圧力鍋用アルミサークル

12/15 2025

人々がそれについて話すとき圧力鍋用アルミサークル通常、それらは表面に留まり、「熱伝導率が高く、軽量で、コスト効率が高い」のです。それは本当ですが、単純化しすぎています。圧力鍋は実際、アルミニウム製のサークルを置くことができる最も過酷な環境の 1 つです。高圧 + 高温 + 湿気 + 食用酸 + 機械的負荷 + 繰り返しの熱サイクル。

材料技術者の観点から見ると、圧力鍋本体は薄肉圧力容器鍛造アルミニウム合金のディスク（円）から作られています。 なぜ特定のアルミニウムサークルが機能するのか、そしてなぜ一部のアルミニウムサークルが失敗するのかについては、内側から外側まで見る必要があります。圧力および熱応力プロファイル後ろ向きに合金の設計、焼き戻し、厚さ、およびプロセスルート。

以下は、パンフレットの言葉以上のものを必要とするメーカー、調達エンジニア、調理器ブランドの所有者を対象とした実践的で技術的な見解です。

1. 圧力鍋に特別なアルミニウムサークルが必要な理由

1.1 単なる「サークル」ではない

圧力鍋は通常、次の条件で動作します。

• 使用圧力: 大気圧より ~60 ～ 90 kPa (約 8 ～ 15 psi ゲージ)
• 壁温度: 通常使用時 115 ～ 125 °C
• 基地内の地元のホットスポット(ガスまたは電気コイル): 外側底部で一時的に 180 ～ 230 °C

アルミニウム サークル (深絞りとスピニングの前) は次の条件を満たす必要があります。

1. 深絞りと拡張ひび割れなし（単一ディスクの底部と側壁）。
2. 十分に保持する降伏強さその後、安全に抵抗するには:
   • 側壁のフープ応力、
   • 底部の曲げ応力と座屈応力。
3. 抵抗する孔食と隙間腐食塩、酸、洗剤、調理サイクルから。
4. 維持する寸法安定性加熱/冷却を繰り返す場合 (ベースの反り、危険なレベルまでの薄化はありません)。
5. 残る食品に安全で規制に準拠ライフサイクル全体にわたって。

したがって、「アルミニウム サークル グレード」を選択する必要はありません。あなたは、プロパティパッケージディスク、プロセスルート、合金/焼き戻しがこれらの特性を提供することを確認します。完成した器、フラットサークルだけではありません。

2. プレッシャーとストレスからサークル要件まで遡る

2.1 薄肉圧力の近似

炊飯器の円筒部分の場合：

[\sigma_\theta \about \frac{p \cdot r}{t}]

どこ：

• ( \sigma_\theta ) = フープ応力
• ( p ) = 内部過圧
• ( r ) = 内半径
• ( t ) = 直線部分の壁の厚さ

例（一般的な家庭用炊飯器）：

• 使用過圧力 ( p ): 0.1 MPa
• 内半径 ( r ): 80 mm (0.08 m)
• 肉厚 ( t ): 2.5 mm (0.0025 m)

[\sigma_\theta \about \frac{0.1 \times 0.08}{0.0025} = 3.2 \text{ MPa}]

さらに次のように追加します。

• 安全率、
• 局所的な薄化の弱点、
• 成形と溶接の効果、

鍛造 3xxx/5xxx 合金の極限引張強さ (UTS) 限界 (100 ～ 250 MPa) に近づくことはほとんどありません。それで、強さは「簡単」です。成形性や安定性が劣る。

の本当の挑戦次のようなサークルを作っています。

• 積極的に変形させることができます (深絞り、壁しごき、スピニング)。
• 形状の安定性と耐腐食性を 5 ～ 10 年以上維持しながら。

3. 独自の視点：歴史の形成から逆算してデザインする

「調理器具に適した合金は何ですか?」というところから始めるのではなく、次のことから始めます。「私のプロセスはサークルに何をもたらしますか?」次に、それに応じて化学反応と焼き戻しを選択します。

