合金が決まれば、工法は自ずと決まる
二つのダイカスト工法の違いは、金属をどこで溶かし、どう金型へ送るかにあります。その一点が、扱える合金、達成できる肉厚、金型の持ち、そして部品の単価まで決めてしまいます。熱間式は亜鉛を、冷間式はアルミ・マグネシウムを担い、どちらが得かは合金をまたいだ単純比較では答えが出ません。当社は中国の工場で両方を稼働していますので、設備の都合ではなく部品の荷重・数量・形状から工法を選び、根拠は比較表にまとめてお出しします。
無料相談両方
稼働工法
3～8秒
熱間式サイクル
15～60秒
冷間式サイクル
0.4mm
最小肉厚（熱間）
材料
| グレード | 特性 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| 熱間式合金：Zamak 3／5／7 | 融点が 390～420°C と低く、鋼を侵しにくい亜鉛合金です。これが熱間式に向く理由で、溶湯はグースネックに溜まり、プランジャーがそのまま圧送します。流動性がよく、0.4mm の薄肉や細かな意匠まで行き渡ります。 | 小型精密部品、コネクタボディ、装飾金具、錠前部品、ギアハウジング |
| 熱間式合金：ZA-8／ZA-27 | アルミを 8～27% 含む亜鉛合金で、強度は 300～420 MPa まで上がります。そのぶんグースネックや射出系への鉄の溶出が増えるため、熱間式では硬化部品を使い、消耗品の交換周期も短くなります。 | 荷重を受けるブッシュ、構造用小部品、耐摩耗部品 |
| 冷間式合金：ADC12／A380 | 620～680°C で溶けるアルミ合金です。浸漬したプランジャーには高温すぎ、鉄を溶かしてしまいますので、ショットごとにスリーブへ注湯します。1.0～1.5mm の肉厚を充填でき、250～320 MPa の機械的性質が得られます。 | ハウジング、バルブボディ、ギアボックスケース、電動工具本体、構造鋳物 |
| 冷間式合金：A356／ALDC1 | 純度が高く熱処理できるアルミで、構造部品や気密が要る鋳物に使います。T6 処理で強度が大きく伸びます。アルミはすべて冷間式で鋳造します。 | 自動車のシャシー部品、気密が重要なバルブボディ、圧力を受ける鋳物 |
| 冷間式合金：AZ91D マグネシウム | マグネシウムは 600～650°C で溶け、必ず冷間式になります。1.81 g/cm³ と構造用では最も軽く、切削性も良いのですが、防火の手順と切粉の管理が厳しく求められます。 | 軽量の構造鋳物、電子機器のフレーム、航空宇宙向け部品 |
| 冷間式合金：銅・真鍮 | 900～1000°C の高融点合金で、耐摩耗・耐食が要る鋳物に使います。特殊な金型材質を合わせて冷間式で鋳造しますが、金型の摩耗が早く、部品単価も上がります。 | 耐摩耗ブッシュ、バルブシート、船舶金具、装飾用の配管部品 |
加工パラメータ
| パラメータ | 標準範囲 |
|---|---|
| 溶解・射出温度 | 熱間式 390～420°C（Zn）、冷間式 600～680°C（Al）、900°C 以上（Cu） |
| 射出圧力 | 熱間式 10～30 MPa、冷間式 30～100 MPa 以上 |
| サイクルタイム | 熱間式 3～8秒、冷間式 15～60秒（大きさによる） |
| 最小肉厚 | 熱間式 0.4～1.0mm、冷間式 1.0～1.5mm（Mg は 2～3mm） |
| 最大部品サイズ | 熱間式は小～中型（約 10kg まで）、冷間式は大型（40kg 以上も可） |
| 金型寿命 | 熱間式 50万～100万ショット（Zn）、冷間式 10万～30万ショット（Al） |
| 鋳造ままの寸法公差 | 両工法とも CT5～CT7 が可能。小さな亜鉛部品が最も細部を再現します |
