Online ShopMy Plansee
プランゼーグループ
ホームページ
Online ShopMy PlanseePlansee Group
  • Mo モリブデン
  • Ta タンタル
  • W タングステン
  • W-MMC Metal Matrix Composites

タングステン系コンポジット

W-MMC金属粉

タングステンベースの金属基コンポジット(W-MMC)は、タングステンの特殊な特性と他の金属の特性を組み合わせたものです。タングステンはすべての金属の中で最も融点が高いため、使用温度も最も高くなります。また、熱膨張が非常に低く、寸法安定性が高いのも特徴です。弊社は、タングステンと他の金属を組み合わせることで、これらの特性に影響を与え、補完しています。その結果、タングステン重金属(WHA)やタングステン-銅複合材など、特殊な特性を持つタングステンベースの金属基複合材が生まれます。DENSIMET®、INERMET®、DENAL®、WCu、SPARKAL®などがあります。

弊社のタングステン系コンポジットの概要です。

オルガノグラフィクス

    

タングステンベースの金属基コンポジットは、高密度と機械的特性の完璧な組み合わせを提供します。大きな利点は、その良好な加工性です。

W-MMC材の材料強度
材料の比較:強度と密度

  

カスタマイズされたソリューションとR&Dサポート

弊社では、タングステンベースの金属マトリックスコンポジットを粉末冶金法で製造しています。この技術は、製造工程において材料の微細構造を柔軟に変更することができます。その結果、お客様の用途に合わせて特性を最適化した材料を提供することができます。さらに、接触材料であるタングステンカーバイド-銀(WCAg)の製造のように、幅広い材料組成が可能です。

いくつかの拠点では、経験豊富な研究開発の専門家チームが、お客様と協力してカスタマイズされたソリューションを提供しています。製造プロセスや応用プロセスにおける材料の挙動をシミュレーションし、化学的・物理的プロセスを研究し、その結果を具体的な試験で検証するなど、お客様との密接な連携を図っています。弊社のR&Dセンターは、生産活動に完全に統合されており、最大限の柔軟性と効率性を保証しています。弊社は、お客様の個別のニーズに応えることができます。弊社の使命は、最高品質の材料の開発において一歩先を行き、お客様に真の競争力を提供することです。

材料の種類

標準品のW-MMC材料の概要をご紹介します。

 

材料 呼称 化学組成[%] 公称
密度
ASTM-B-777/07
クラス
W 残部
弱い強磁性
DENSIMET® 170 D170 90 Ni、Fe 17.0 1
DENSIMET® 176 D176 92.5 Ni、Fe 17.6
2
DENSIMET® 180 D180 95 Ni、Fe 18.0 3
DENSIMET® 185 D185 97 Ni、Fe 18.5 4
DENSIMET® 188 D188 98.5 Ni、Fe 18.8  
DENSIMET® D2M D2M 90 Ni、Mo、Fe 17.3  
パラマグネティック
INERMET® 170 IT170 90 Ni、Cu 17.0 1
INERMET® 176 IT176 92.5 Ni、Cu 17.6 2
INERMET® 180 IT180 95 Ni、Cu 18.0 3
         
DENAL® 高特性スウェージ 92 Ni、Fe、Co 17.6  
DENAL® 高特性スウェージ、Co-free 91.7 Ni、Fe 17.55  
DENAL® 高特性 91 Ni、Co 17.5  
         
WCu WCu10 90 Cu、(Ni) 17.1  
WCu WCu15 85 Cu、(Ni) 16.4  
WCu WCu20 80 Cu、(Ni) 15.5  
         
SPARKAL® SPARKAL® X 75 Cu 14.8  
SPARKAL® SPARKAL® X FIN 80
Cu、Ni 15.6  

上記の標準的な材料に加えて、弊社は幅広いカスタマイズされた材料を提供しています。弊社の材料専門家が、お客様の特定の要件に最適な材料の組み合わせを開発し、お手伝いさせていただきます。

材料を正しく選択するには、アプリケーションに関する知識が必要です。重要な基準は以下の通りです:

  • 物理的特性
    (例:密度、放射線に対する遮蔽性、熱伝導率、熱膨張係数、融点、電気伝導率、耐アーク腐食性、磁化率など)
  • 機械的特性
    (例:強度、破壊挙動、クリープ挙動、延性)
  • 化学的性質
    (耐腐食性、耐酸化性)
  • 加工性
    (加工性、成形性、溶接性)

