月: 2023年1月

sd295aとは

sd295aは建物の骨組みを造る鉄筋、鉄筋コンクリート用異形棒鋼の規格の1つです。

強度別に10種類に規格化されている中で、汎用性があり流通量が多い鉄筋です。

異形棒鋼とは棒状の鋼表面に、リブや節と呼ばれる突起をつけ、コンクリートやモルタルの密着・定着を高めた鉄筋を言います。

sd295aの「sd」とは英語でsteel（鋼）、de-formed（異形棒鋼）の頭文字を取ったもので、「295」は降伏点の下限値、295N/㎟を表しています。

「a」は、295/㎟の降伏点下限値を持つ鉄筋が2種類存在していたことから、一方をaとし、もう一方をbと区別していたためです。

JIS規格に規定されていた鉄筋でしたが、2020年4月20日にJIS改正がされ、sd295bが廃止されて1種類となったため、sd295aからsd295へと名称変更がされました。

JIS G 3112：2020となり、明記される化学成分の規定もより厳しくなりました。

sd295aはJIS規格から廃止されたため現在では製造されておらず、建築基準法でJIS規格品を使用することが決められている建築現場では、sd295に置き換わりつつあります。

sd295aの使用用途

sd295aは一般住宅の基礎工事に主に使われる異形鉄筋で、他の建築物でもスラブ・壁の配筋や柱の帯筋、梁のスターラップなど主筋を補佐する鉄筋に用いられます。

sd295aが補佐用の鉄筋に向いている理由は2つあります。

1. 直径が細め
   鉄筋の太さにはD10、D13……D51などの種類があり、Dの隣の数字が大きくなるほど鉄筋の直径が太くなります。sd295aはD10～D16までの細径の鉄筋に採用されており、強度が低いためです。
2. 化学成分や降伏点の上限値が不明確
   sd295aにはリンと硫黄の数値しか明記されておらず、炭素量が不明なため溶接時の性能が不明な点が挙げられます。また、降伏点の下限値は295/㎟と明記されていますが上限値は示されていないため、sd295aを使用した場合、地震時の建物の崩壊メカニズムが計算しにくいためです。

以上の理由から、太い鉄筋径を必要とする柱や梁の主筋や、高強度が必要な構造物の鉄筋としては用いられず、主筋を補佐する鉄筋として使用される傾向があります。

しかし主筋を補佐する配筋も、応力分散やせん断補強のために非常に重要な役割を持っており、なくてはならない用途と言えるでしょう。

sus410とは

sus410はステンレス鋼の一種で、マルテンサイト系ステンレスに属します。

クロムが13％含まれているため、13クロムステンレス鋼とも呼ばれており、耐摩耗性・切削性に優れる特徴があります。

成分の大部分は鉄で約87％を占めており、その中に含まれる炭素量が豊富なため、焼き入れ・焼き戻しなどの熱処理が可能であり、加工により高強度を得られる素材です。

溶接すると溶接部に焼きが入って硬くなると同時に脆くなり、靭性・延性が低下する性質があるため注意が必要です。

鉄が大部分のため磁性があり、磁石にくっつく特性を持ちます。

多く流通しており汎用性が高い金属ですが、耐食性がステンレス鋼の中で最も劣ることが難点でしょう。

ステンレスを錆びにくくする被膜を形成するクロムが、最低限の量しか含まれておらず空気中では錆びにくい面がある一方で、水や水溶液に接する場合の耐食性は不十分です。

そのため、比較的弱い腐食環境下での使用が望ましい金属です。

sus410の使用用途

sus410は耐食性には劣るものの、建築土木分野・一般機械部品・調理器具など幅広い分野で使われています。

1. 建築土木分野

特に有名なものは、ドリルビス・コーススレッドの素材として多く使用されていることです。
焼き入れによって硬度が非常に高くなっており、硬いボードにも下穴を開ける必要がなく打ち込める点が、使用者に好まれています。
またその硬さによってドライバーの刃先がネジ穴を潰しにくく、多少無理にでも打ち込めるというメリットもあります。

2. 一般機械部品

ベアリング、バルブシート、ポンプシャフトなどに活用されています。
他にも工具類にも使用されており、製造業・手芸など細かい作業で使うピンセットや精密ハサミが挙げられます。