3.1 サークルからクッカーまでの一般的なプロセス ルート

1. ブランキング: コイルまたはシートからアルミニウムの円を切り出します。
2. 潤滑深絞り加工: ディスクがカップに引き込まれます (底部 + 短い壁)。
3. 描き直し / 壁張り / アイロンがけ: 最終的な高さと壁の厚さを設定します。
4. スピニングまたはフローフォーミング(プロファイル調整用): 半径とリムの形状を微調整します。
5. 熱処理・応力緩和(場合によっては軽度): 残留応力を軽減するため。
6. 外部ベース接合(IH用:ステンレス-アルミニウム-アルミニウムサンドイッチ)。
7. 表面仕上げ:
   • 機械研磨+ブラッシング
   • 陽極酸化処理またはクリア コー​​ティング (使用する場合)
8. 組立・リベット止め・ハンドル取付・蓋合わせ。

故障モード (亀裂、オレンジピール、「耳付きリム」、反り、寸法再現性の低下) の >60% は、以下の一致が不十分です:

• 合金および不純物レベル
• テンパー（O vs H シリーズ）
• 粒度分布と組織
• 円の厚さプロファイル (シングルゲージディスクとマルチゲージディスク)

そのため、「圧力鍋用アルミ丸」はラボだけでなくプレスラインでも審査されます。

4. 圧力鍋サークルに使用される主な合金系

4.1 一般的な選択とその理由

• 1xxxシリーズ（例：1050、1060）

  • 高純度で成形性、熱伝導性に優れています。
  • 弱点: 強度が低く、へこみやすく、寸法剛性が重要な場合には理想的ではありません。

• 3xxxシリーズ（例：3003、3004）

  • Mn合金。強度、深絞り性、耐食性のバランスが取れています。
  • 調理器具や中強度調理器の本体に広く使用されています。

• 5xxxシリーズ（例：5052、5182）

  • マグネシウム合金。中性・弱アルカリ環境下での強度と耐食性に優れています。
  • ソフトテンパーで供給すると良好な絞り性が得られます。ハイエンドの圧力鍋、特に厳しいプロファイリングや外部ベースの接着が施されている圧力鍋で一般的に使用されています。

以下は、一般的に使用される合金を円形で簡略化して比較したものです。

5. 代表的な化学成分範囲（代表グレード）

(値は参考値です。常に最新の規格およびサプライヤーの仕様を確認してください。)

5.1 1050 (エコノミー調理器具サークル共通)

5.2 3003 (圧力鍋サークルの主力製品)

5.3 5052 (より高強度の代替品)

6. 気性と、それがほとんどの人が思っている以上に重要である理由

6.1 クッカーサークルの一般的な温度

ほとんどの圧力鍋サークルは以下で提供されます。

• ああ、気性が荒い(焼きなまし):
  • 最大の延性、低強度、高絞り比での深絞り加工に最適です。
• H12、H14(ひずみ硬化、部分的):
  • ある程度の強度があり、単純な形状でも許容可能な成形性。
• H111 / H112(わずかなひずみ硬化、5xxx の場合):
  • より強力な合金の強度と成形性のバランスに有利です。

のために深絞り圧力鍋本体、 通常：

• 3003-O
• 3003‑H14 (装置が制御された一連の伸線 + 中間焼鈍を使用する場合)
• 5052‑O または 5052‑H32/34 (浅い絞りまたは最適化された絞りを使用する場合)

6.2 粒の大きさと食事: 見落とされている敵

カップのイヤリングと肉厚の変化は次のような理由から生じます。異方性（ローリングテクスチャー）。粒子構造が不適切に選択されると、次のような結果が得られます。

• 不規則なリム（トリミングのスクラップが多くなり、材料の無駄が強くなります）。
• 局所的に間伐されたゾーンは未来です障害の開始点使用中。

粒度（クッカーサークルでは ASTM 6 ～ 8 が一般的）と圧延スケジュールを選択することで、サプライヤーは「耳比」を最適化し、下部壁領域の靭性を維持しながらトリミングを約 1 ～ 2% に維持します。

実践的なヒント:
アルミニウム サークルのサプライヤーを認定する場合は、次のことを要求します。

• 粒度データ
• 収益率データ (例: 標準絞り試験後の圧延方向に対して 45°、90°、135°)
• r 値と n 値 (利用可能な場合)

これはよくあることです単純な引張試験レポートよりも予測性が高い。

7. 圧力鍋のアルミサークルの機能的特徴

7.1 熱管理機能

アルミニウムの比較的高い熱伝導率 (合金に応じて約 150 ～ 230 W/m·K) により、次のような効果が得られます。

• 急速加熱: 調理圧力に達するまでの時間を短縮します。
• 横方向の熱拡散が良好: バーナー/エレメントから局所的なホットスポットを取り除くのに役立ちます。
• エネルギー効率: 保温時間の短縮はガス/電気の節約に直接つながります。

