タングステンの加工方法とは？ 素材の性質や用途例と併せて解説します
タングステンはその高い融点、強靭な硬度、そして特有の化学的性質により、多岐にわたる産業において重要な役割を果たしています。
この記事を通じて、タングステンの基本的な知識から、その加工がなぜ困難であるのか、そしてどのような方法で行われているのかを学び、この素材がどのように日常生活や様々な産業に貢献しているかを理解していただけます。
タングステンを活用した素材加工を検討中の企業様は、ぜひ参考にしてみてください。
タングステンとは？
タングステンは、周期表で「W」という記号で表される金属元素です。
原子番号は74で、その名称はスウェーデン語の「tung sten」、つまり「重い石」から来ています。 タングステンは非常に硬く、重いレアメタルであり、最も融点が高い金属の一つです。
そのため、高温環境下でも形状安定性に優れており、切削工具の材料としても使われています。 鉄、アルミニウム、銅などと比較してタングステンはそれほど広く知られていないかもしれませんが、実は私たちの身の回りのいろんなところで目にする機会が多い素材なのです。
タングステンとモリブデンの違い
タングステンとモリブデンは、いずれも高融点、高比重、低熱膨張、高熱伝導という似た特徴を持つ金属元素ですが、加工性において大きな違いがあります。
モリブデンは加工性が高く、複雑な加工が比較的容易です。一方、タングステンは非常に硬度が高く加工が難しい特性があります。
タングステンは高温環境下での耐久性に優れており、切削工具の材料として使われる一方、モリブデンは高温での強さが高く、熱膨張率が低いため、高温の環境下でも形状安定性が高い特性を持っています。加工性や耐熱性などの特性に応じて、それぞれ異なる用途に利用されています。
タングステンの特徴と性質
タングステンはその特異な物理的および化学的性質によって、多くの産業で重宝される素材です。
タングステンの物理的性質
- 高い融点
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タングステンの融点は約3422°Cにも達することから、金属の中で最も高い融点の一つとして知られており、この耐熱性により宇宙探査機の部品や高温炉の素材としての利用が可能になっています。
- 硬度
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超硬合金として知られる「タングステンカーバイド」であれば、ダイヤモンドに次ぐレベルの硬度を得ることができます。摩耗に強い材料が必要な用途に適しており、特に切削工具や掘削機のビットなどの製造に最適です。
- 密度
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タングステンの密度は約19.25 g/cm³に達し、鉛を上回るほど高く、この特性から放射線遮蔽材料やカウンターウェイトなど、重量が重要な役割を果たす用途に利用されています。
タングステンの化学的性質
- 耐腐食性
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タングステンは多くの酸やアルカリに対して強い耐性を持ち、腐食に強い材料として特に化学産業や酸性環境下での使用が求められる場所で重宝されています。
- 安定性
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タングステンは高温や酸化環境でもその特性が変わらない安定性を持ち、この安定性が高温でのガラスやセラミックの製造、または航空宇宙産業で高温部品として使用する際に重宝されています。
タングステンの用途例（多様な産業への貢献）
タングステンはその高い融点と硬度からさまざまな産業で重要な役割を果たしています。
切削工具
タングステンの高い硬度は、工作機械で金属を切削する際に発生する高温と摩耗に対する優れた耐性を提供するため、切削工具の素材として理想的であり、精密な加工が求められる分野において広く利用されています。
工具や金型
タングステンはその耐熱性と硬度を活かして、工具や金型の材料としても使用されます。長時間の使用や高負荷下でも形状が保持され、寿命が延びるため、特に自動車産業や重工業などで重宝されています。
半導体産業
タングステンは、半導体デバイス内の配線材料としても使用されます。タングステンの高い導電性と耐熱性は、高速で高性能な半導体デバイスの要求に応えるのに適しています。
自動車産業
タングステンは高温環境での利用に適しており、自動車のエンジン部品や排気システムなどに使われます。高温下でも性能を保持するため、エンジンの効率と耐久性を高めるのに役立ちます。
医療産業
放射線遮蔽材としての用途もあります。X線装置や放射線治療装置などで、放射線を遮断するために使用されることが多いです。医療機器の安全性と患者の保護に貢献しています。
タングステンの主要な加工方法
旋盤加工
この加工方法では、金属を回転させながら削り、タングステンを円筒形や球形などの形状に加工します。
タングステンの高い硬度に対応するため、通常の金属加工よりも高い剛性を持つ工具や高度な技術が必要です。
精密な寸法制御が可能で、工業用部品や精密機器のコンポーネント作りに適しています。
フライス加工
複雑な形状の金属部品を作るために使用される方法で、特に多様な形状の加工が可能です。
タングステンのような硬い材料に対して、高い精度と細かい仕上がりを実現するための専用の工具や技術が求められます。
自動車部品や航空宇宙部品など、複雑な形状と精密さが要求される製品の製造において重宝される加工方法です。
ネジ加工
ネジやネジ穴を作る加工で、精密な加工が要求されます。
タングステンは非常に脆く欠けやすい特性をもっているので、きれいなねじ山や面粗度を出すことは困難です。工具摩耗も激しいため、ゲージに適合する品質の維持も困難になります。
タングステンの加工は高洋電機にお任せください
タングステンは非常に高い硬度を有しているため、形状加工には特殊な工具や専門的な高い技術力が必要です。
高洋電機では、タングステンの加工に求められる高度な技術力と豊富な経験を兼ね備えており、複雑で困難なタスクにも自信を持って取り組んでいます。
我々のチームは、最新の技術を駆使し、タングステンの独特な特性に適した方法で加工を行い、お客様の厳しい要求に応えることが可能です。
精度と品質に妥協することなく、最適な加工技術を提供することをお約束します。ぜひ、お気軽にお問い合わせください。