| 設備規模・費用 | 熱間式は小型で安価、冷間式は大型トン数で設備投資が大きくなります |
| 鋳造後の加工 | 両工法とも加工が一般的。亜鉛は鋳造ままが細かいため加工量は少なめです |
| 不良・手戻りの傾向 | 熱間式はバリが少ない。冷間式はビスケットとオーバーフローのロスが多めです |
表面処理
ショットブラスト（両工法）
両工法に共通する下地処理です。鋳肌を落として均一な灰色のつや消しにし、塗装が乗る状態に整えます。内部に回る鋳物の標準仕上げです。
クロメート処理（亜鉛・熱間式）
亜鉛鋳物の化学転化処理で、防食と塗装密着の下地として定番です。透明、青、緑、黒の皮膜から選べます。
アルマイト・クロメート（アルミ・冷間式）
アルミ鋳物はブラストの後にクロメートまたはアルマイトを掛けます。アルマイトは色の選択肢が増え、硬い耐摩耗層も得られます。機能寸法を残す加工面はマスクします。
粉体塗装・電着塗装
どちらの合金にもポリエステル粉体または電着塗装で色と防食を与えます。電着は内部の空洞まで回りやすく、自動車向け鋳物でよく使われます。
めっき（亜鉛鋳物）
亜鉛鋳物はめっきがよく乗ります。装飾・耐摩耗の目的でクロム、ニッケル、亜鉛めっきを選びます。前提として振動研磨と入念な下地仕上げが要ります。
振動研磨
小型の亜鉛鋳物をまとめて仕上げ、バリを取って角を丸め、そろったサテン光沢を出します。多量の小部品をめっきに回す前の標準工程です。
製造設計（DFM）
- 合金を先に決め、工法はそれに合わせてください。亜鉛は熱間式、アルミとマグネシウムは冷間式です。工法を先に決めて合金を無理に当てはめるのが、よくある失敗です。
- 薄肉は工法の能力に合わせて設計します。熱間式の亜鉛は 0.4～1.0mm、冷間式のアルミは最低 1.0～1.5mm が必要です。0.6mm のアルミ壁は充填途中で固まり、2.5mm の亜鉛壁はサイクルを無駄に長くします。
- 合わせ面に精度が要る箇所には加工代を残してください。どちらの工法も機能面は緩く鋳造されます。一面あたり 0.5～1.5mm が標準です。
- 削るシール面は、最後に充填される角、湯口の周り、肉厚の変わり目から遠ざけます。どちらの工法でも、そこに内部の巣が集まりやすいからです。
- 縦壁には 1～3° の抜き勾配を付けてください。亜鉛（熱間式）は細部なら小さめでも済みますが、アルミ（冷間式）は背の高い壁で勾配が足りないと、離型時に引きずりが出ます。
- 湯の流れを考えて形を決めます。冷間式で長く細い流路はすぐ冷えて固まりますので、アルミは流動長と肉厚の比を 100:1 未満に抑え、厚い部位から先に湯口を置きます。
- 亜鉛なら細部を鋳込みで活かしてください。0.4mm の壁や細かなシボも埋まりますので、ロゴ、ローレット、スナップフックは後から削るのではなく、最初から形状に入れます。
- アルミなら強度を活かしてください。冷間式の鋳物は荷重を受け持ち、T6 熱処理もできます。構造部は丸棒からの削り出しではなく、鋳造で形をつくる前提で設計します。
- 部品の大きさを設備に合わせます。熱間式は小～中型の亜鉛部品が得意で、大型のアルミには冷間式のトン数が要ります。肉厚をお約束する前に、必要な型締力を確かめてください。
- 部品の機能、荷重、数量をお知らせください。工法・合金・金型を組み合わせた案をご提案し、選定の根拠は日本語の比較表にまとめて見積書とともにお出しします。切削加工の方が妥当な場合も、その旨を隠さずにお伝えします。
金型と生産能力
| タイプ | リードタイム | 適用場面 |
|---|---|---|
| 熱間式金型（亜鉛） | 3～5週間 | Zamak・ZA 合金の小～中型部品に。細部と薄肉に強く、取り数を増やしたときの経済性が最も良い工法です。金型費は低く、寿命も最長です。 |