独自の角度: 厚さと熱慣性

一般的な家庭用半径 (約 100 ～ 120 mm) の場合、円の厚さを 3.0 mm から 3.5 mm に増やします。

• 熱慣性の増加（焼き色が良くなり、焦げが少なくなります）。
• 構造的な剛性を追加します以下の費用をかけて：
  • 重い鍋、
  • 加熱がわずかに遅くなります。

3xxx 円の比熱と密度は基本的に固定されているため、モデルごとの実際のノブは次のようになります。

• 合金(熱伝導率は 1xxx ～ 5xxx の間でわずかに変化するだけです)、
• シート/サークルの厚み分布(底対壁)、
• バイメタルベース（Al + スチール）の存在電気/誘導設計向け。

7.2 機械的および安全性の機能

厳選されたアルミニウムサークルと適切な成形により、以下が実現されます。

• 十分な破裂強度余裕を持って。
• 耐デント性ハンドルの接合部や衝撃面に。
• 寸法の一貫性ベースの平坦度:
  • 電気コイル、
  • セラミック/赤外線ガラストップ、
  • インダクションベース。

過度に柔らかい円 (例: 厚さの高い高純度 1050-O) は、圧力下では正常に機能する可能性がありますが、日常使用 (落下テスト、過負荷、戸棚への押し込み) では変形する可能性があります。より高い Mg または Mn 合金が提供するもの使用中の剛性余分なゲージなし。

7.3 腐食および食品接触性能

アルミニウムは保護を形成しますAl₂O₃酸化膜当然。しかし、方法アルミニウムの円が鋳造され、圧延され、焼きなましされて仕上げられると、次のような効果が得られます。

• Cl⁻ (塩、食器用洗剤) による孔食感受性。
• 制御が不十分な 5xxx シリーズでの粒界攻撃。
• 酸性食品を繰り返し接触させるとシミや変色が起こります。

3xxx または Mg 管理の 5xxx を使用するH1x または O テンパー+ 適切な陽極酸化処理の歩留まり:

• ～に対する強い抵抗力沸騰した塩水条件。
• 長い寿命にわたって表面外観を良好に保持します。
• 掃除が簡単。より滑らかなマクロトポグラフィーにより、食品の残留物が少なくなります。

食品の安全性:
これらの用途に使用される一般的な 3xxx/5xxx 合金は、FDA/EUの食品接触関連する規格に従って製造された場合（および Pb、Cd、Hg、Cr⁶⁺ 汚染がない場合）。

8. 参照する規格と合格基準

すべてがすべての市場に当てはまるわけではありませんが、多くの場合、以下を組み合わせます。

• 合金と製品の規格

  • EN 485 / EN 573 シリーズ (アルミニウム鍛造製品)。
  • AA / ASTM (例: ASTM B209 – アルミニウムおよびアルミニウム合金シートおよびプレート)。

• 調理器具特有の習慣(地域/クライアントによって異なります)

  • 内部仕様: 底面の平坦度、肉厚の均一性、最小破裂圧力。

• 食品との接触、移動、安全性

  • EU 1935/2004 および関連する実施措置。
  • 関連する場合は FDA 21 CFR 175–177。
  • アルミニウムのリリースとコーティングの成分に関する地域の規制。

以下を統合することで技術レベルを向上させることができます。

• DOE (実験計画法)深絞りパラメータ（ブランク直径、パンチプロファイル、潤滑）について。
• FEM (有限要素モデリング)大量購入サークルの前に、石油熱応力の高い領域と形状の改善をマッピングします。

9. アプリケーションシナリオとサークル仕様の変更方法

ここで、アプリケーション主導のアルミニウム円の表示が実用的な価値を追加します。

9.1 ガスコンロ、家庭用の低価格圧力鍋

一般的な要件:

• サークル合金: 3003-O または 1060-O
• 厚さ：2.8～3.2mm
• 直径: 240–320+ mm (量とデザインによって異なります)
• 仕上げ：機械研磨。時々外装カラーコート。

推論:

