
コバール合金の特徴 | 硬質ガラスに近い熱膨張係数を活かした封着素材
コバールは鉄・ニッケル・コバルトを主成分とした合金です。熱膨張係数を硬質ガラスと近くし、封着させる目的で開発されました。難削材であり、切削加工の難易度は高い素材です。この記事ではコバールの特徴を解説します。
金属加工のワンポイント講座
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チタンは軽量で腐食に強く、人体に無害な金属なため、日用品にも使われる金属素材です。アルミニウム合金やステンレス鋼など他の金属素材の中でも、特に優れた性能をもつ金属です。産業用機械、医療機器など製品例は多数あります。
チタンには優れた特徴の反面、加工が難しいという難削材としても側面もあります。この記事ではチタンの切削加工がなぜ難しいかを紹介します。
チタンはヤング率が小さい金属素材です。ヤング率とは応力とひずみの比例関係を表す比例係数です。この値が大きいほど素材の剛性は高く、変形しにくい性質を持ちます。チタンは剛性が低く、ヤング率は鉄の約半分です。切削加工した際に大きく変形しやすい特徴があります。特に薄いワークの加工では、加工精度の低下や加工中のびびりが発生が起きやすいです。
チタンは熱伝導率が低いため、切削加工による熱の逃げ場がなく、ワークと切削工具に熱が蓄積され、摩擦が大きくなります。そのため切削工具の摩耗が激しくなり工具の寿命が短くなったり、加工中の破損が起きたりします。
チタンは化学的に活性で、他の金属と親和性が高い特徴があるため、工具との反応も起こします。摩擦熱により合金の生成や、融着を起こし、加工精度の低下や工具への負担を増加の原因になります。
チタンの切り粉は可燃性が高く、燃えた際には水をかけると危険なので注意が必要です。高温のチタンは水分子中の酸素と反応するため、水素が発生します。これが水素爆発を起こす危険があります。乾いた砂か、金属火災用の粉末消火剤を使う必要があります。
Point
チタンは優れた特徴の多い金属ですが、その反面、切削加工が難しい金属でもあります。切削加工時には、変形と切削工具の摩耗、火災には十分注意した上で扱う必要があります。加工条件には良いとは言えない性質を持っていますが、それは製品・部品として使うには優秀な性質を持っているためです。特徴にうまく向き合いながら加工することで、素晴らしい製品を製作することができます。
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難削材とは材料の性質により、加工機で削りにくく加工がしにくい材料や素材のことをいいます。加工には工具の寿命が短くなる、表面粗さが調整できない、寸法精度が出すのが困難、切削熱が原因で溶着が発生するなどの様々な問題を引き起こします。
インコネル(Inconel®)はニッケルを主体に炭素・鉄・クロム等を添加した合金です。耐熱性・耐蝕性が高く、高温環境下でも高い強度を維持します。そのため、多様な加工・鋳物素材として使用されます。この記事ではインコネルの特徴と種類を紹介します。
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