3. 調理器具

刃物や業務用の鍋の素材に使われています。
硬い金属ですがステンレスの中では中程度の硬さのため、大型の刃物には適さずナイフほどの小型の刃物の素材に用いられています。

4. その他の用途

特殊な使用方法ですがステンレス粉として、金属3Dプリンターで部品を作成する際に用いられている場合もあります。

scm415とは

scm415はクロムモリブデン鋼と呼ばれる合金の一種で、JIS規格に規定されており、硬く強度があり靭性・加工性に優れた金属です。

クロムモリブデン鋼はクロム鋼にモリブデンを加えて改良したもので、「クロモリ鋼」と略して呼ばれることがあります。

scm415の構成成分は、炭素0.13～0.18％、クロム0.90～1.20％、モリブデン0.15～0.25％、ニッケル0.25％以下です。

通常scmの後の数字が大きくなるほど炭素量が多く、硬度・引張強さが高くなりますが、scm415はクロモリ鋼の中で炭素量が最も低いため、硬度や引張強さが最低値を示す材料です。

しかし、表面のみに焼きを入れて炭素量を増やし、表面硬化をさせると同時に内部の粘りを保つ方法、「浸炭焼入れ」をおこなって、荷重や衝撃に耐えられる強度を得ることができます。

浸炭焼入れをおこなって、焼入性が保証されたscm415にHの記号をつけた材料が、JIS規格品「scm415H」という名称で用いられることもあります。

scm415の使用用途

scm415は強度・靭性・摩耗性に優れているため、自転車部品・機械部品・工具類など幅広く使用されています。

1. 自転車部品

自転車のフレームに多く使用されている金属です。
500℃くらいの高温に耐えるためフレーム加工がしやすく、高温でも強度が低下しにくく靭性もあるためです。
自転車本体だけではなく、メンテナンス用のレンチなどの工具やそのパーツ類にも用いられており、サイクル用品全体で使われています。

2. 機械部品

シャフト類・スピンドル・ギア・ピストンなど、耐摩耗性が必要とされる機械部品に用いられています。
具体的には、機械のエンジン用クランクシャフトやモーターシャフト、産業用ロボットや一般機械の歯車・ギア、油圧機器用のカプラ・ピストン類が挙げられます。

3. ボルト・ナット類

六角ボルトやナットなどの、強度を必要とする場合に使用されるボルト類に多く採用されています。
ホームセンターなどのネジ売り場で見ることのできる身近な材料です。

What Is Nitrobenzene?

Nitrobenzene, an aromatic nitro compound with the chemical formula C6H5NO2, is also known as nitrobenzole. It is a pale yellow liquid with an almond-like aroma, a melting point of 5.7°C, a boiling point of 210.8°C, and a specific gravity of 1.20. Soluble in organic solvents but insoluble in water, nitrobenzene is classified as a deleterious substance under various laws and regulations.

Formation of Nitrobenzene

Nitrobenzene is synthesized through nitration, reacting benzene with a mixed acid of concentrated sulfuric and nitric acids. This exothermic reaction produces nitronium ions (NO2+), which react with benzene to form nitrobenzene, and are considered highly hazardous.

Reaction of Nitrobenzene

Nitrobenzene undergoes further nitration to form meta-dinitrobenzene and can be reduced to aniline. It participates in the Skraup quinoline synthesis, reacting with glycerin, aniline, and sulfuric acid to form quinoline.

Uses of Nitrobenzene

Nitrobenzene is used as a synthetic intermediate in pharmaceuticals, agrochemicals, dyes, fragrances, and rubber production. It is a precursor to aniline, azoxybenzene, azobenzene, and hydrazobenzene, and is used as a polar solvent and mild oxidizing agent.

Effects on Living Organisms

While not highly toxic, nitrobenzene is harmful and can cause nervous system, liver damage, and anemia upon exposure. Symptoms from prolonged occupational exposure include headache, nausea, dizziness, limb numbness, cyanosis, hypotension, splenomegaly, hepatomegaly, jaundice, and methemoglobinemia.

