ニオブ加工

ニオブ加工ならアローズ

高融点材(モリブデン・タングステン・タンタル)を軸に一般金属からセラミックスまで『削る』・『切る』・『曲げる』・『繋げる』・『磨く』などすべてのあらゆる加工に対応しています。
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ニオブとは

 ニオブは2468℃と高い融点を持ちますが、他の耐火金属と比べると低比重であり、化学的特性が優れるなどタンタルと似た性質を有しています。また腐食耐性が高く超電導特性もあり、誘電酸化物層を形成します。結晶構造は体心立体格子になります。柔軟性と延性がある為、深絞り、プレス、曲げと言った加工作業性は比較的高く、溶接性にも優れた金属と言えます。

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ニオブ加工について

ニオブ・タンタル加工
ニオブ・タンタル加工

ニオブ切削加工

切削が難しい理由

ニオブは、同じく高融点金属として知られる「タンタル」と類似した性質を持っています。

金属としては柔軟性と展延性があり、他の耐熱金属と比べると加工性は悪くありませんが、不純物の存在により硬度が増すことや、摩耗熱によって素材の加工硬化が生じやすいことなど、一般的には加工が難しい素材です。

 

切削加工の注意点ポイント

ニオブには特有の粘り気があり、切削時の切り屑が工具に付着しやすいという難点があります。付着した切り屑が新たな切れ刃として作用する「構成刃先」と呼ばれる現象を引き起こし、面精度の悪化につながります。また、切削温度が上昇すると摩耗熱による加工硬化が発生するため、切削はより困難を極めます。

ニオブを切削する際は、湿式加工(切削油・クーラントを使用しての加工)によって適切な条件の下で加工を行うことが重要です。切削油はもちろん、切削速度の選定によって仕上がりの精度は大きく変わります。

工具への切り屑付着を防止するだけであれば、単純に切削速度を上げることが有効ですが、切削速度を上げることで摩耗熱が増加し、加工硬化の発生がより顕著になってしまいます。従って、切削油や切削速度に応じて適切な切削条件を検討する必要があります。

ニオブの物理的特性

 ニオブは高融点金属ですが、金属としては柔軟性と展延性があり、他の耐熱金属と比べて加工性が良い材料です。高温耐性や耐食性・冷間加工性に優れており、航空宇宙や化学、電子産業などに幅広く使用されています。

ニオブの物理的特性

融点 K 2741
沸点 K 5015
密度(20℃) g/cm3 8.57
線膨張係数 20℃ 10-6/K 7.2
比熱(20℃) J/g・K 0.268
比電気抵抗(20℃) Ω・mm2/m 0.145
熱伝導率 W/m・k 53.7

ニオブの化学的特性

 ニオブは光沢のある灰色ですが室温で長期間空気に曝されると青みがかった色に変化します。
展延性・高温耐性・耐食性などタンタルに特性がよく似ており、タンタルほど特性が優れているわけではありませんが価格が安価で豊富に入手可能であることから、様々な分野で使用されています。

純ニオブ及びニオブ合金の丸棒・ワイヤーの用途

純ニオブおよびニオブ合金の丸棒やワイヤーは、高温耐性や耐食性、冷間加工性に優れており、下記の産業などに幅広く利用されています。(ASTM規格:ASTMB392-95)

・航空宇宙

・化学

・電子産業

 

純ニオブおよびニオブ合金の丸棒やワイヤーが利用される箇所の一例として次の分野があります。

・ロケットの燃料噴射装置用の吸気装置の構造材

・反応器の内部部品

・硝酸、塩酸、硫酸の耐食性部品

 

NbにZrを添加すると合金材料の強度と耐酸化性が大幅に向上するため、Nb-Zr合金ワイヤーは電解質コンデンサのアノードリードや、高電圧ナトリウムランプの製造に広く利用されています。(純ニオブ・ワイヤーも良く利用されています)

