機械材料

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機械材料の基礎:鋳鉄

鋳鉄は、鉄を主成分とし、炭素を多く含む鉄-炭素系の合金です。炭素量がこれより少ない鉄合金である「鋼(はがね、Steel)」とは明確に区別されます。鋳鉄には炭素の他に、ケイ素が通常1~3%程度、さらにマンガン、リン、硫黄などが不純物または合金元素として含まれます。その名の通り、鋳鉄の最大の利点は「鋳造」に適していることです。鋼に比べて融点が低く(約1150℃~1250℃)、溶けた状態での流動性が良いため、複雑な形状の製品でも型に流し込むことで比較的容易に製造できます。この優れた「鋳造性」により、古くから様々な製品の製造に用いられてきました。
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機械材料の基礎:PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)

PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)は、分子内にフッ素原子を含む合成樹脂である「フッ素樹脂」の中で最も代表的かつ生産量が最も多いポリマーです。一般的には、開発元である米ケマーズ社(旧デュポン社)の商標「テフロン®(Teflon®)」として広く認知されています。
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機械材料の基礎:黒鉛

黒鉛は、炭素の同素体の一つであり、規則正しい結晶構造を持つ炭素材料です。ダイヤモンドが炭素原子の強固な三次元ネットワーク構造を持つのに対し、黒鉛は炭素原子が六角形の網目状に結合した平面層が、多数積み重なった特有の層状構造をしています。
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機械材料の基礎:PLA(ポリ乳酸)

PLA(ポリ乳酸、Polylactic Acid)は、バイオマスを主原料として製造される熱可塑性ポリエステルの一種です。近年、地球環境問題や持続可能な社会への関心が高まる中で、石油由来プラスチックの代替材料として注目されている「バイオプラスチック」の代表的な存在です。PLAの大きな特徴の一つとして、特定の条件下で微生物によって分解される「生分解性」を持つことが挙げられます。
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機械材料の基礎:ABS樹脂

ABS樹脂は、アクリロニトリル(Acrylonitrile)、ブタジエン(Butadiene)、スチレン(Styrene)の三種類の化学成分を重合させて作られる、非晶性の熱可塑性樹脂(Thermoplastic)です。正式名称はアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体となります。この三つの成分が持つそれぞれの優れた特性、すなわちアクリロニトリルの耐熱性・機械的強度・耐油性、ブタジエンゴムの耐衝撃性(特に低温での粘り強さ)、そしてスチレンの加工性・表面光沢・剛性を、バランス良く兼ね備えている点が最大の特徴です。この優れた物性バランスから、世界中で大量に生産・使用されています。
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機械加工の基礎:射出成型

射出成形は、プラスチック製品を製造するための最も代表的な加工方法の一つです。加熱して溶かしたプラスチック材料を、精密に作られた金型かながたという型の中に高圧で注入し、それを冷やし固めることで、目的の形状の製品を作り出します。
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表面処理の基礎:黒染め処理

黒染め処理は、主に鉄鋼材料の表面に、化学的な方法で黒色の四三酸化鉄の皮膜を生成させる化成処理の一種です。「アルカリ黒染め」「四三酸化鉄皮膜処理」などとも呼ばれます。塗装やめっきとは異なり、素材自体を化学反応させて皮膜を形成するため、素材と皮膜の密着性が非常に高いのが特徴です。
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機械材料の基礎:超硬合金

超硬合金は、主に炭化タングステンなどの硬質な金属炭化物粉末を、鉄系金属で焼き固めた焼結合金の一種です。極めて高い硬度を持つことが最大の特徴であり、金属材料の中でも特に優れた耐摩耗性、耐熱性を有しています。このため、主に切削工具や金型、耐摩耗部品など、過酷な条件下で使用される材料として、現代の製造業に不可欠な存在となっています。
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機械材料の基礎:高速度工具鋼(ハイス)

高速度工具鋼(こうそくどこうぐこう、High-Speed Tool Steel、HSS)は、工具鋼の中でも特に切削工具に用いられることを主目的として開発された特殊な合金鋼です。日本では一般的に「ハイス」という略称で広く知られています。その名前が示す通り、開発当時の他の工具鋼(主に炭素工具鋼)と比較して、格段に「高速」での切削加工を可能にしたことが最大の特徴です。
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機械材料の基礎:ステンレス鋼

ステンレス鋼(ステンレスこう)とは、鉄(Fe)を主成分とし、クロム(Cr)を10.5%以上含むように調整された合金鋼の一種です。「ステンレス(Stainless)」という名前は「錆びない(Stain-less)」という意味に由来しており、その名の通り、一般的な鉄鋼材料と比較して格段に錆びにくい(耐食性に優れる)ことが最大の特徴です。