ヒートシンクに最適なアルミニウム合金は？

ヒートシンクに適切なアルミニウム合金を選ぶことは、導電性だけでなく、製造、コスト、表面仕上げにも影響します。

6063-T5は、その優れた熱伝導性、押出性能、アルマイト処理品質により、ヒートシンク用として最も一般的な合金です。

6061のような他の合金はより優れた強度を提供しますが、1XXXシリーズのアルミニウムは最高の導電性を提供しますが、強度は低くなります。比較してみましょう。

ヒートシンクに使用できるアルミニウム合金は？

アルミニウム・ヒートシンクは、主に以下の合金から作られている。 1xxx そして 6xxx シリーズ。以下はその比較である：

合金ファミリー	共通グレード	主な特徴	備考
1xxx	1050, 1100	純アルミニウム、最高の熱伝導性	強度が低く、単独で使用されることはほとんどない
6xxx	6063, 6061, 6082, 6060, 6463	導電性が良く、押し出しやすく、強度が高い。	押し出しヒートシンクに最も広く使用されている
7xxx / カスタム	7075または独自のブレンド	高強度、特殊用途	希少、特別な検査と費用の承認が必要

留意点

• 熱伝導率:1xxx > 6063 > 6061
• 強さ6061 > 6063 > 1xxx
• 押出性6063がベスト
• 仕上げの品質6063は陽極酸化処理に優れている

だから、たいていの状況では 6063 が理想的なバランスです。強度や環境が要求する場合のみ、6061やカスタム合金に移行する。

ヒートシンクの6063-T5と6061の違いは何ですか？

どちらも一般的な合金だが、役割は異なる。

6063-T5は熱伝導性と表面仕上げに優れ、6061は機械的強度が高い。

熱伝導率

• 6063-T5:~200 W/m-K
• 6061-T6:~150-170 W/m-K

そのため、6063は熱伝導に若干優れている。

強さ

• 6061 は6063よりも強い。
• ヒートシンクが荷重を支え、衝撃に耐え、構造物にボルトでしっかりと固定する必要がある場合に適している。
• 6063は、多くの軽作業や屋内用途に十分な強度を保っている。

押出性能

• 6063 よりよく押し出される。
• より細かいフィン形状や複雑な断面にも対応している。
• これは、狭いフィンや高密度の形状を持つ高効率ヒートシンクを設計する際に重要である。

表面仕上げ

• 6063 よりクリーンで滑らかな仕上がりを実現します。
• アルマイト処理に適しており、色のばらつきが少なく、外観も良い。
• 6061 アルマイト処理も可能だが、筋や不均一な色調が見られる場合がある。

プロパティ	6063-T5	6061-T6
導電率	~200 W/m-K	~160 W/m-K
強さ	より低い	より高い
押出性	素晴らしい	グッド
陽極酸化処理	非常に良い	平均
CNC加工	簡単	やや硬め
コスト	より低い	やや高い

押出成形に特注のアルミニウム等級を使用できますか？

特注アルミニウム合金は、特殊なニーズに合わせて開発または調達することができます。

カスタム合金は、導電性、強度、耐食性を向上させることができるが、試験が必要であり、コストが上昇する可能性がある。

カスタム合金を検討する時期

• 必要なのは より高い熱性能 6063が可能にするよりも。
• 必要なのは より優れた耐食性 (海洋環境など）。
• が欲しいのだろう。 導電性と高強度のバランス.
• 必要なのは 特定の表面仕上げ 特性（例えば着色アルマイト処理）。

気をつけるべきこと

• カスタム合金はまだ必要である よく押し出す.
• について 金型設計 は変更が必要かもしれない。
• 機械加工と 治療後の行動 は違うかもしれない。
• 値段も高いし より長いリードタイム.

例えば、次のような企業である。 HTS-ALU そして ロリ・サーマル カスタム合金のリクエストに対応するが、多くの場合、次のような要件が必要となる。 最低発注量 そして 検証ステップ.

シナリオ例

シナリオ	カスタム合金を使う理由
高周波エレクトロニクス	強化された導電性、低磁気シグネチャー
過酷な環境	より優れた耐食性と耐紫外線性
軍事/航空宇宙	重量対強度比、コンプライアンス
カラーアルマイトまたはディープアルマイト	均一な染色のために調整された合金組成

もしご興味があれば、サンプルバッチをテストし、生産前にその動作を検証することも可能です。

熱伝導率が良いのはどの合金ですか？

ヒートシンクでは導電性が重要だが、それだけが要因ではない。

1xxxシリーズのアルミニウムは最も高い導電率を提供しますが、6063は実用的な押出合金の中で最も優れています。

熱伝導率の比較

合金	導電率 (W/m-K)	備考
1050 (1xxx)	~229	優れた純アルミニウム
6063-T5	~200	6xxxシリーズで最高
6061-T6	~160	中程度
6082	~180	中・高
カスタム合金	180-220	変動あり

純アルミニウムは熱流に対する抵抗が少ないが、ほとんどの構造用ヒートシンクには柔らかすぎる。そのため 6063-導電性と加工性のバランスが良い。

導電率に影響を与える要因

• 合金組成（マグネシウム、シリコン、鉄含有量）
• 粒度と方向
• 押出品質
• 時効硬化または焼き戻し
• 応力と機械加工

同じ合金であっても、導電率は製造方法によって5-15%も異なることがある。

デザインも重要

導電率の数字だけを鵜呑みにしないでください。フィンの短い粗悪な設計の6061ヒートシンクは、高さのある最適化されたフィンを持つ形状の良い6063部品よりも冷却が悪い場合があります。

合金の違いは、CNCや表面処理に影響しますか？

アルミ合金の選択によって、ヒートシンクの加工や仕上げのしやすさが変わります。

6063は加工が容易で、アルマイト仕上げが滑らかである。

CNC加工

• 6063 の方が柔らかく、カットしやすい。
• 6061 道具の消耗が激しく、労力もかかる。
• 6061は、より強力なクランプと深いカットが必要です。

陽極酸化処理と表面仕上げ

• 6063 陽極酸化は美しく、クリアで均一な仕上がりで、染色性も良い。
• 6061 は、磨かないと筋や不均一な色調を示すことがある。
• との合金 より高い鉄または銅 陽極酸化が不十分な場合がある。

特徴	6063	6061
加工性	簡単	中程度
工具摩耗	低い	より高い
陽極酸化仕上げ	素晴らしい	可
表面の色	ユニフォーム	変動あり

その他の表面処理

• パウダーコーティング：どちらも対応可能。
• 電気泳動：6063に最適。
• 硬質アルマイト：6061はハードコートによく反応し、より高い耐久性を持つ。

大量生産に踏み切る前に、必ず少量ロットをテストすること。

結論

ほとんどのヒートシンク用、 6063-T5 熱伝導性、押出成形の容易さ、優れた仕上がりを兼ね備えています。用途 6061 強さが最優先される場合のみ、あるいは、次のことを考慮する。 カスタム合金 特別なパフォーマンスが必要なときに。