タングステンヘビーメタル合金

高い密度、優れた成形性と機械加工性、ずば抜けた耐食性と弾性率、高い熱伝導性と低い熱膨張率。
これらすべてプランゼーのタングステンヘビーメタル合金の特徴です。

タングステンヘビーメタル製ウエイト
フランスのPlansee Tungsten Alloysでの焼結工程

プランゼーのヘビーメタル材料は、たとえば航空宇宙産業、医療テクノロジー、自動車、ファウンドリー産業、それに
パワーエンジニアリングなど多くの分野で使用されています。ここでは代表的な3業種での使用例をご紹介いたします。

プランゼーのタングステンヘビーメタル合金Densimet®とInermet®はその高密度(17.0~18.8g/cm3)な特徴から、X線やγ線を確実に遮蔽することができます。弱磁性のDensimet®も非磁性のInermet®も放射線治療機器で遮蔽材コリメータとして使用されています。また、自動車や航空機のバランスウェイトも、タングステンヘビーメタルの代表的な使用例です。Densimet®とInermet®は、高温下でもほとんど膨張せず、高効率で熱を放散します。脆化せずに繰り返し加熱・冷却することができる為、アルミ鋳造の金型インサートしても使用されます。

プランゼーのタングステン複合材料Denal®は、強度、密度、弾性が突出した特別用途の材料です。

放電加工(EDM)プロセスでは、電極からの放電により、高い精度での金属加工が可能です。しかし炭化タングステンなどの難加工材料の場合、銅やグラファイト電極では電極が先に摩耗してしまいます。そのような場合は、耐摩耗性の優れた銅タングステン電極をご使用ください。高導電の銅と高硬度のタングステンの材料特性が完全に補完し合い、硬い金属を難なく加工することができます。また、コーティング産業で使用されるプラズマスプレーノズルにも同じ理由によりタングステンと銅が使用されております。

最適な合金を製造する3つの製法

プランゼーは高温含浸、液相焼結、バックキャストの3つの製法でタングステンヘビーメタルの特性を組み合わせます。

含浸したタングステンヘビーメタルは、2種類の材料成分からできています。2段階の製造工程では、まず多孔質焼結ベースを高融点金属で作ってから、そのすきまに低融点金属の液化成分を含浸させます。個々の成分の特性は変化せず、顕微鏡で見ると、特性の異なる2種類の成分が存在するのが確認できます。しかし、マクロレベルでは、個々の成分の特性がうまく組み合わさります。たとえば、熱伝導率や熱膨張率でも、含侵材料はハイブリッド金属材料として純金属とは異なる値を示します。

液相焼結タングステンヘビーメタルは、3種類のメタルパウダーを混合し、低融点材料を高融点材料の粒界に溶かし込む1段階の工程で製造します。バインダー相で高融点の成分と合金を形成しますが、主原料である高融点のタングステンでも、バインダー相では溶解します。純タングステンの場合、加工が難しい事が知られていますが、タングステンヘビーメタルでは加工性は格段に向上しています。プランゼーの液相焼結複合材料は、密度、弾性率、X線、γ線の吸収能については、タングステンに近い仕様です。また、熱膨張率と熱、電気の伝導率は、バインダー相の組成によって大きく左右されます。

バックキャスト材料は、ふたつの異なる材料成分の特性を同時に併せ持ちます。このプロセスでは、個々の材料成分はそれぞれ元のままで、わずかな接点のみでつながります。低融点の金属が金型中で溶解され、わずか数μmの接合部を形成します。溶接やはんだとは違い、この接続方法は安定している為、最適な熱伝導性を約束します。

タングステン合金の機械加工
プランゼーは、ヘビーメタルの旋盤加工、フライス加工、ドリル加工、研磨など長年のノウハウの蓄積がございます。

タングステンヘビーメタルの機械加工なら、まずプランゼーにご相談ください。プランゼーは、ヘビーメタルの旋盤加工、フライス加工、ドリル加工、研磨などの機械加工にも長年のノウハウの蓄積がございます。 また、ラップ研磨、研磨加工、キャビティー加工、ワイヤー放電加工、ラウンドブラスト加工などの特殊な機械加工プロセスも可能です。