亜鉛合金の鋳造法とその自動車部品市場での応用

亜鉛合金とは何か

亜鉛合金は亜鉛を主成分としながら、アルミニウム、銅、マグネシウムなどを添加して機械的性質を高めた合金です。
低融点でありながら硬度と強度を兼ね備え、鋳造性が高く、精密部品の大量生産に適しています。
耐食性や電磁波シールド性にも優れるため、電子機器、建築部材、そして自動車部品まで幅広い分野で採用されています。

亜鉛合金の主な鋳造法

ダイカスト法

ダイカスト法は溶解した亜鉛合金を高圧で金型に射出する鋳造法です。
寸法精度が高く、薄肉形状や複雑形状を一体成形できる点が最大の特徴です。
型寿命が長く、サイクルタイムも短いため、大量生産コストを大幅に削減できます。

重力鋳造（グラビティキャスト）

金型や砂型に溶湯を自然流下させて成形する方法です。
圧力をかけないため内部応力が小さく、気泡やヒケの少ない部品が得られます。
自動車用の大型ハウジングや低応力が求められる部品に適しています。

砂型鋳造

熱硬化性樹脂や珪砂を使った砂型に溶湯を注入する伝統的な鋳造法です。
試作や小ロット生産に向いており、金型コストを低く抑えられます。
しかし、表面粗さがやや大きく後加工を要するケースが多いです。

ロストワックス法

ワックスで原型を作り、それをセラミックで被覆後にワックスを溶かして鋳型を得る精密鋳造法です。
微細形状の再現性が極めて高く、タービンブレードや医療機器にも利用されます。
亜鉛合金では小型ギアやセンサー部品の製造に実績があります。

ダイカスト法が自動車部品に適する理由

ダイカストは他の鋳造法と比べて生産速度が速く、薄肉でも高い剛性を確保できます。
これにより車体軽量化とコスト削減の両立が可能です。
さらに精密鋳造により後加工を最小限にできるため、加工設備投資も抑えられます。
亜鉛合金の金型寿命はアルミ合金より長いため、全体のライフサイクルコストでも優位性を示します。

亜鉛合金鋳造部品が自動車市場で注目される背景

軽量化要求の高まりと電動化に伴う部品点数の増加が主因です。
EVでは航続距離を確保するため車重低減が必須であり、薄肉高剛性の亜鉛合金部品が評価されています。
また、ADASやインフォテインメント機器の増加で精密ハウジングやシールドケースが必要になりました。
亜鉛合金は電磁波シールド性に優れるため、電子制御ユニットの筐体材料として採用が拡大しています。

代表的な亜鉛合金自動車部品

ドアハンドルとヒンジ

亜鉛合金は耐摩耗性が高く、クロームメッキとの相性も良好です。
美観を重視する外装部品として多くのOEMが採用しています。

エンブレムとフロントグリルインサート

複雑な意匠を一体成形でき、メッキによる高級感を付与しやすいことから高級車ブランドで採用例が増えています。

シフトレバー部品

タクトフィールを高めるため適度な重量が求められるシフトレバーに亜鉛合金は最適です。
ダイカスト後の機械加工で高精度の嵌合部を実現できます。

電子制御ユニット（ECU）ハウジング

電磁波シールド性と耐食性を両立し、アルミより成形自由度が高い亜鉛合金が選択肢となっています。

亜鉛合金鋳造の品質管理

溶湯温度の管理が最重要で、過熱しすぎるとガス巻き込みや金型侵食が発生します。
適切な金型温度を維持し、冷却速度を均一にすることで歪みや内部欠陥を低減できます。
X線CT検査や蛍光浸透探傷を用いた非破壊検査により、微細なピンホールや割れを早期に検出する体制が必要です。

表面処理技術

クロームメッキ、ニッケルメッキ、粉体塗装、陽極酸化に比べ電着塗装など多彩な後処理が可能です。
用途に応じて耐食性や意匠性を強化できる点が自動車メーカーに評価されています。

リサイクルと環境評価

亜鉛はリサイクル効率が高く、スクラップからの回収率は90％以上とされています。
融点が低いため再溶解時のエネルギー消費も減り、CO2排出量削減に寄与します。
欧州のELV指令やREACH規制にも適合しやすい素材であり、サステナビリティの観点からも採用が加速しています。

自動車部品市場における亜鉛合金鋳造の今後

車載半導体関連部品の増加により、電磁波シールドケースの需要は今後も拡大が見込まれます。
また、バッテリーケース周辺部品への適用や熱マネジメント用フィン付きハウジングも研究が進んでいます。
3Dプリンティングと組み合わせたハイブリッド製造で試作期間を短縮し、量産移行をスムーズにする動きも加速しています。
コストと環境負荷のバランスを取れる点が購買部門からも高く評価され、市場規模は年率4〜5％の成長が予測されています。

まとめ

亜鉛合金は低融点で高精度鋳造が可能な素材として自動車部品市場で存在感を高めています。
ダイカスト法を中心に、重力鋳造や砂型鋳造など多様なプロセスが選択でき、コスト競争力と設計自由度が高いことが強みです。
軽量化、電磁波シールド性、リサイクル性という3つの市場要請に応えられるため、EVや自動運転時代においても需要は拡大するでしょう。
品質管理や表面処理技術の進歩により、外装部品から内部電子部品まで用途の幅が広がっています。
今後はハイブリッド製造やデジタルツインによる生産最適化が進み、さらに多彩な亜鉛合金部品が車両に組み込まれると期待されます。