？

ステンレスはまず重量が増え、同じ包絡で 12±1 g に収まらない。機械加工に回す塊も成品よりはるかに重い。塗装亜鉛は鋳物を保ち、三つの槽を削る。工程は減るが、メッキが守っていたエッジも失う。

どちらの道も嵌合の予算を動かす。ステンレスは Zamak 5 が近純形で作る場所を削って作る。塗装は膜を一層足すが、18–27 µm のような厚み管理はなく、0.036–0.054 mm のメッキ量で計算した嵌合はすべて測り直しになる。壁が 0.9 mm を切る、あるいはヘアラインの鋼のエッジが要る、という時点でこの牌号の外である。

見積もりを比較可能にするには何を書くか？

四つの主要書類で見積もりは比較可能になる。各公差にメッキ前かメッキ後かを記した 2D 図面、3D モデル、数量、可視面の表面等級。加えてマスキング一覧が要る。マスキングは一つごとにメッキ屋の工程が増えるからだ。

この四つが価格の五項目を決める。機械加工の段取り回数、可視面のバフ回数、メッキの掛け具密度、薄肉帯のロス、ロットに薄まる金型費。一つ欠けると、二社目と比べられない幅の回答になる。見積もりは数値のある項目にしか値付けしないからだ。初品は検査設備で 0.03 mm のシックネスゲージと Ø1.5 mm のプラグゲージを使って確認する。

よくある質問

1. 0.9 mm の Zamak ラグ壁に Ø1.5 mm のピン穴は開けられるか？

2. 時計ケースのバフ研磨と CNC はどちらを先に行うか？

3. リューズノッチはなぜバフ研磨で崩れるのか？

4. Zamak に Cu/Ni/Cr メッキをすると膨れるのか？

5. メッキ後の Zamak ケースは 0.03 mm の段差高さを保てるか？