金属の性質って研磨に関係するの?鉄(炭素鋼)、ステンレス、アルミニウムの特性と研磨方法を学ぼう!

ステンレスを研磨してできている腕時計のベルト

皆さんは“金属”と聞いて、まず何を思い浮かべますか?
馴染みがあるのは、鉄やステンレス辺りでしょうか?

一口に金属と言ってもさまざまな種類があります。
鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、これら多くの金属が日用品から工業用品まで幅広く使用されています。
このように上記の金属が頻繁に利用される理由には、それぞれの金属が持つ性質が深く関わっているのです!


目次
1. 鉄ってどんな金属?研磨や加工に最適な材料って本当?
2. ステンレス鋼の特徴って何?他の金属よりも錆びにくいけど研磨には不向き?
3. アルミニウムは研磨しにくいの?アルミニウムを使うメリットとデメリット
4. 鉄(炭素鋼)、ステンレス鋼、アルミニウムの研磨に最適な研磨材をご紹介!
5. 金属の特性を理解してより快適に研磨しよう!

 

1. 鉄ってどんな金属?研磨や加工に最適な材料って本当?

鉄を研磨して作られた複数の部品

鉄は、最も有名な金属の1つであることに間違いはないでしょう。
実際に私たちの身の回りには鉄製品で溢れています。
意外に思われる方も多いかもしれませんが、実はその中に純粋な鉄、つまり純度100%の鉄製品はありません。

純粋な鉄は非常に酸化しやすく、加工や使用に適していないためです。

私たちがよく見ている鉄製品はすべて合金(複数の金属を含むもの)で、炭素をはじめとした様々な物質を混ぜ、鉄の純度を下げることによって、加工や使用に適した形にしているのです。


鉄に対して、鋼(こう)という言葉をご存知でしょうか? 鉄と鋼はどちらも鉄鉱石が原料で、鉄と炭素からできています。

しかし、鉄と鋼では含まれている炭素の量が異なります。

鋼は炭素含有率が高く、鉄よりも強度が高い合金です。そのため、鋼は“炭素鋼”と呼ばれることもあります。

含有炭素量で議論すると、0.02%未満であれば鉄、0.02%~2%程度であれば鋼というように分類されています。
鋼は鉄に比べ、強度と 靭性じんせい と呼ばれる粘り強さが優れている上、加工もしやすいので、一般的によく用いられている金属の1つです。

鉄の強度は、炭素の含有率を変化させること以外に、熱処理(焼きなまし、焼き入れ)を行なうことによって、調整することが可能です。
このように鉄は非常に扱いやすい金属なのです。

鉄(炭素鋼)のメリット

・ 強度を操作しやすい
・ 加工しやすい

鉄(炭素鋼)は、他の金属元素を加えたり、熱処理を行うことによって、その強さや硬さや性質を自由に調節することができます。
また、溶接ができることも加工という点で大きなメリットです。

・ 原料となる鉄鉱石が豊富で、価格が安い


鉄(炭素鋼)のデメリット

・ サビが生じやすい
常温で空気中に置いておくだけでもサビが生じてしまいます。

サビ取りでお悩みの方はこちらの方法をチェック
サビ取りって研磨でできるの?サビ取りのメリットと方法を紹介 - 三共理化学製品紹介 (fujistar.com)



2. ステンレス鋼の特徴って何?他の金属よりも錆びにくいけど研磨には不向き?

綺麗に磨き上げられたステンレス製のシンク

ステンレス(ステンレス鋼)は私たちの生活に最も身近な金属と言っても過言ではありません。
ステンレスの語源Stainless Steel(サビない鉄鋼)にもあるように、ステンレスは錆びにくく、水回りや屋外などでよく使用される金属です。
今や生活の様々な部分に取り入れられたステンレスですが、実はその歴史は150年程度で決して長くはないのです。

人類が鉄を使い始めたのがおよそ3200年前であることを考えると、その歴史の短さを感じることでしょう。
ステンレスの主成分は鉄ですが、実はそれ以外にもクロムやニッケルをはじめとした金属との合金なのです。
しかしここで疑問が出てきます。 ステンレスの主成分が鉄であれば、ステンレスの錆びにくいという性質に矛盾してしまいます。

ステンレスはなぜ錆びにくい?

ステンレスは耐食性や強度を向上させるために、主成分である鉄にクロムやニッケルを混ぜることで作られる合金です。
ステンレスの中に含まれるクロムは酸素との反応性が高く、鉄よりも先に酸化して皮膜を形成します。
1ナノメートルと極めて薄いこの酸化被膜が、サビからステンレスを守る役目をするため、ステンレスは錆にくいのです。


ステンレスは磁石につかないの?

