METAL SPEED 金属加工・切削加工

モリブデン加工の基礎【モリブデン切削加工】

モリブデンは銀白色の硬い金属で、金属加工の対応材質です。鉄鋼用の添加剤として使われることもあり、モリブデンを添加したステンレス鋼などもあります。モリブデンが添加された金属は、硬度や耐衝撃性が向上します。加工用の素材として純モリブデンが使用されることもあります。純モリブデンはモリブデンの含有率99.90％～99.99％の純度の高いものを指します。この記事ではモリブデンの特徴を解説します。

モリブデンの特徴

モリブデンは比重10.28、融点は約2620℃、沸点は約4650℃の金属です。融点と沸点は異なる試験結果も報告されているので、参考値となります。金属の中で5番目に高い融点が特徴で、高融点金属の一種として分類されます。高融点金属とは超高温環境で使用できる金属で、他にはタングステン、タンタル、ニオブなどもこれに属します。その中でモリブデンはタングステンよりも安価であり、高温での強さが他の高融点金属よりも強く、熱膨張係数が低いため高温下での形状安定性が非常に高い特性があります。

切削加工が難しい難削材ではありますが、高融点金属の中では加工性が良い金属です。宇宙航空産業でのロケット部品、自動車産業では実験用部品などに使用されます。

モリブデンの材料特性

融点：2620℃
沸点：4650℃

液体との化学反応性

塩酸：加熱希塩酸に徐々に溶けます。
硫酸：希硫酸にわずかに溶け、～110℃濃硫酸に徐々に溶けます。
濃硫酸200℃～で速やかに溶けます。
硝酸：容易に溶けます。
水酸化ナトリウム：水溶液にほとんど影響されませんが、溶融酸とは急速に反応します。

気体との化学反応性

水蒸気：約700℃で酸化が始まります。
窒素：600℃以上で脆化し、約1500℃以上で窒化物形成します。
一酸化炭素：約1000℃から炭化物を形成します。
二酸化炭素：約1200℃から酸化物を形成します。
水素：反応しません。
弗酸：室温でわずかに溶けます。
塩素：250℃で塩化物を形成します。
沃素：赤熱状態でも沃素とは反応しません。
アンモニア：室温でわずかに反応しません。
硫化水素：約1200℃で硫化物を形成します。

モリブデンは融点が約2600℃、沸点は約4700℃ではありますが、上記の通り、ある一定の温度に達するとそれぞれの気体と化学反応を起こし、酸化が始まります。特定の気体中では急激に酸化が始まることもあります。酸化が始まると、表面から剥離が発生し、粉末状に崩壊します。そのため使用の際は、どのような環境でどのくらいの温度域になるのかを事前に把握する必要があります。

モリブデンの加工

モリブデンは硬い一方で、脆くもある材料で、加工時には欠ける可能性がある難削材です。そのため、加工には技術が必要となってきます。ここでいう加工技術とは、形状ごとの加工可否判断、切削条件の認識、スムーズな加工手順、刃物の送り速度、などのことを言います。さらに加工技術だけではなく、専用の刃物などといった工具の選定も必要になってきます。

モリブデンの用途

モリブデンは素材としてだけでなく、鉄鋼用添加剤として使われています。硬く、打撃強度に優れ、変形しにくい性質を鉄に持たせ、高層ビル群・高速道路などの社会基盤の形成に重要な役割をはたしています。また、自動車用薄板や航空機用特殊複合材など、より高機能・高品質が求められる分野でも使用されています。

モリブデンは石油精製時の脱硫触媒、化学工業用触媒・添加剤としても幅広く使用されており、環境保全と化学工業の発展に寄与しています。今日、モリブデンは従来の用途だけでなく通信機器・電子部品用新素材としても使われ、その機能向上の為、超微粒子化や超高純度化が課題となっています。タングステン同様、真空中で極めて安定した素材として、電子管、電球、真空炉、ヒーター、電極など、幅広く使用されます。

モリブデンの切削加工実績

メタルスピードではモリブデンについて材料手配から切削加工までワンストップで承ります。加工実績は特に小径の片手サイズが多く、内径φ3・外径φ4・長さ40のような小さな部品の旋盤加工の事例もあります。モリブデンのような難削材でも、他の材質と同様に小ロット・短納期での対応が可能です。

モリブデンは材料費が高価である点に注意が必要です。例えばφ6x1000Lの丸棒でアルミニウム合金であれば数百円のところ、モリブデンだと数万円程度の価格になります。さらにもともと流通量が少ない材質なので、入手に4～5日かかることもあります。大きさによっては入手困難な場合もありますので、お急ぎの場合は早めのご確認をお願いしております。

このサイトはアルミ加工やステンレス加工などの金属加工の情報をまとめています。金属部品の切削加工を中心に、設計や加工のご相談も承っています。不明点などございましたら、お気軽にお問い合わせください。

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