鋼の強度、アルミの軽さ：ZT68 600MPa高強度アルミボルト

はじめに

軽量化の波の中で、技術者は板挟みになっています。鋼ボルトは十分に強いものの重く、しかもマグネシウム合金とは「相性が悪い」。電位差が大きく、熱膨張も合わず、腐食と緩みの懸念はどこまでもついてきます。ではアルミボルトに替えるか。市販の主流品の強度は420MPaしかなく、電動システムの高荷重・高トルクには耐えられません。

鋼の強度とアルミの軽さを併せ持つボルトはあるのか…

鋼の強度とアルミの軽さを併せ持ち、さらにマグネシウム合金と「平和に共存」できるボルトはあるのか。YF ZhichengjiaのZT68 600MPa冷間圧造高強度アルミボルトの答えは「ある」です。

一、強度はワンランク上、主流品より一段高い ZT68は自社開発の7系改質アルミ材を用い、M8×40の六角フランジボルトを基準に引張強さ630MPaを達成しています。業界主流のアルミボルトより約50%高く、同時に8%以上の伸び靭性を保ち、強くても折れません。「溶体化＋焼入れ＋時効」の精密熱処理とMgZn₂の析出強化により、150℃の高温で長期使用しても強度は600MPa以上で安定し、クリープも緩みも生じません。電動システムやシャシーの高荷重条件にとって、これはより広い安全余裕と長い使用寿命を意味します。

二、マグネシウム合金と「同源」で、電食を源流で止める マグネシウム合金は電極電位が低く、鋼ボルトと組み合わせると天然の「電池」になります。湿潤環境では母材が腐食し、ねじ山が崩れます。ZT68のアルミ材はマグネシウム合金と電位がよく整合し、電気化学的な腐食の駆動力を取り除きます。さらに陽極酸化による緻密な酸化皮膜を重ね、60日間の中性塩水噴霧試験を安定して通過し、錆は出ません。バッテリートレイや水冷プレートといった「湿潤部」の部品でも、防食に気を揉む必要はなくなります。

三、冷熱サイクルで「同調して変形」し、初期締付力が抜けない マグネシウム合金の熱膨張係数は鋼の約2倍で、高温と低温が交互に訪れる環境では鋼ボルトの初期締付力が低下し続け、緩み、異音、漏れにつながります。ZT68が用いるアルミ材はマグネシウム母材と熱膨張係数がよく整合し、冷熱サイクルの中で母材と同期して変形するため、初期締付力が安定します。一度締めれば、緩まない締結になります。

四、冷間圧造の一体成形、自動ラインの「滑らかな相棒」…

四、冷間圧造の一体成形、自動ラインの「滑らかな相棒」 冷間圧造により金属流れが連続し強度が均一になり、切削加工のように繊維組織を断ち切る懸念がありません。熱処理後の転造ねじはねじ谷に残留圧縮応力を生み、疲労寿命をさらに伸ばします。専用の三段潤滑体系により総摩擦係数μtotを0.09~0.15に精密に管理し、締付トルクのばらつきが小さいため全自動締付設備に適合します。2025年、YF Zhichengjiaは600MPa級高強度アルミボルトの冷間圧造量産を実現しました。その背景には月産約6.5億個のファスナーを支える生産能力があります。

五、約65%の減量、1グラムも無駄にしない アルミ合金の密度は2.7g/cm³にすぎず、鋼ボルトを置き換えると約65%の減量になります。ねじのかみ合い長さも1.3~1.5dまで短縮でき、構造はよりコンパクトになります。車両重量をグラム単位で論じる時代には、何千本ものファスナーの減量分が、そのまま航続距離になります。

六、データが示すもの

2026年青島自動車ファスナー・接続発展フォーラムで、ZT68は同社の軽量化締結ソリューションとともに展示され、多くの完成車メーカーとTier1の開発・購買チームから注目と引き合いを集めました。

七、どこで使うのが適切か

七、どこで使うのが適切か

マグネシウム／アルミ合金の軽量構造部品は、いずれもZT68の主戦場です。

・動力電池：マグネシウム合金のバッテリートレイ、筐体フレーム、水冷プレートの接続； ・電駆動システム：モータハウジング、減速機フランジ、電装カバーの高温・高トルク条件下；

・軽量シャシー：コントロールアーム、ナックル、サブフレームなど交番荷重のかかる部位； ・大型マグネシウムダイカスト部品：インパネ骨格、車体構造部品の高精度固定。

軽量化は鋼をアルミに置き換えるだけではなく…

軽量化は鋼をアルミに置き換えるだけではなく、材料、工法、使用条件を精密に整合させることです。ZT68 600MPa高強度アルミボルトは、その整合という命題を、手に取ってすぐ使える標準解にしました。

YF Zhichengjiaについて YF Zhichengjia Precision Hardware (Shenzhen) Co., Ltd. は精密ファスナー一筋に二十余年、深セン本社、襄陽の自動車専用工場、海外製造拠点を展開し、冷間圧造、熱処理、表面処理の全工程技術を有しています。2013年にIATF16949認証を取得し、有効特許26件を保有しています。

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