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タングステンの粉体粉末冶金用語事典

    タングステンの加工、接合

タングステンの加工 working of tungsten

 タングステンの加工は延性-脆性遷移温度以上、再結晶温度以下の冷間で行う。加工ひずみ回復のため、加工途中適時熱処理をする。線ならびに棒は、焼結体を回転する一対のハンマーダイスで叩いて径2〜3mmまで伸展(スエージング)した後、線引きして製造する。スエージング温度は1,400〜1,800Kとする。線引き温度は600〜1,400Kとし、線径の小さくなるほど加工温度を低くする。1パスあたりの断面減少率は10〜30%である。径10μm以下の線は電解エッチングで製造する。板や箔あるいはブロックの製造には鍛造や圧延が行われる。鍛造温度は1,400〜1,800Kで、通常、所望の形状の型に入れて周方向への広がりを制限する型鍛造が行われる。大形製品の圧延も同様に、1,400〜1,800Kで行われるが、薄い箔の圧延は1,000K以下で行う。箔の製造には多段ロール機が用いられる。鍛造や圧延では加工途中の温度低下を避けるため、1回の加工はなるべく短時間で行う必要がある。薄板の曲げ、打抜き、絞りは800〜1,400Kに加熱して行う。

タングステンの機械加工 machining of tungsten

 タングステンは難加工材に属し、密度が高くなるほど機械加工は難しくなる。また、冷間加工された材料は組織に沿ってクラックが発生しやすく、加工前に十分焼鈍する必要がある。特に繊維に平行な方向の折り曲げ、あるいは繊維軸方向への切断は注意を要する。表面に欠陥をもつ材料は、欠陥を起点にクラックが伝播するため、あらかじめ欠陥を除去しておく必要がある。切断にはSiCやダイヤモンドホイルが用いられる。研削にはGC砥石を用いる。切削や孔開けには超硬工具が用いられる。切削時にエッジの欠けを起こしやすく、刃先は常にシャープにしておく必要がある。板の曲げ・打抜き・絞りなどの加工は800〜1,400Kに加熱して行う。

タングステンのスエージング加工 swaging of tungsten

 棒材を周囲から鍛造圧縮して伸展する加工をスエージング(転打)加工という。タングステンは融点が高く鋳造が困難なため、粉末冶金法で製作した焼結体を回転する一対のハンマーで周囲から叩いて伸展し、密度を上げる。加工温度は1,400〜1,800Kとする。タングステン焼結体の相対密度は92%程度で非常に脆いが、スエージング加工により緻密化が進むと、棒の軸方向に伸びた繊維組織が発達して勒性が向上する。

タングステンの接合 joining of tungsten

 タングステンは電子ビーム溶接やTIG溶接で接合できる。また材料を突き合わせて直接電流を流す抵抗溶接も行われる。酸化を防ぐため、溶接は不活性ガス雰囲気で行う。いずれの溶接においても、溶接部分は結晶が粗大化して脆くなるため、加熱域はできるだけ狭くすることが望ましい。溶接面はできるだけ平滑にし、表面の酸化膜は除去しておく必要がある。ろう付けには銀・鋼・ニッケル・パラジウムなどの金属、あるいはその合金がロー材に用いられる。加熱は不活性ガス雰囲気あるいは水素雰囲気で行う。ろう付け温度は1,300K以上となるので純タングステンでは再結晶による脆化を考慮する必要がある。再結晶による脆化を避けるためにはボルトやリベットによる機械的接合が望ましい。モリブデンまたはタングステンのボルトやリベットを用いる。比較的融点の低い金属との接合では、タングステンと接合金属を型に入れ、接合金属の融点以上に加熱する鋳ぐるみ接合も行われる。

                                                  粉体粉末冶金用語辞典 より
                                                  編者:(社)粉体粉末冶金協会
                                                  発行所:  日刊工業新聞

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