| 冷間式金型（アルミ） | 4～6週間 | ADC12・A356・AZ91D の小～大型部品、構造鋳物に。熱疲労に耐える材質が要るため、金型費は高めになります。 |
| 試作用金型（両工法） | 2～4週間 | 100～500個のパイロット向けです。単キャビティまたは軟質の金型で、量産型を起こす前に形状・鋳造性・加工を確かめます。 |
| 多数個取りの量産金型 | 5～7週間 | 量産用です。需要に合わせて取り数を決め、ランナーの釣り合いと順次湯口の構成を組みます。 |
品質保証
- 溶湯の管理：両工法とも炉温度と保持時間をシフトごとに記録し、亜鉛・アルミは溶解ごとに成分を確かめます。
- トライ時と量産中の金型温度を定めた箇所で監視します。どちらの工法でも、鋳造品質を左右する最大の要因です。
- 金型ごとの初品を図面と突き合わせて寸法検査し、重要寸法は CT 等級を確認します。
- 巣の監視：圧力が掛かる部品と構造鋳物には、エックス線または切断サンプルで内部を調べます。
- 射出条件（圧力、速度、時間、温度）の記録を生産ロットごとに保管し、追跡できるようにします。
- 境界見本との目視照合：湯境（コールドシャット）、フローライン、バリ、ヒートチェック、金型面への焼き付きを確かめます。
- 気密の指定があるバルブボディや圧力を受ける鋳物には、リークテストを行います。
- 二次加工の初物検査（FAI）を、実測値入りの寸法報告書としてまとめます。
- 溶湯ごとの合金証明：成分を記録してロットごとに保管します。材質に関するお問い合わせには日本語でご説明し、必要な証明書も整えます。
アプリケーション
- 亜鉛（熱間式）：コネクタボディ、装飾金具、錠前・防犯部品、小型ギアハウジング、バックル、ファスナーのスライダー、精密機器部品
- 亜鉛（熱間式）：自動車の内装トリム、窓金具、ケーブルグランド本体、照明部品
- アルミ（冷間式）：トランスミッション・ギアボックスハウジング、バルブカバー、ポンプ・マニホールド本体、電動工具本体
- アルミ（冷間式）：自動車のシャシー・構造鋳物、EV のバッテリートレイ、モーターハウジング
- アルミ（冷間式）：ヒートシンク、LED ハウジング、通信筐体、家電のフレーム
- マグネシウム（冷間式）：軽量の構造フレーム、電子機器のシャーシ、航空宇宙・モータースポーツ部品
- 両工法：自動車、電子、家電、金具、産業機器における試作・パイロット・量産
FHY Precisionを選ぶ理由
両工法を社内で稼働：熱間式の亜鉛も冷間式のアルミも扱いますので、ご提案はお客様の部品に従います。自社設備の都合で工法を押し付けません。
工法と合金を一体で選定：合金、肉厚、必要トン数を、荷重・数量・合わせ面の要件から金型前にまとめて決めます。
試作から量産への道筋：軟質金型や単キャビティで数週間のうちに鋳造性を確かめ、形状が固まってから量産型へ進みます。
加工まで一続き：どちらの工法の鋳物も自社の CNC 加工へ回し、シール面・ボア・ボルト穴まで一つの品質管理で仕上げます。
工程管理の記録：溶湯の成分、金型温度、射出条件をロットごとに残し、溶解から出荷まで遡れるようにします。
正直な比較：丸棒からの削り出しが鋳造を上回る場合、あるいは数量によっては亜鉛がアルミより得な場合も、金型を起こす前にお伝えします。
数量の幅：100個のパイロットから、金型寿命いっぱいの多数個取り量産までお受けします。
よくある質問
1. 熱間式と冷間式ダイカストの、根本的な違いは何ですか。
溶湯をどこに置き、どう送るかです。熱間式では射出機構が溶湯に浸かっており、グースネックとプランジャーが亜鉛浴の中にあって、そのまま一ショットずつ圧送します。サイクルは 3～8秒と速いものの、溶湯が鋼を侵すため低融点の合金しか使えません。冷間式では、ショットごとに別の炉から冷やしたスリーブへ注湯します。機構が溶湯に触れないのでアルミ、マグネシウム、真鍮といった高融点合金が扱えますが、サイクルは 15～60秒と長く、装置も複雑になります。