タングステンは、適切な材料組成と製造プロセスにより、さまざまな特性を得ることができます。その結果、それぞれの用途に合わせてカスタマイズされた、異なる特性プロファイルを持つ金属基コンポジットが生まれます。

材料特性

   

特性

ユニークな特性

プランゼーは、さまざまな特性を持つ数種類のコンポジットを開発しました。それぞれの材料は特性の特別な組み合わせを特徴としており、他の材料とは異なるユニークなものとなっています。最も頻繁に使用される材料の利点は以下のとおりです:

  • DENSIMET®とINERMET®の特性

    プランゼーのDENSIMET®およびINERMET®コンポジットは、タングステン含有量が高く(90%以上)、NiFeまたはNiCuの結合相を持つタングステン重金属です。これらは、特に高い密度を特徴としています。放射線を吸収する能力、優れた機械的特性や加工性と相まって、航空・宇宙、自動車産業、医療技術、建設産業などの幅広い用途に最適な材料です。

    DENSIMET®とINERMET®の利点:

    • 17.0~18.8g/cm3の高密度(純タングステンと同等)
    • 純タングステンと比較して優れた加工性
    • 複雑な製品や部品のコスト効率の高い製造
    • 高い弾性率と優れた機械的特性
    • X線およびガンマ線の高い吸収能力
    • 人体や環境に安全

    DENSIMET®は、優れた強度と延性も特徴としていますが、INERMET®のもう一つの明確な利点は、その非磁性の特性にあります。

    機械的特性-代表値
     

      D170 IT170 D176/W IT176 D180 IT180 D185
    弾性率E [GPa] 340 330 360 350 380 360 385
    剛性率G [GPa] 140 125 145 135 150 140 160
  • DENAL®の特性

    DENAL®は、様々な用途のために、高強度と延性の間の優れた妥協点を持つテーラード材料を含んでいます。DENAL®は、特にペネトレータなどの防衛産業製品に使用されています。

    DENAL®材料の概要:

    材料 密度
    [g/cm3]
    降伏強度
    [MPa]
    ø / min.
    引っ張り強度
    [MPa]
    ø / min.
    破断伸び
    [%]
    ø / min.
    K (5x5)
    シャルピー試験
    [J/cm2]
    ø / min.
    Denal® 高特性スウェージ
    Denal®
    920 60 20
    17.6 1250 / 1180 1250 / 1180 14 / 9 100 / 60
    Denal®
    920 159 20
    17.6 1460 / 1400 1460 / 1400 11 / 8 150 / 100
    Denal®
    910 179 20
    17.5 1640 / 1600 1640 / 1600 10 / 7 100 / 60
    Denal®高特性スウェージング、Co-free
    Denal®
    917 108 XXX (1)
    17.55 1280 / 1220 1315 / 1255 12 / 8.5 170 / 105
    Denal®
    917 108 XXX (2)
    17.55 1410 / 1350 1435 / 1375 11 / 7 150 / 70
    Denal®
    917 108 XXX (3)
    17.55 1510 / 1450 1525 / 1465 8 / 5 60 / 30
    Denal®
    910 XXX 20
    17.5 1800 / 1720 1800 / 1720 4 -
    Denal®高特性
    Denal®
    900-120-25
    17.2 700 1000 35 300
    Denal®
    920-120-25
    17.6 720 1030 29 150
    • UTS 引張強度(平均値)

  • タングステン-銅の特性

    タングステン-銅は、タングステンの最大の長所である高温耐性と、銅の優れた電気・熱伝導性を併せ持っています。

    WCu材料の利点:

    • 優れた耐アークエロージョン性
    • 優れた電気伝導性
    • 高い強度
    • 良い加工性
    • 優れた熱伝導性
    • 良好な熱膨張性

    電気伝導率、熱伝導率、熱膨張率、アーク損耗率などの特性は、化学的挙動の特殊な組み合わせにより、必要に応じて最適化することができます。

    20℃におけるWCu材料の代表的な特性:

    材料
    [wt%]
    密度
    [g/cm³]
    CTE
    [ppm/K]
    TC
    [W/mK]
    WCu10 17.1 6.4 195
    WCu15 16.4 7.3 215
    WCu20 15.5 8.3 235
  • SPARKAL®の特性

