タンタル加工

弊社では、単品での加工依頼が多い難削材の加工も手掛けています。これらの難削材は切削条件(回転数、送り速度、刃物形状、切込量、切削油)を把握することに経験値を要し、さらに同一の材料であってもロットにより材料の状態が異なることから。自動機による加工にはリスクを伴います。その点、弊社では汎用切削をメインとしており、豊かな経験と豊富な知識で加工を行います。

タンタルの特徴

タンタルは、ニオブと類似した性質を持つレアメタルの一つです。高密度かつ硬く、貴金属に匹敵するほどの耐食性を示す金属です。化学物質に対する安定性が高く、人体に無害であることから、生体材料としての用途があります。融点が2996℃と高い高融点金属で、高温強度や耐酸化性に優れ、熱膨張係数も低いことから耐熱材料としても有用です。展延性が高いことから、曲げや絞り、プレスなどに対する加工性は良好です。

しかし、切り屑が剥がれにくい、加工硬化が起きやすいなどの理由から、切削加工が難しい難削材として知られています。素材としての価格も高いことから、加工費の高さと相まって高コストとなります。

タンタルは、酸や様々な薬品に対する耐性に優れます。塩酸・硫酸・硝酸などの無機酸や、酢酸・シュウ酸などの有機酸、海水などの塩化物に強く、貴金属も溶解する王水にも溶けません。希ガスとも反応しないため、溶接時の不活性ガスとしてアルゴンやヘリウムを使用することが可能です。ただし、熱硫酸や熱アルカリ水溶液、フッ化水素等のフッ化物イオンを含む酸には腐食します。

また、卑金属であるため、様々な元素と反応して加工物を形成することがあります。例えば、プラチナなどの貴金属に触れると、直ちに化学反応が起こります。しかし、タンタルは通常、安定性の高い酸化皮膜に覆われているため、溶接時や切削加工時といったタンタル単体が露出している状態でない限り反応は起こりません。

タンタルの用途

タンタルは、耐食性が高いことから、様々な薬品を扱う化学工業で有用です。化学プラントの容器や配管、熱交換器などの用途があります。

優れた耐熱性や高い融点を活かし、高温工業炉設備の部材やジェットエンジン部品などにも用いられています。この用途では、タングステンを添加して耐熱性を向上させたタンタル合金が使用されることがあります。ただし、素材が高価なため、小物部品での用途も多くなっています。

生体親和性を活かした用途もあります。人工骨や人工歯根であるインプラント材料として利用されており、チタンと合金化した新素材も実用化されています。腕時計や指輪といった高級宝飾品に対する用途もあります。

タンタルの酸化物（Ta2O5）やタンタル粉末を焼き固めた焼結品は、機能性材料としての側面があります。これらを誘電体として用いたコンデンサは、他の材料を用いたコンデンサに比べて、小型化や漏れ電流の抑制が可能です。そのため、パソコンやモバイル機器のほか、様々なエレクトロニクス部品に多数用いられています。また、酸化タンタルは、屈折率が高いことから、光通信装置の部材や光学部品などに使われています。

タンタルの切削性

タンタルは、切り屑が刃に付着しやすく、酸化によって加工硬化を起こすことから、切削性が良くありません。切削加工時、表面の酸化皮膜が削れて生のタンタルが露出します。この生のタンタルは、剥がれにくいため、加工部に溜まらないように除去しなくてはなりません。また、粘り気が強くて刃物に付着しやすく、刃物に密着して新たな刃物のようになってしまい（構成刃先）、削ることができなくなります。これを防ぐには、付着しないように切削速度を高く設定するほか、多量の切削油を施すことが必要となります。

さらにタンタルは、切削時の摩擦熱で高温になると、酸化が進行して加工硬化が発生します。すると、ますます切削性が低下し、ついにはまったく削れなくなるほどに硬くなります。この対策には、切削油の添加や、切削速度を遅くすることが有効です。しかし、構成刃先の発生を考慮すると、単純に切削速度を遅くすることはできません。そのため、工具や切削油などに応じた、切削条件の最適な調整が不可欠となります。

タンタル加工なら日逓テクノ工業へ

タンタルをはじめとした難削材の加工を行うためには、何と言ってもその材料に対する加工経験がどれくらいあるかが重要となります。日逓テクノ工業では、これまでに難削材の調達・加工・溶接・組立を数多く経験しています。

顧客からの図面に見慣れない材質の記載があった際に、当社のことを思い出していただければ幸いです。コストや納期が厳しい場合でもお気軽にご相談ください。

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