きさげ加工とは

きさげ加工とは金属平面をきさげと呼ばれる工具を使用してくぼみを作りながら、凹凸を除去して平面度を向上させる金属加工方法になります。研磨加工等の仕上げ工程で行われます。

平面度が高い金属面同士が密着した際に、滑らずに固着してしまうことをリンギング現象と呼びます。研磨加工等が施されて平面度が高い金属面の間には潤滑油が入らず、リンギング現象が発生しやすくなります。

きさげ加工で潤滑油が入り込むスキマを作ることにより、金属平面が固着してしまうことを防ぎます。

きさげ加工は大きく2つの工程からなります。

1. 塗料の塗布
   加工物の凹凸を調べるために塗料を平面全体にまんべんなく塗ります。
2. 基準となる定盤とこすりあわせ
   基準面となる定盤と加工物平面をこすりあわせます。出っ張りがある部分のみ塗料が取れ、これをアタリと呼びます。
3. 削り取り
   アタリが出た箇所を中心に削り取ります。

きさげ加工の使用用途

きさげ加工は工作機械のテーブルやヘッドなど滑らせて動かす部品と接する面に対して施されます。また、マイクロメートル単位で平面精度を求められる製品に対してもきさげ加工を行います。

きさげ加工は今でも手作業で行われる加工方法です。職人が手作業で一箇所ずつ仕上げを行います。工作機械で作られる製品の精度はその製品を作る工作機械の精度を超えることはありません。これを母性原理と呼びます。きさげ加工で製品の仕上げを行うことで母性原理の縛りを超えた製品精度を出すことができます。

機械加工では加工時に熱が発生し、それにより金属が熱膨張します。膨張した金属加工物が冷えた時に収縮すると歪みが生じるデメリットがあります。一方できさげ加工は手作業のため熱による歪みを抑えることができます。

中ぐり加工とは

中ぐり加工とはドリルなどで空けた下穴を中ぐり盤と呼ばれる機械を用いて穴を広げる加工のことです。

中ぐり加工を施すことで穴の表面状態と寸法精度が向上します。中ぐり盤は中ぐりバイト等の工具を主軸に取り付けて回転させ、加工物に当てることで下穴を削り取り広げる機械です。中ぐりバイトは先端にチップと呼ばれる刃がついており、チップで切削を行います。

マシニングセンタでも中ぐり加工は可能ですが、中ぐり盤はマシニングセンタとも比較して高い精度加工を出せるため今でも数多くの場面で使用されます。

穴が深い中ぐり加工時等では加工の振動でびびりが発生しやすく、加工が難しくなります。びびりはバイトの長さや太さ、切削抵抗、工具の剛性といった3つの要素を調節することて改善できます。

中ぐり加工の使用用途

中ぐり盤には次の4つの種類があります。加工する製品の形状に応じた使い分けが必要です。

1. 横中ぐり盤
   主軸が水平に取り付けられており、大きな形状のものまで加工可能です。
2. 立中ぐり盤
   主軸が垂直に取り付けられている中ぐり盤です。横中ぐり盤と比べて、工具の重力によるたわみを抑えることができます。そのため精度の高い加工が可能になります。
3. ジグ中ぐり盤
   主軸の位置を高精度に定める機構を持つ中ぐり盤になります。精度が求められるジグの加工に用いられます。
4. NC中ぐり盤
   手作業でのハンドル操作ではなく、数値制御装置を使用します。加工位置や動作をプログラムで決定するため動作の再現性と効率性が高いです。製品の大量生産をする際に用いられます。

粉末成形機とは

粉末成形機とは、粉末成形に使用する機械のことです。

粉末成形とは、金属、セラミック、薬品、樹脂、食品などの粉末状の原料に、圧力を加えて成形することを指します。粉末成形機は、卓上に設置して少数の部品や錠剤を製造する実験室向きの機械から、工場のラインの中で部品を大量に製造する大掛かりな機械まで様々なバリエーションがあります。

粉末成形機の使用用途

金属の粉末成形は、溶融による成形方法では作りにくいような小さくて複雑な形状をした部品を製造する際に用いられます。金属の粉末成形では非常に大きな力を材料に加えて成形しますが、金属部品はそのままでは強度が不足します。そこで焼結という熱処理を施すと、必要な強度を得ることが可能です。