    材料であるSPARKAL®は、タングステンと銅の特殊な組成から作られています。これは、火花放電加工(EDM)の要件に対応するために開発されました。そのため、SPARKAL®電極は、通常の電極材料に比べていくつかの利点があります。

    ここでは、形状と寸法に応じた物理的および機械的特性の典型的な値を見ることができます。

      SPARKAL® X SPARKAL® X FIN
    化学組成(%) W 75
    Cu 25
    W 80
    CuNi 20
    密度 (g/cm3 14.8 15.6
    硬度(HV 5) 240 270
    電気伝導率(% IACS) 40 20
    電気抵抗(µΩ cm²/cm) 4.3 8.4
    弾性率(MPa) 250,000 280,000
生産工程

どうすればいいのか?粉末冶金で!

タングステンベースの金属マトリクス複合材を使用した弊社の製品は、粉末冶金法で製造されています。粉末から完成品までのすべての製造工程は、ISO 9001の要求を上回るプランゼーの品質基準を満たしています。

タングステン重金属の製造工程

DENSIMET®とINERMET®を製造するには、粉末金属の混合物をプレスして液相焼結し、緻密で固体の材料を得ます。焼結製品は、お客様の図面に基づいて、板や棒などの半製品、ニアネットシェイプ製品、または完成品として提供することができます。必要に応じて、弊社のDENSIMET®およびINERMET®コンポーネントは、特定のアプリケーション要件を満たすために、成形および熱処理技術を受けることができます。

プランゼーのDENSIMET®およびINERMET®材料は、AMS-T-21014、AMS 7725 rev E、ASTM-B-777-99(MIL-T-21014)の各仕様に準拠しています。

DENSIMET®およびINERMET®製品の製造工程の模式図:

デンシメットとイナーメットの製造工程

DENAL®は、運動エネルギー弾薬のペネトレータに適した先進的なタングステン重金属のシリーズです。DENAL®は数種類の長さと直径のロッドの形で提供されており、ターゲットに対する貫通特性に直接影響を与えます。中口径、大口径の弾薬に適したDENAL®はCoフリーのバージョンもあり、特定のお客様の環境条件を考慮したものとなっています。DENAL®の機械的特性はお客様の仕様に合わせることができ、工業的効率と極端な条件への耐性の最良の妥協点を一つの製品で実現しています。

タングステン・銅系材料の製造工程

弊社のWCu材料も金属粉末から製造されます。粉末から完成品までのすべての製造工程は社内で行われており、ISO 9001:2000やAS/EN/JISQ 9100の規定を上回るプランゼーの品質基準をすべて満たしています。

SPARKAL®放電加工機の電極など、WCu製品の製造に欠かせないのが「浸漬」です:

2段階の製造工程で、まずタングステンから多孔質の焼結体を作り、その後、開いた孔に液化した銅を浸入させます。焼結後、お客様のご要望に応じて製品を加工します。

この方法では、個々の部品の特性は変わりません。顕微鏡で見ると、それぞれの部品の特性が損なわれていないことが確認できます。しかし、巨視的なレベルでは、個々のコンポーネントの特性が組み合わされます。例えば、新材料の熱伝導率や熱膨張率が変更されることもあります。

WCuおよびSPARKAL®製品の製造工程の模式図:

WCuとSparkalの製造工程

もう一つの製造技術はバックキャストです:

バックキャスト材料は、2つの異なる材料成分の材料特性を同時に組み合わせたものです。このプロセスでは、材料自体は元の状態のままで、薄い接合部でのみ結合されます。金属を金型の中で融解させ、数マイクロメートルの大きさの接合を形成します。溶接やはんだ付けの技術とは異なり、この方法は100%の接続を保証し、最適な熱伝導を実現します。

 

持続可能性

責任を持って未来を創造する - 1921年以来

グリーンテクノロジー

プランゼーは1921年の時点で、グリーンテクノロジーとして認められている耐火性金属の粉末冶金製造を専門にしていました。

プランゼーは、材料を製造・加工する際、環境への影響を最小限に抑えるよう努めています。材料の使用量、エネルギー消費量、排出量に常に気を配っています。弊社のニアネットシェイプ製造プロセスは、高い生産性を実現しています。その結果、廃棄物を減らし、資源を節約することができます。