2. どの合金が、どちらの工法で鋳造できますか。
熱間式は亜鉛合金（Zamak 3/5/7、ZA-8/12/27）と鉛・スズ合金です。冷間式はアルミ（ADC12、A380、A356）、マグネシウム（AZ91D）、銅合金、そしておおむね 450°C 以上で溶ける材料全般です。境目は、金属の温度が浸漬部品の鉄をどれだけ溶かすかで決まります。400°C の亜鉛は穏やかですが、650°C のアルミは数日で射出系を駄目にします。
3. どちらの工法が安上がりですか。
部品単価なら、たいてい熱間式の亜鉛が有利です。サイクルが 3～8秒（冷間式は 15～60秒）、金型寿命が 50万～100万ショット（同 10万～30万ショット）と長く、金型費もロスも少ないためです。ただし合金をまたいだ比較には意味がありません。アルミはいくら掛けても熱間式では鋳造できません。本来比べるべきは「熱間式の亜鉛・冷間式のアルミ・削り出し」の三つで、答えは部品の大きさ、必要強度、数量で変わります。当社はこの選択肢を並べて見積ります。
4. 薄肉が欲しいとき、アルミを熱間式で鋳造できますか。
できません。650°C のアルミは、浸漬しているグースネックとプランジャーを数日で傷めます。1.0～1.5mm の薄肉アルミは、冷間式で高速射出、高めの溶湯温度、順次湯口を組み合わせて実現します。熱間式より遅くなりますが、こちらなら成立します。1.0mm 未満をご希望なら、正直なところ熱間式の亜鉛か削り出しをお勧めします。
5. 各工法で、どのくらいの肉厚が出せますか。
熱間式の亜鉛は 0.4～1.0mm が目安で、細かなシボやロゴまで含め、ダイカストでもっとも細部が出ます。冷間式のアルミは最低 1.0～1.5mm、流れにくいマグネシウムは 2～3mm です。これより薄くするとショートショットや湯境が出やすく、厚すぎるとサイクルが無駄になりヒケを招きます。
6. 金型は、それぞれどのくらい持ちますか。
熱間式の亜鉛用は、亜鉛が金型鋼に優しいため 50万～100万ショットが普通です。冷間式のアルミ用は 10万～30万ショットで、650°C の溶湯が出入りする熱疲労が効きます。金型寿命は部品単価に直結しますので、亜鉛の案件ほど金型費を多くの個数へ割り振れます。もっとも、形状の複雑さ、鋼材の等級、保守の丁寧さでも変わります。
7. どちらが厳しい公差を保てますか。
熱間式の小さな亜鉛部品がもっとも細かく、鋳造まま CT5～CT6 が狙えます。薄肉まで埋まり、金型の肌をそのまま写すためです。大型の冷間式アルミは CT6～CT7 で、収縮のばらつきがやや大きくなります。実際にはどちらも機能面を削りますので、鋳造ままの差で案件が決まることは少なく、決め手は部品の大きさと合金の強度です。
8. マグネシウムダイカストはどう扱いますか。
マグネシウム（AZ91D）は必ず冷間式です。融点が 600～650°C とアルミに近いためです。1.81 g/cm³ と構造用では最も軽く（アルミより約 3分の1 軽い）、切削性も良いのですが、防火の手順、専用のフラックス、切粉の管理が欠かせません。案件ごとに見積りますが、多くの部品ではアルミか亜鉛の方が簡単で安全です。
9. 自分の部品には、亜鉛とアルミのどちらが合いますか。
亜鉛（熱間式）を選ぶのは、部品が小～中型で肉厚が 1.5mm 以下、荷重が中程度、数量が多く、細部やめっきが効く場合です。コネクタボディ、金具、装飾部品がこれに当たります。アルミ（冷間式）を選ぶのは、部品が大きい、構造荷重を受ける、T6 熱処理が要る、耐熱性が要る、あるいは強度と重さの釣り合いで亜鉛が合わない場合です。ハウジング、バルブボディ、シャシー部品が典型です。迷われたら荷重の条件と数量をお送りください。削り出しを含め、正直な答えを確かめてご提案します。
