ステンレス vs アルミ — 加工性を徹底比較｜用途別材料選定の技術ガイド | 愛知県東海市の短納期金属加工サービスなら株式会社MD

材料の基本物性（選定時に最初に抑えるべき点）
合金別の“実務的”な使い分け（代表例と加工上の特徴）
切削加工（切削・穴あけ・ねじ立て）での実務上の違いと対策
成形（曲げ・プレス・板金）と加工欠点
接合（溶接／接着／リベット）の実務ポイント
表面処理と仕上げ（設計・工程に与える影響）
寸法公差・精度・仕上がり（実務目安）
製造コストに直結する要因（発注時に押さえる）
設計（DFA／DFM）的チェックリスト（図面作成時に使える）
用途別の推奨材種と理由（短い判断表）
実務Tips（加工現場での“負けない”ための細かな指示）
よくある誤解と短い解説
発注・仕様書に入れるべき項目（テンプレ）
まとめ（材料選定の“最短回答”）
用途別おすすめ（ショートリスト）
FAQ

材料の基本物性（選定時に最初に抑えるべき点）

（代表的な値は合金・処理で変わるため「代表値／目安」として記載）

密度：アルミ ≒ 2.70 g/cm³、ステンレス（SUS3xx） ≒ 7.9 g/cm³
→ 体積当たりの質量はアルミが約1/3。軽量化要求に直結。
弾性係数（E）：アルミ ≒ 69 GPa、ステンレス ≒ 200 GPa
→ 曲げ剛性やたわみ設計に大きく影響。薄肉設計ではアルミのたわみ対策が必要。
熱伝導率：アルミ ≫ ステンレス（アルミは約200 W/m·K 程度、ステンレスは~15–25 W/m·K）
→ 放熱製品（ヒートシンク等）はアルミが有利。
熱膨張係数：アルミ ≈ 23×10⁻⁶ /K、ステンレス ≈ 15–17×10⁻⁶ /K
→ 異材接合や高温環境では歪み・クリアランス設計に注意。
腐食耐性：SUS316 > SUS304 ≫ 一般アルミ（アルミは陽極化しやすく塩水環境での保護が必要）
→ 海洋・化学環境では316相当、食品・医療ではパッシベーションや表面処理を考慮。

合金別の“実務的”な使い分け（代表例と加工上の特徴）

SUS304：
汎用の耐食性ステンレス。加工性中〜やや難。切削での被削性低下（被削性向上材はSUS303）。
SUS303：
硫黄添加の被削性改善材。切削加工性は良いが耐食性は若干落ちる。ねじ・小物部品に便利。
SUS316 / 316L：
塩化物環境に強い。海洋・化学・医療部品向き。加工は304と同等かやや難。
アルミ 6061-T6：
汎用構造用アルミ。加工性良好、陽極酸化（アルマイト）で表面処理可能。
アルミ 5052 / 5083：
成形性・耐食性に優れる（板金用途）。溶接性も良好。
アルミ 2024 / 7075：
高強度（航空用）。加工は可能だが溶接性は劣る（特に7075）。加工工具と治具の剛性が重要。

切削加工（切削・穴あけ・ねじ立て）での実務上の違いと対策

切削（フライス・旋盤）

アルミ
- 加工性：非常に切削しやすい（低切削力・高切削速度が可能）。
- 工具：超硬（CBNではなくタングステンカーバイド）、刃先は鋭く・溝は研磨済み（BUE＝付着防止）がおすすめ。
- 特性：チップが粘着しやすい → 切りくず排出設計（溝形状、逃げ）・ポリッシュドフルート推奨。
- 冷却：ミストや油性クーラントでBUE抑制。切削温度管理は比較的寛容。
- 切削条件：高回転・高送りを使える（ただし振動対策必須）。
ステンレス（特にオーステナイト系304/316）
- 加工性：工具摩耗が早い & 加工硬化（ワーク硬化）しやすい。切削速度は低めに設定。
- 工具：被膜処理（TiAlN等）した超硬やコーティング工具、刃形は丸め（大R）で刃先強度を確保。
- 特性：切りくずが連続して長くなる傾向 → チップブレーカー、断続切削の設計が有効。
- 冷却：高圧冷却や切削油で熱を逃がし、工具寿命と仕上げを確保。
- 切削条件：低速・高送りでせん断を避ける（粗削りは大切）。

穴あけ（ドリル）

ステンレス：
コバルトドリルや高性能コーティングドリル。ペッキング（段取り戻し）で切りくず排出。
アルミ：
鋭角の刃形、ポリッシュドリルでBUE防止。スルークーラントで良好。

ねじ加工（タップ・ねじ切り）

アルミ：
塑性加工型タップ（成形タップ）を使える場合あり（母材の延性を活かす）。
ステンレス：
切削タップで潤滑を十分に。ねじ立て深さを控えめにしたり、ねじ山形状を最適化する。

成形（曲げ・プレス・板金）と加工欠点

アルミ：
塑性が良く薄板の曲げ・深絞りが容易。だが「ばね性（springback）」が大きいため金型補正と最終寸法管理が必要。
ステンレス：
板厚が同じなら成形はやや力が要る。加工ひずみで歪みが残りやすいが、成形後のばね戻りはアルミより小さい場合もある。
冷間成形後の応力除去：
ステンレスはアニーリング（焼なまし）で応力低減できる。アルミは熱処理で強度・硬さが変わるため取扱い注意（特に熱処理性合金）。