セラミックスの粉末成形では、電気・電子機器の中で使用される絶縁性を要求される部品の製造などに使われます。セラミックスの粉末成形も金属の粉末成形と同様に、粉末成形だけでは強度が不足している場合が多くあるため、焼成という熱処理を加えることで必要な強度を確保しています。

薬品や食品の粉末成形の場合は、粉末を固めてタブレット製品を作ります。タブレットは医薬品としては錠剤、食品ではお菓子の場合には錠菓と呼ばれています。これらの製品の場合は溶けることが前提であるため、強度を高める必要はありません。

粉末成形機の原理

粉末成型機の基本原理は、粉末状の原料を金型の中に充填し、圧力をかけて成形することです。加える圧力の大きさ、圧力を加えている時間、圧力を加える際の原料の温度などを制御して、必要な硬さの成型品を作ります。

圧力をかける際は、一定時間に一定の圧力をかけ続ける場合もあれば、圧力に強弱の変化をつけながら一定時間圧力をかける場合もあり、成形品に応じたプロセスがあります。

単純な薄い円筒形の成形品を作る場合、金型は原料を充填するのに必要な十分な高さを持った円筒状のダイと、ダイの中で上から圧力を加える“蓋”の役目をするアッパー・パンチと、下から力を加える“底”の役割をするロワー・パンチからできています。

粉末成形では、粉末原料に均等に力を加えることが重要になります。この円筒形をした金型の場合は、金型の中に原料を充填した後は、アッパー・パンチとロワーパンチが同時に同じ圧力を加えて圧縮成形します。 形が複雑な成形の場合、金型の中で粉末材料に均等に圧力を加えることが難しいため、金型を細かく振動させながら圧力を加えるなどの工夫を取り入れた装置があります。

また、チャンバー内に圧力を加える機構を収納して、粉末成形をしながら同時に高温状態にして焼成を行う装置など、要求に応じて様々な装置が開発されています。

粉末成形機の構造

最も簡単な卓上型の粉末成形機は、手動の油圧ポンプを使って圧力を加えます。ポンプのホースは上下のシリンダにつながっていて、途中に圧力計が付いています。圧力計の値を観ながらポンプを動かして上下のシリンダを押し出し、金型のアッパー・パンチとロワー・パンチに圧力をかけます。加える力の大きさは、20kN (キロニュートン) から200kN程度のものがあります。

加圧が済んだ後は、ポンプについている減圧弁を動かして圧力を抜きます。 成形品を取り出す際には、上のシリンダとアッパー・パンチの間にリムーバーという金属部品を入れます。リムーバーはアッパー・パンチを押さずにダイを上から押す構造になっています。

リムーバーを取り付けた状態で、ポンプを使って圧力を加えると、下側のシリンダに押されて、ロワー・パンチが成形品とその上に乗っているアッパー・パンチを上に押し上げます。それと同時にリムーバーがダイを押し下げるため、成形品がダイから出てきて取り出すことができます。

粉末成形機の種類

粉末成型機には、ポンプを使わずにネジを切った金属棒の上にハンドルが付いた構造のものがあります。このタイプは5kN程度の低荷重の成形に向いています。荷重を加えた状態を長時間保持し、金型を加熱して保持することが可能です。

粉末成形では、製品が大きくなると面積に比例して大きな荷重をかける必要があります。そこで、金型を振動させながら原料を充填し、振動させながら圧力を加えることで、低圧にて均一充填と規則正しい粒子の配列、脱気作用の促進ができるようにした装置があります。

このように、粉末成形機は基本原理は簡単ですが、成形品が求める性質に合わせて様々な技術が付加されます。 工業用に使われる粉末成形機は、圧力のかけ方、温度条件、振動のかけ方、材料の充填と成形品の取り出し方法などに、より緻密な精度が要求されます。

その一方で、操作性、再現性、自動化と高いスループットなどが要求されます。電動ポンプによる加圧はもとより、制御用のコントローラを持ったものや、原料の充填と製品の取り出しの機構を設けたものなど、よりシステマチックな装置です。