10. 両工法を稼働していて、鋳造から加工まで一件で頼めますか。
どちらも承ります。熱間式の亜鉛と冷間式のアルミを社内で鋳造し、同じ品質管理の下で自社の CNC 加工へ回します。鋳造が形を安くつくり、加工がシール面・ボア・ボルト穴に精度を足す、という組み合わせは一般的です。窓口も品質のつながりも一つです。
11. 納期はどのくらい見込めばよいですか。
試作用金型はどちらの工法も試し鋳造込みで 2～4週間、量産金型は熱間式の亜鉛が 3～5週間、冷間式のアルミが 4～6週間、多数個取りで 5～7週間です。鋳造後の加工はロットあたり 5～10日が加わります。日程は見積書に書面で明記し、両工法の試作鋳物はまとめてお送りします。代金と納品の条件も同じ書面に記載します。
12. なぜアルミは熱間式で鋳造できないのですか。
冶金の理屈で不可能です。およそ 650°C を超える溶融アルミは、浸漬したグースネックやプランジャーから鉄を溶かします。装置自身の射出部品が数時間で腐食し、アルミ自体も汚れてしまいます。熱間式が成立するのは、亜鉛が約 420°C で溶け、その温度なら鋼への侵食がずっと弱いからです。つまり合金が機械を決めます。亜鉛・スズ・鉛は熱間式、アルミ・マグネシウム・銅合金は冷間式、と割り切ってお考えください。
13. 二つの方式で、サイクルタイムはどう違いますか。
熱間式は際立って速く、金属が最初から機械内にあって直接圧送されるため、サイクルはおよそ 10～15秒、1時間あたり 400～900ショットで回ります。冷間式は毎回別の炉からスリーブへ注ぐので 40～60秒、1時間 50～90ショットです。この生産量の差が、熱間式で多数量ほど金型費を割り振りやすくなる理由です。逆に冷間式の案件は、楽観的な見通しではなく、遅いペースに見合うだけの数量があるかを正直に確かめる必要があります。
14. 金型寿命は、どう比べればよいですか。
差は小さくありません。亜鉛の熱間式金型は低温で動き、熱衝撃も少ないため 500,000ショットを常に超え、100万ショット以上に達することも珍しくありません。アルミの冷間式金型は毎回きつい熱衝撃を受け、寿命は 80,000～150,000ショットが一般的です。多数量の案件では、熱間式側で金型の作り直しが要らない分の節約が、アルミの材料の安さを上回ることがよくあります。金型寿命は単価ではなく、合金を選ぶ段階で効かせるべき判断材料です。なおグースネックとノズルは熱間式の消耗品ですので、決めた周期で点検・交換します。
15. 金型費用が低いのは、どちらの方式ですか。
一般に熱間式の方が安く、典型的な金型で 3,000～8,000米ドル、冷間式は 6,000～15,000米ドルといったところです。もっとも、形状の複雑さと取り数で両方の幅は大きく動きます。金型費は事業判断の一行にすぎず、サイクルタイム、機械の時間単価、金型寿命、交換の時期まで計算に入れるべきです。多数量の亜鉛なら速いサイクルと長い寿命が効いてきますし、構造用のアルミには代替工法がないため、この投資は入場料のようなものです。
16. 真空を併用すると、冷間式の巣は減らせますか。
減らせます。最適化した設備では、ガス巣がおおむね 40% 減ったという報告もあります。仕組みは単純で、射出前にキャビティの中を排気し、おもなガス源である閉じ込め空気を、溶湯が届く前に抜いておきます。充填速度の制御と合わせると、ハウジングや筐体、圧力を受ける部品で求められる気密に近づけます。当方は気密が本当に要る案件にだけ真空を使い、機能もないのに費用だけ増す場合は省きます。