ニオブ加工
ニオブ加工

化学成分

Elements RO4200 RO4210 RO4251 RO4261
%wt.(Max.)
C 0.01 0.01 0.01 0.01
N 0.01 0.01 0.01 0.01
H 0.0015 0.0015 0.0015 0.0015
O 0.015  0.015  0.015  0.015
Zr 0.02 0.02 0.8~1.2 0.8~1.2
Ta 0.1 0.2 0.1 0.2
Fe 0.005 0.01 0.005 0.01
Si 0.005 0.005 0.005 0.005
W 0.03 0.05 0.03 0.05
Ni 0.005 0.005 0.005 0.005
Mo 0.010 0.010 0.010 0.010
Hf 0.02 0.02 0.02 0.02
Nb Balance

※化学組成分表は、インゴット時点の組成です。

 お客様のご希望/ご要望をお伺いしオーダーメイド品の製造も可能です。是非お問い合わせください。

完成品の化学構成

Elements

RO4200 RO4210 RO4251 RO4261
%wt.(Max.)
C 0.0250 0.0400 0.0250 0.0400
N 0.0100 0.0150 0.0100 0.0150
H 0.0100 0.0100 0.0100 0.0100
O 0.0015  0.0015  0.0015  0.0015

お客様のご要望をお受けし別途契約書等でご指定頂けた場合のみ発行されます。

機械特性(焼結後)

Grade Ultimate Tensile Strength σ b, psi (MPa), ≥ Yield strength σ 0.2, psi(MPa), ≥ Elongation δ, %, ≥
Rod , Diameter 0.125 in (3.18mm) ~2.5 in (63.5mm)
RO4200/RO4210 18000(125) 10500(73) 25
RO4251/RO4261 28000(195) 18000(125) 20
wire, Diameter 0.020 in (0.508mm) ~0.124 in (3.14mm)
RO4200/RO4210 18000(125)  /  20
RO4251/RO4261 28000(195) / 15

規格公差

直径Diameter in(mm)公差Tolerance , in (mm)
0.020~0.030 (0.51~0.76)0.00075 (0.019)
0.030~0.060 (0.76~1.52)0.001 (0.025)
10.060~0.090 (1.52~2.29)0.0015 (0.038)
0.090~0.125 (2.29~3.18)0.002 (0.051)
0.125~0.187 (3.18~4.75)0.003 (0.076)
0.187~0.375 (4.75~9.53)0.004 (0.102)
0.375~0.500 (9.53~12.7)0.005 (0.127)
0.500~0.625 (12.7~15.9)0.007 (0.178)
0.625~0.750 (15.9~19.1)0.008 (0.203)
0.750~1.000 (19.1~25.4)0.010 (0.254)
1.000~1.500 (25.4~38.1)0.015 (0.381)
1.500~2.000 (38.1~50.8)0.020 (0.508)
2.000~2.500 (50.8~63.5)0.03 (0.762)

お客様のご希望/ご要望をお伺いしオーダーメイド品の製造も可能です。是非お問い合わせください。

純ニオブ及びニオブ合金の管材(溶接、シームレスチューブ)の用途

 純ニオブ及びニオブ合金の管材は、高温耐性や耐食性・冷間加工性に優れています。

純ニオブおよびニオブ合金の管材は、高温耐性や耐食性と冷間加工性に優れています。下記の産業等に幅広く利用されています。(ASTM規格:ASTMB394-89)

・航空宇宙

・化学

・電子産業

 

純ニオブおよびニオブ合金の管材が利用される箇所の一例として次の分野があります。

・ジェットエンジンの吸気装置の構造材

・反応器の内部部品

・高電圧ナトリウムランプ

・化学反応器

・熱交換器管

 