一般的なステンレスは磁石につきません。 あれ?金属なのにおかしいな…と思った方もいるかもしれません。
実は、ステンレスの中に含まれるニッケルが作用して磁性を持たなくなるのです。
これはステンレスに含まれるニッケルの問題ですから、もちろんニッケルが含まれていないSUS430など特定の種類のステンレスであれば磁石にくっつきます。
※ステンレスを「SUS(Steel special Use Stainless)」と呼び、SUS〇のようにステンレスの呼称が設定されています。

ステンレスのメリット

・ 耐食性(錆びつき)に強い 屋外や水回りなど比較的厳しい環境下にさらされるものにも使用することができます。
・ 耐熱性が高い
・ 熱伝導率が低い
ステンレスは耐熱性が高いだけでなく、熱伝導率が低く(熱を通しにくい=保温性に優れている)ため、水筒やポットの内壁によく使用されます。


ステンレスのデメリット

・ 放熱性に劣る
熱を保持しやすく、エンジンパーツなど熱がかかる部分には使用できません。
・ 電気を通しにくい
・ 加工しにくい
ステンレスは研磨時の加工熱が逃げにくく、工具に負担がかかってしまうことから難削材と表現されることもあります。



3. アルミニウムは研磨しにくいの?アルミニウムを使うメリットとデメリット

高純度のアルミニウムを研磨して作られた1円玉硬貨

最も身近なアルミニウム製品といえば、1円硬貨ではないでしょうか?
実は、1円硬貨は純度99.90%以上の純アルミニウムでできています。
通常高純度のアルミニウムは導電率や加工性に優れる反面、耐久性の問題で工業的な活用の幅は限られていました。
1円硬貨のような純アルミニウムはとても珍しいのです。
純アルミニウムではそれほど強度は高くないのですが、鉄と同様に他の金属を混ぜることである程度強度を調整可能です。

アルミニウムのメリット

・ 軽量
製品は非常に軽いイメージがありますよね。
実際、同じ体積の鉄と比べて重量はおよそ1/3とかなり軽い素材であることが分かります。
近年、アルミニウムの軽量性に着目し、ポータブル家電や航空機の部品での活用が注目されているようです。

・ 導電率が高い
アルミニウムの導電率(電気の通しやすさ)は、同じ重量の銅と比較して約2倍の電流を通すことができます。

この特徴を活かし、多くの送電線などの電気配線に採用されています。

・ 耐食性がある
アルミニウムは大気中で酸素と結合し不動態の酸化皮膜を形成します。酸化皮膜は酸素と水分を遮断し、優れた耐食性を発揮します。


・ 熱伝導率が高い
アルミニウムの熱伝導率は、鉄の約3倍です。
放熱性にも優れ、エンジンパーツなどにしばしば用いられています。

・ 磁気を帯びない
アルミニウムは、磁場に影響されない性質を持つため、医療機器からメカトロニクス機器製品まで様々な分野の製品に用いられています。

アルミニウムのデメリット

・ 強度が高くない

他の金属と比べて柔らかく、傷がつきやすい欠点があります。

・ 溶接が困難
アルミニウムは融点が低く扱いづらいので、溶接には向きません。



4. 鉄(炭素鋼)、ステンレス鋼、アルミニウムの研磨に最適な研磨材をご紹介!


金属の研磨では、布ベルトを使って機械で研磨する方法が一般的です。

鉄(炭素鋼)やアルミニウムの研磨におすすめの製品:DAXB(三共理化学株式会社)

鉄(炭素鋼)やアルミニウムの研磨におすすめの製品DAXB(三共理化学株式会社)

鉄(炭素鋼)、アルミニウムなどの一般金属から銅合金・真鍮・ガラス・石材まで幅広い素材の研削・研磨に対応可能です。

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ステンレス鋼の研磨におすすめの製品:TZXB-MT(三共理化学株式会社)

高性能の砥粒を使用し、ステンレス鋼など溶着しやすい金属の作業に最適です。

高性能の砥粒を使用し、ステンレス鋼など溶着しやすい金属の作業に最適です。

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5. 金属の特性を理解してより快適に研磨しよう!

綺麗に研磨されたステンレス製の冷蔵庫のドア

今回は、金属の種類別の特徴と研磨に最適な研磨材についてご紹介しました。

金属の研磨では、布のベルトを工具や機械に取り付けて行なう様式が一般的です。
研磨の際には大きな力がかかるため、研磨材にもある程度耐久性が求められます。
研磨材を選定するときには、仕上がりや研磨性能はもちろんのこと、安全性についても検討が必要です。

金属に合った研磨材選定にご興味がある方はお気軽に三共理化学へお問い合わせください。





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