弊社が遵守している基準は、「環境・品質ガイドライン」にまとめられています。

紛争のない場所からの原材料

世界有数の耐火物メーカーとして、弊社は大きな責任を負っています。弊社は、調達する原材料が責任を持って紛争のない場所からのみ調達されていることを特に重視しています。そのため、社会的、倫理的、生態学的に問題のある供給源から原材料を調達したり使用したりしないよう、細心の注意を払っています。

持続可能性は、弊社の購買方針における一貫した合言葉であり、行動規範にも定義されています。

弊社は、厳格な調達ガイドラインと弊社のサプライヤー方針に準拠したサプライヤーのみを選択します。サプライヤーは、原材料が弊社の厳格な品質要件を満たしていることを証明しなければなりませんが、それだけではありません。また、人権、労働法、国際貿易法を尊重し、原材料が「コンフリクトフリー」であること、厳しい環境要件を満たしていることを証明しなければなりません。弊社は、経済協力開発機構(OECD)が実施したパイロットスタディに参加し、「紛争地域および高リスク地域からの鉱物の責任あるサプライチェーンのためのデューデリジェンスガイダンス」を実施しています。

この監査は、Responsible Business Alliance(RBA、旧EICC:責任ある企業同盟)とGlobal e-Sustainability Initiative(GeSI)の共同事業であるResponsible Minerals Assurance Process(RMAP:責任ある鉱物保証プロセス)ダウンストリーム監査プログラムの一環として行われたもので、プランゼーが自主的に採用している義務です。これは、弊社、お客様、サプライヤーにとって、弊社がResponsible Minerals Assurance Process(RMAP:責任ある鉱物保証プロセス)に準拠していることを独立して確認するものです。

2018年の再監査の結果、責任ある企業同盟(RBA)とGlobal e-Sustainability Initiative(GeSI)の監査委員会は、プランゼーのグループ会社である十和田市のグローバルタングステン&パウダー(GTP)がRMAPに準拠してタングステンを調達していることを確認しました。プランゼーのお客様にとって、この証明書は、プランゼーグループが責任ある供給元からタングステンを調達しているという独立した証拠となります。

持続可能性というテーマについての詳細

全工程における一貫したリサイクル

リサイクルロゴ

プランゼーは、生産工程全体で資源をできる限り節約して使うことを重視しています。そのため、ニアネットシェイプの生産が重要な役割を果たします。しかし、生産廃棄物や戻り材を完全に避けることはできません。これらは化学的および熱機械的に処理され、自社のリサイクル施設で再利用されます。

一方で、環境だけが問題ではありません。いわゆる「二次原材料」を再利用することには、経済的な理由もあります。

  • 供給の安定性
  • 天然資源の大切な利用

社内の科学者チームは、採用した方法やプロセスを常に微調整し、最高品質の粉末のみを得ることができるようにしています。特にタングステンの場合は、必要な材料の大部分をリサイクルで賄っています。回収の対象となるのは、焼結された硬いタングステンカーバイドのほか、粉末や研削スラッジなどの軟らかいスクラップや、タングステン含有量が60%以上のその他の二次原料です。できるだけ多くの廃棄物を再処理できるように、多くのお客様と長期的な引き取り契約を結んでいます。

製品ラインナップ

以下の標準的な製品と寸法をオンラインで在庫しています。

DENSIMET® D176
ロッド Ø 6 – 62 mm 長さ: 320 – 700 mm
SPARKAL® X
ロッド Ø 8 – 90 mm 長さ: 230 – 350 mm
四角い棒 Ø 8 x 8 – 50 × 50 mm 長さ: 350 mm
フラット棒 3 x 75 – 25 × 75 mm
(厚み×幅)
長さ: 350 mm
SPARKAL® X FIN
Ø 0.5 – 6 mm 長さ: 175 mm
ロッド Ø 0.5 – 6 mm 長さ: 175 mm

他のW-MMC材料のカスタマイズされた寸法や半製品に興味がある場合は、お問い合わせください。

オンラインショップ

オンラインショップでは、シート、ロッド、リボン、ワイヤーなど、寸法を自由に設定できる製品を迅速かつ簡単に注文できます。

プランゼーオンラインショップの製品をご覧ください。

ダウンロード

タングステンベースの金属基コンポジットの詳細については、こちらをご覧ください。加工、接合技術、表面処理についてもっと知りたいと思いませんか?続いて、材料カタログや安全データシートをご覧ください。

パンフレット:タングステンベースの金属基複合材
その他の資料
4295.94
Mo
モリブデン
73180.95
Ta
タンタル
74183.84
W
タングステン