NbにZrを添加すると強度と耐酸化性が大幅に向上します。Nb-Zr合金は、ナトリウムランプ用の極細内径パイプとしても大量生産されています。

化学成分

ElementsRO4200RO4210RO4251RO4261
%wt.(Max.)
C0.010.010.010.01
N0.010.010.010.01
H0.00150.00150.00150.0015
O0.015 0.015 0.015 0.015
Zr0.020.020.8~1.20.8~1.2
Ta0.10.20.10.2
Fe0.0050.010.0050.01
Si0.0050.0050.0050.005
W0.030.050.030.05
Ni0.0050.0050.0050.005
Mo0.0100.0100.0100.010
Hf0.020.020.020.02
NbBalance

※化学組成分表は、インゴット時点の組成です。
 お客様のご希望/ご要望をお伺いしオーダーメイド品の製造も可能です。是非お問い合わせください。

機械特性(焼結後)

GradeUltimate Tensile Strength
σ b, psi (MPa), ≥
Yield strength σ 0.2, psi(MPa), ≥Elongation δ, %, ≥
RO420018000(125)12000(85)25
RO421018000(125)12000(85)25
RO425128000(195)18000(125) 20
RO426128000(195)18000(125)20

※特別な硬度の場合には契約書にて数値をご指定頂く必要があります。

規格公差

Outside Diameter, in.(mm)

Variation in Outside Diameter in. (mm),

 

Variation in Inside Diameter in. (mm),士

Variation in Wall Thickness %

 

0.187~0.625 (4.7~1.59)0.004 (0.01)0.004 (0.01)10
0.625~1.000 (15.9~25.4)0.005 (0.13)0.005 (0.13)10
1.000-2.000 (25.4~50.8)0.0075 (0.19)0.0075 (0.19)10
2.000-3.000 (50.8~76.2)0.010 (0.25)0.010 (0.25)10
3.000~4.000 (76.2~101.6)0.0125 (0.32)0.0125 (0.32)10

※1製品につき上記公差表の2項目が適用されます。(外径と壁厚、内径と壁厚、外径と内径など)

※お客様のご希望/ご要望をお伺いしオーダーメイド品の製造も可能です。是非お問い合わせください。

※直径4.7mm以下のチューブも特注にて製造可能です。

 

弯曲度

Length, ft Maximum Curvature Depth of Arc, in.(mm)  
>3-6 (0.91~1.83) 1/8 (3.2)
>6~8 (1.83~2.44) 3/16 (4.8)
>8~10 (2.44~3.05) 1/4 (6.4)
>10 (3.05) 1/4in. / 10ft. (2.1mm/m)

追加性能測定

 別途ご指定を頂ければ、外径6mm以上のチューブにフレアテスト・空気圧試験が可能です。

ニオブの名前の由来

 ニオブの由来はギリシャ神話のニオベーとされています。ニオベーの父はタンタルの語源となったタンタロスであり、タンタルとニオブが物理的・化学的に非常に似ているため区別がつけづらいという特徴を反映したものとされています。
またコルンブ石やパイロクロアといった鉱物として産出されていた歴史があり、コルンブ石に由来してコロンビウムと呼ばれていたこともありました。

タンタル&ニオブ 成膜用ターゲット

 タンタルとニオブは、高い導電性、熱安定性に優れ、更に他原子の侵入を防ぐ強力なバリア特性を備えています。タンタルやニオブを集積回路の表面などにスパッタリング成膜すると、シリコン基板への腐食や銅の拡散を防ぐことが期待できます。

 

 タンタルおよびニオブの被膜は、これまで広く使用されていたチタンターゲット材料よりも優れたバリア効果を発揮します。タンタルやニオブの成膜厚さの目安は0.005〜0.01um前後になります。タンタルおよびニオブのスパッタリング被膜は、最新の集積回路開発に必要な多回路化や、多層金属化の構造に必要な成膜厚さとバリア効果に優れております。さらに、タンタルまたはニオブの成膜用ターゲットは、サーマルインクジェットプリンタや、LCDパネル分野でも広く使用されています。

ニオブ加工

お客様のご要望に柔軟に対応いたします。まずはお気軽にご相談下さい。

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