接合（溶接／接着／リベット）の実務ポイント

溶接
- ステンレス：アーク溶接が一般的。溶接熱での「酸化（熱間変色）」はパッシベーションや酸洗いで処理。316L等は低炭素種で溶接割れに強い。
- アルミ：アルゴンTIG/MIGが基本。母材の酸化膜（表面アルミナ）を除去して溶接する必要あり。6061は溶接で母材強度が落ちる（ヒートアフェクト）。2024/7075は溶接性が悪い。
接着／機械結合：異材接合（Al–SUS）は電食（ガルバニック腐食）に注意。絶縁材料やシーラントで電気的接触を断つ対策を必須に。

表面処理と仕上げ（設計・工程に与える影響）

アルミ
- アルマイト（陽極酸化）：耐食性・耐摩耗性・外観向上。仕上げの寸法変化（皮膜厚）を考慮。
- 塗装：下地処理（脱脂・プライマー）が重要。
ステンレス
- パッシベーション（硝酸等で表面処理）：溶接部の酸化除去に必須。
- 電解研磨（エレクトロポリッシュ）：摩耗・腐食耐性と衛生面を高める（医療・食品機器）。
表面粗さ（Ra）設計：機械加工で得られるRa帯は工具・切削条件で変動。鏡面要求なら研磨・研削の追加工程を見込む。

寸法公差・精度・仕上がり（実務目安）

一般CNCフライス／旋盤の標準公差：±0.05 mm 程度が多い（部品形状・素材・厚みで±0.02〜±0.1 mm の振れ）。高精度（±0.005〜±0.01 mm）は研削・研磨が必要。
アルミは切削熱で押されやすく振動対策が重要。ステンレスは加工硬化や工具摩耗で寸法変動が出やすい。
表面粗さ（例）：機械加工で Ra ≒ 0.8–3.2 μm が一般的。鏡面（Ra < 0.2 μm）は追加研磨・バフ仕上げや電解研磨を推奨。

製造コストに直結する要因（発注時に押さえる）

原材料単価（kg）だけでは比較できない：
体積当たりの単価 × 加工時間 × 工具摩耗 × 二次工程で総コストが決まる。
ステンレス：
工具摩耗・切削速度低下→サイクル長・工具コストが増える。表面仕上げやパッシベーション等の追加工程が発生しやすい。
アルミ：
加工能率が高くサイクル短縮しやすいが、軽量化設計で治具や響き対策が必要になる場合がある（薄肉振動の対策コスト）。

設計（DFA／DFM）的チェックリスト（図面作成時に使える）

材料候補を決める優先順位（重要度）を明示：
①耐食性 ②強度 ③重量 ④放熱 ⑤表面仕上げ ⑥コスト
最小肉厚：
板金と切削で要件が変わる。切削部は最小1.0–1.5mm（工具把握含む）を目安に設計（ただし治具と工程で更に薄く可能）。
コーナーRは工具R以上（加工工具のRに合わせてRを指定）→角Rを小さくすると加工コスト上昇。
ねじ深さとタップ径：
材質別に適正比（全ねじ深さ、雌ねじの厚さ）を指定。ステンレスはタップ潤滑と抜き取りを想定。
異材接触：
電食対策（絶縁・シール・表面処理）を図面注記で明記。

用途別の推奨材種と理由（短い判断表）

食品・厨房機器：
SUS304（耐食性・洗浄性）／SUS316（食品＋塩分や海水近傍）
医療機器（体外）：
SUS316L（低C、溶接後の腐食抵抗）
放熱部品・軽量構造：
アルミ 6061（放熱＋機械加工性）／アルミ 2024/7075（高強度、ただし表面処理と溶接注意）
海洋・化学装置：
SUS316 / 特殊合金（耐食環境）／アルミは適切なコーティングが必要
航空・高強度部品：
アルミ 2024, 7075（鋭意検討）／ステンレスより強度当たりの比重は有利だが疲労設計必須

実務Tips（加工現場での“負けない”ための細かな指示）

ステンレスのドリルは高送りで早めに戻す（ペッキング）、穴底の焼き付き・ツブレ防止に有効。
アルミの切削では切りくずの詰まり（巻き付き）を防ぐためフルートの研磨・チップブレーカー最適化が重要。
異材締結（SUSとAl）では絶縁ワッシャー・シール材・塗膜処理を標準化。
高精度部品は加工順序（粗取り→応力除去→仕上げ）を必ず工程に入れる。ステンレスは中間焼なまし、アルミは必要に応じて機械的な応力除去。

よくある誤解と短い解説

「アルミは常に安い」→誤り：部品形状・追加処理（アルマイト、溶接対応、薄肉固定具）によってコストは変わる。
「ステンレスは強いからなんでも良い」→誤り：重く、加工の手間・工具コストが高く、熱処理・溶接後の処理が必要な場合が多い。
「高強度アルミはステンレスの代替になる」→条件付き：強度／疲労／耐食性／溶接性の各観点で検討が必要。

発注・仕様書に入れるべき項目（テンプレ）

使用用途・環境（例：屋外、海水霧、食品接触、耐熱温度）
必要機械的特性（引張強さ、耐力、疲労寿命）
最小肉厚、表面粗さ（Ra）、外観要件（鏡面/梨地/アルマイト色）
寸法公差（主要寸法と形状公差）
表面処理（例：アルマイト硬質20 μm / SUSパッシベーション）
接合方法（溶接・ボルト・接着）と異材接合の有無
数量とロット生産頻度（量産か試作かで工程選定が変わる）

まとめ（材料選定の“最短回答”）

加工性で選ぶならアルミ（加工時間・工具摩耗の面で有利）。軽量化・放熱設計とも相性がいい。
耐食性・高温・衛生性・長期耐久で選ぶならステンレス（SUS系）。ただし加工コストは高め。
最終判断は「使用環境＋要求強度＋表面仕上げ＋見積（総コスト）」の4点セットで行う。合金・熱処理・後処理で評価が大きく変わるため、図面（形状）に合わせた工程設計が鍵。