当社、ZT68 600MPa 高力アルミ合金ボルトを発表、2025年に冷間圧造量産を業界初達成
エグゼクティブサマリー
業界標準のアルミボルト強度は約420MPaにとどまり、三電（モータ・バッテリ・制御）や足回りの高荷重条件を満たすことが困難でした。YF Zhichengjia は自社開発の7系改質アルミ材による ZT68 600MPa 冷間圧造高力アルミ合金ボルトを発表しました。引張強さ630MPa、従来品比約50%向上、8%以上の延性を両立し、鋼ボルト比約65%の軽量化を実現、2025年に冷間圧造量産を業界で先駆けて達成しています。
なぜ600MPa級のアルミボルトが必要なのか
「カーボンニュートラル」戦略と新エネルギー車の航続距離向上という二重の駆動により、マグネシウム合金ダイカスト構造部品はバッテリトレイ、電駆動ケース、軽量足回りへ大規模に採用されています。しかしマグネシウム合金は電極電位が非常に低いため、従来の鋼製ボルトと直接接続すると、湿潤・浸水条件で容易に局部電池を形成し、ガルバニック腐食（電食）を誘発します。同時にマグネシウム合金の熱膨張係数は鋼の約2倍であり、高温・低温の繰返し環境下で鋼ボルトとマグネシウム素地の変位が一致せず、予張力が持続的に減衰し、シール不良、異音、緩みのリスクを招きます。
業界で従来使用されてきた 6056 アルミ合金ボルトの強度は約420MPaであり、腐食問題は緩和できるものの、三電や足回りが要求する高トルク・高荷重・長寿命の要件を満たすことが困難でした。YF Zhichengjia が今回正式発表した ZT68 600MPa 冷間圧造高力アルミ合金ボルトは、このギャップに対して自社開発した新世代製品です。7系改質アルミ材をベースに冷間圧造で一体成形し、「軽量化」と「高強度」を同時に両立することを目指しています。
ZT68 の核心性能パラメータ
M8×40 の六角フランジ付きボルトを基準として、ZT68 は強度・靱性・安定性のいずれにおいても主流のアルミボルトを全面的に上回ります。当社発表の実測データによれば、引張強さは630MPaに達し、従来の420MPa級製品比約50%向上すると同時に、8%以上の延性を維持し、「強くても脆くない」特性を実現しています。
| 性能項目 | ZT68 600MPa アルミボルト | 業界標準 6056 アルミボルト |
|---|---|---|
| 引張強さ | 約630MPa（公称600MPa級） | 約420MPa |
| 伸び | ≥8% | — |
| 頭部衝撃性 | 6° ウェッジ衝撃で頭部破断なし | 一般水準 |
| 塩水噴霧 | アルマイド処理後60日間中性塩水噴霧で錆なし | — |
| 高温使用 | 150℃ 長期使用で強度安定 | — |
| マグネシウム合金との組合せ | 電位適合、ガルバニック腐食リスク極小 | 緩和可能だが強度不足 |
| 摩擦係数 μtot | 0.09〜0.15、自動組立に適合 | ばらつき大 |
| 鋼ボルト比の軽量化 | 約65%（密度2.7g/cm³） | — |
材料・熱処理・表面処理の3大ブレークスルー
材料と熱処理：「溶体化処理＋焼入れ＋時効」の精密熱処理を採用します。溶体化により Zn、Mg、Cu などの溶質原子を十分に固溶させ、焼入れで過飽和固溶体を形成し、時効過程で微細・均一な MgZn₂ 析出強化相を一様に析出させて転位を固着し、強度を大幅に向上させます。150℃ で長時間使用しても強度は600MPa以上に安定し、クリープや応力緩和を生じません。
ねじ部と表面：熱処理後に転造ねじを施し、ねじ底部に均一な圧縮残留応力を形成して使用中の引張応力を相殺し、疲労強度を高めます。表面にはアルマイト処理を施し、緻密な酸化皮膜で腐食媒体を遮断し、微視的な結晶粒界を明瞭に保ち連続脆性相を排除して、腐食の浸透経路を構造的に遮断します。冷間圧造一体成形は完全な金属流線を保持し、切削加工による繊維組織の破壊を回避します。専用の3段潤滑体系と組み合わせ、総摩擦係数を0.09〜0.15の範囲に安定させます。
代表的な適用場面
- 電駆動システム：マグネシウム合金製モータハウジング、減速機フランジ、制御装置筐体の締結。高温・高トルク下で熱膨張係数の適合により予張力の減衰を抑制します。
- 動力電池システム：マグネシウム合金製バッテリトレイ、パック枠、水冷プレートの接合。電位適合とアルマイト処理により長期シールと防食を確保します。
- 軽量足回り：マグネシウム・アルミ製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部位。圧縮残留応力により疲労寿命を向上させます。
- 車両大型マグネシウムダイカスト部品：インストルメントパネル骨格、内装軽量構造の固定。冷間圧造の寸法一致性と低ばらつき摩擦係数により、高サイクル自動化生産ラインに適合します。
量産・供給体制
YF Zhichengjia は2005年に深センで設立されて以来、20年以上にわたりファスナー製造を深耕し、冷間圧造、熱処理、表面処理の全工程技術を保有しています。2013年に IATF16949 認証を取得し、2017年に新エネルギー車サプライチェーンへ参入しました。2025年には600MPa級高力アルミボルトの冷間圧造量産を業界で先駆けて達成し、精密検査装置一式を併せて整備し、マグネシウム・アルミ合金製軽量構造向けのカスタム締結ソリューションを安定的に提供できます。
| 供給要件 | 説明 |
|---|---|
| 量産マイルストン | 2025年に600MPa級高力アルミボルトの冷間圧造量産を達成 |
| 製造プロセス | 自社開発7系改質アルミ材＋冷間圧造一体成形＋熱処理後転造ねじ＋アルマイト処理 |
| 品質システム | IATF16949 / ISO9001 等の体系認証、自社検査装置一式 |
| 試作リードタイム | 自社工程により最速1日でエンジニアリングサンプルを提供、最長でも1週間以内 |
ZT68 の量産が意味するもの
アルミボルトの冷間圧造量産は、単なる材料置き換えではなく、軽量接合技術のインフラを確立することを意味します。スチール比で約60% の軽量化は、EV の航続距離延伸、ロボットアームの可搬質量向上、サーバーラックの構造負荷低減に直結します。YF Zhichengjia は ZT68 の量産にあたり、金型寿命、潤滑皮膜の均一性、ねじ転造後の寸法安定性を3年以上かけて工程最適化し、月産100万本レベルの供給体制を確立しました。標準在庫サイズは M6〜M12、対応強度区分は 600MPa 級、表面処理はアルマイトおよび三価クロメートを標準化しています。
今後の展開として、ZT68 の適用範囲を M4〜M16 に拡大するとともに、ナット・座金とのセット供給、ダブルナット緩み止め仕様、およびボルト穴のファインバー対応など、量産現場の要求に応じたカスタマイズを強化します。お問合せは技術エンジニアまでご連絡ください。
結論
ZT68 600MPa 冷間圧造高力アルミ合金ボルトの発表は、YF Zhichengjia が異種材料接合という先端分野において、「材料−製造−検査−量産」を一貫した完全な連鎖に打通したことを意味します。マグネシウム合金軽量化を推進する完成車メーカーや三電サプライヤーにとって、これは軽量・高強度で、かつ自動化生産ラインに安定して載せられる接合ソリューションです。当社は今後も異種材料接合技術を深耕し、自動車の軽量化と低炭素化に信頼できる締結ソリューションを提供してまいります。
