アルミニウム合金ダイカスト部品と同体積鋳鉄の重量差は、コアが両者の密度の顕著な違いに由来し、この違いもアルミニウム合金ダイカスト部品が軽量化分野で広く応用されている重要な原因となっている。ADC 12、A 380などの一般的なダイカストアルミニウム合金の密度は2.68-2.8 g/cm³の区間に集中しているが、鋳鉄（灰鋳鉄、球状インク鋳鉄）の密度は7.0-7.4 g/cm³の間であり、密度比を計算すると、同体積におけるアルミニウム合金ダイカスト部品の重量は鋳鉄の30-40%にすぎず、すなわち軽量化比は60-70%に達することができ、異なるブランドのアルミニウム合金と鋳鉄は成分の違いにより、この割合は小幅な変動がある。
ダイカストアルミニウム合金の材質特性から見て、その密度の低さは軽量化を実現する基礎である。ADC 12は広く応用されているダイカストアルミニウム合金として、密度は2.68-2.71 g/cm³で、主成分はアルミニウム、シリコン、銅で、その中のアルミニウムの割合は85%を超えて、アルミニウムの天然密度はわずか2.7 g/cm³で、シリコン、銅などの元素を添加して強度を高めても、全体の密度は鋳鉄よりはるかに低い。A 380ダイカストアルミニウム合金の密度は2.8 g/cm³であり、シリコン含有量がより高い（9-12%）ためADC 12よりやや高いが、依然として灰鋳鉄密度（7.2-7.4 g/cm³）の40%未満である。このような密度の低い特性により、アルミニウム合金ダイカスト部品は同じ体積で、重量は鋳鉄部品より大幅に低いことができ、自動車トランスミッションケースを例にして、ADC 12ダイカストアルミニウム合金を用いて製造すれば、同じ体積の灰鋳鉄ケースに比べて、重量は約65%減少することができ、これも新エネルギー自動車、航空宇宙などの分野でアルミニウム合金ダイカスト部品を優先的に選択する核心的な原因である。
鋳鉄の高密度はその成分とミクロ構造に由来し、これもその重量がアルミニウム合金よりはるかに高い鍵である。灰鋳鉄の主要成分は鉄、炭素（黒鉛形式で存在する）であり、その中の鉄の占有率は90%を超え、鉄の密度は7.87 g/cm³であり、黒鉛の密度は2.25 g/cm³であっても、黒鉛は灰鋳鉄中にシート状に分布しているため、全体の密度に対する低下作用は限られており、灰鋳鉄の密度は7.2-7.4 g/cm³に維持されている。球状黒鉛鋳鉄は球状化処理により黒鉛を球状にし、黒鉛の基体に対する切断作用を減少させ、強度は大幅に向上したが、その密度は依然として7.0-7.2 g/cm³であり、灰鋳鉄よりわずかに低く、アルミニウム合金ダイカスト部品との密度差は依然として顕著である。体積1000 cm³の部品を例に、ADC 12アルミニウム合金ダイカストを採用すると、重量は約2.7 kgである。灰鋳鉄を使用して製造すると、重量は約7.3 kgで、両者の重量差は4.6 kgに達し、軽量化効果は非常に明らかである。
実際の用途では、アルミニウム合金ダイカスト部品の軽量化比は構造設計の影響も受ける。アルミニウム合金の強度は鋳鉄より低いが、ダイカスト技術によって複雑な薄肉構造設計を実現することができ、構造強度を保証する前提の下で、体積と重量をさらに最適化することができる。例えば、自動車のエンジンヘッドカバーをADC 12ダイカストアルミニウム合金で製造する場合、壁厚は2-3 mmに設計することができ、鋳鉄部品は強度を保証するために、壁厚は通常8-10 mmに達する必要があり、体積差を無視しても、壁厚による材料使用量の減少から見ると、アルミニウム合金ダイカスト部品の重量はさらに10-20%減少することができる。しかし、この構造最適化による軽量化は、密度差に基づいて構築され、コアはアルミニウム合金と鋳鉄の密度差に依存している。
なお、異なるタイプの鋳鉄とアルミニウム合金ダイカストの重量差割合はわずかに異なる。例えば、球状インク鋳鉄の密度は7.0-7.2 g/cm³であり、ADC 12アルミニウム合金（2.68-2.71 g/cm³）と比較して、同体積でアルミニウム合金ダイカスト部品は約62%-63%軽量である、一方、灰鋳鉄密度は7.2-7.4 g/cm³であり、A 380アルミニウム合金（2.8 g/cm³）と比較して、軽量化割合は約61-62%であった。この小さな違いは鋳鉄の黒鉛形態とアルミニウム合金の合金元素含有量に由来するが、全体的には、アルミニウム合金ダイカスト部品が同体積鋳鉄より60%〜70%軽いというコア結論は変わらない。
以上より、アルミニウム合金ダイカスト部品は2.68-2.8 g/cm³の密度低特性により、同体積7.0-7.4 g/cm³の鋳鉄に比べて、重量は60-70%減少することができ、この軽量化の優位性は工業製造において鋳鉄に代わる重要な材料となり、特に重量に敏感な分野では、この比率の違いは材料選択の核心方向を決定した。
昊源吉高
