極めて高い熱性能が求められるプロジェクトには、どのアルミニウム合金が推奨されますか？

プロジェクトで卓越した熱性能が求められる場合、熱伝導率、機械的特性、鋳造性のバランスを考慮した適切なアルミニウム合金の選択は、極めて重要な技術的判断となります。効率的な放熱が主目的となる用途では、優れた熱伝達特性を持つことから、一般に高ケイ素・低銅含有の合金が好まれます。

最大放熱のためのトップ合金推奨

ヒートシンク、コールドプレート、電子機器筐体など、熱源から熱を迅速に放散しなければならないプロジェクトでは、特定の合金が優れています。

純粋な熱伝導性において最も強く推奨される合金はA413 (AlSi12)です。この合金は、非常に高い熱伝導率（約121 W/m·K）と優れたダイカスト流動性を兼ね備えており、ヒートシンク設計に特徴的な薄く複雑なフィンを充填することが可能です。低い鉄含有量は、良好な耐食性にも寄与します。もう一つの優れた選択肢はA360で、高い強度と優れた熱伝導率（約113 W/m·K）を併せ持ち、熱管理も必要とする構造部品に適しています。鋳造性、耐食性、熱性能の見事なバランスが求められる用途には、EN AC-44300が信頼性が高く広く指定されている合金です。

熱的ニーズと機械的ニーズのバランス

多くの実用的な用途では、部品は熱を管理しながら、構造荷重に耐えたり、摩耗に耐えたりしなければなりません。

良好な熱性能と高い強度、気密性が求められる用途では、A356が最適な選択肢です。その熱伝導率は中程度に高いですが、主な利点は熱処理（T5、T6）に対する優れた応答性にあり、標準的なダイカスト合金をはるかに超える引張強度を達成することができます。これは、エンジンブラケットや自動車パワートレイン筐体などの部品に理想的です。非熱処理合金において、高い熱伝導率、強度、鋳造性の最良のバランスを求めるならば、広く使用されているA380は、当社がNvidia向けカスタムアルミニウムA380ダイカストGPUフレームを供給した実績に見られるように、多くの大量生産用途において汎用的で効果的な選択肢です。

最高の熱性能のために避けるべき合金

どの合金を選択すべきかを知ることと同様に、どの合金が適さないかを理解することも重要です。

最大の熱伝導性を求める場合、A380のような高銅合金や高鉄合金は避けることをお勧めします。さらに重要なのは、優れた耐摩耗性を持つA390のような過共晶合金は避けるべきです。A390の初晶ケイ素粒子は熱流を著しく散乱させ、断熱材として作用し、部品全体の熱伝導率を大幅に低下させるため、熱管理には不向きです。

補完的な製造および仕上げプロセス

最高の熱性能を達成するには、合金の選択は一部に過ぎず、製造および後処理工程も同様に重要です。

鋳造品の完全性は最も重要です。高度な高圧ダイカストプロセス（場合によっては真空補助付き）を使用することで、熱伝達を妨げる可能性のある気孔を最小限に抑えます。さらに、表面仕上げも重要な役割を果たします。ダイカスト塗装のような化粧仕上げは表面を断熱する可能性がありますが、無塗装仕上げ、または理想的にはダイカスト陽極酸化処理は、実際に熱放射と防食性を向上させることができます。最も要求の厳しい熱界面では、二次的なCNC加工が、完全に平坦で滑らかな接合面を作成するためによく用いられ、熱伝達に有害な空気の隙間を排除します。