• ガスコンロは接触面はほとんどありませんが、ピンポイントで高温になることがよくあります。
• コンプレッサーと海底の設計: 形状は、合金の強度よりも構造の完全性に大きく貢献します。
• 低コスト優先: 3003 は、価格、延性、耐食性の優れた相互作用を提供します。

9.2 電気コイル/セラミックトップクッカー

要求:

• より大きなバックアップ要件により、コイルと接触するまで地面を平らに均一に保つことができます。
• 大きなフォームに電気による熱ドーピングを施すため、反り防止が重要です。

サークルの選択:

• 3003 または 3004 (3.2 ～ 3.8 mm + 厳密な平面性仕様)
• または、安定した、おいしい産後形成知性の両方を備えた 5052-O、その後オプションでわずかな再硬化を行います。

9.3 IH圧力鍋、厚手のサンドイッチベース

ここ、サークルは単なるプレスエリアではなく、ラミネートの基礎ですロールボンディングまたは摩擦撹拌溶接によるリード付きステンレスディスクの場合。

要件：

• 良好な冶金的接合耐性。 AL 表面に酸化膜の厚さが厚くならないようにしてください。
• 溝研削や三層ベースの仕上げに耐える十分な厚さ。

推奨：

• 3003、3004、または 5052 サークルインOまたはH111の気質、洗練された粒子と狭い厚さ公差 (標準 ±0.05 ～ ±0.08 mm) を備えています。
• 接着前に特別な表面処理 (脱脂、軽いブラッシング、または化学エッチング) を行います。

10. 圧力鍋用アルミサークルの指定方法（実践チェックリスト）

購入/エンジニアリングの観点から見ると、「3003 サークルを送ってください」からパフォーマンスチューニングされた仕様。おすすめアイテム：

1. 合金と質

   • 例: 「EN 573 / ASTM B209 に準拠した AA 3003‑O」と指定します。
   • 許可される代替品を明確にします (3003 と 3004 など)。

2. 厚さと直径

   • 厚さの許容差。ゲージに応じて通常 ±0.05 ～ 0.08 mm。
   • 直径公差;サイズに応じて通常 ±0.5 ～ 1.0 mm。

3. 機械的性質 (円形式)

   • 降伏強さ、極限引張強さ、伸び A80 または A50。
   • 方向: 圧延方向と横方向。

4. 金属組織学

   • 粒度範囲 (ASTM 番号);粗粒子が存在しないという声明。
   • 試し引き時の獲得率とフラット/アニソ率。

5. 表面品質

   • 外観: ラミネート、インクルージョン、ラップ、汚れがない。
   • Ra の最大値 (内部化粧仕上げに指定された場合)。

6. 化学組成の限界

   • 関連する場合、Pb、Bi、Cd に関する要件に明示的に対応します。

7. パッケージングとサークル上のオイル/潤滑剤

   • 描画やその後のコーティングを妨げない所定のコイル潤滑剤。
   • 必要に応じて、海上輸送用の腐食防止および梱包。

この詳細レベルは、サークルステージ拒否、やり直し、後々の重大な印刷問題を抑制します。

各アルミニウム サークルは次のことを記憶します。

• どのように鋳造されたか（インクルージョン、偏析）、
• 巻き方（質感、異方性）、
• 焼きなまし方法 (粒度、強度対成形性)。

圧力鍋本体は、成形や長年の使用中にその記憶を「明らかに」します。そのため、厚さと価格だけに焦点を当てるのは誤解を招きます。

エンジニアリングの観点から見ると、「圧力鍋用アルミニウムサークル」は市販のディスクではなく、事前に設計された安全コンポーネントの前駆体です。。内圧、熱応力、腐食、成形荷重に至るまで、合金組成、焼き戻し、厚さに至るまで徹底的に設計すると、謙虚な円は 4 つの仕事を同時に行う精密な材料システムになります。

1. ひび割れのない形状が得られます。
2. 効率的かつ均一に調理します。
3. 長年にわたる化学的および熱的攻撃にも耐えます。
4. 圧力がかかっても構造上の安全マージンを維持します。

サークル調達を単なるサプライチェーンの実践ではなく技術規律として扱うメーカーは、より安全で信頼性が高く、より効率的な圧力鍋を一貫して市場に提供しています。

https://www.alusheets.com/a/aluminum-circle-for-pressure-cooker.html