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ステンレスについて

ステンレスは耐食性を上げるため、鉄にニッケルやクロム等を添加した合金です。

鉄では錆びてしまうような環境下でも錆びにくい性質を持っています。ステンレスは

表面を酸化被膜(不動態被膜)が覆っているため、錆にくくなっています。この不動

態被膜はクロムが酸素と結合し、ステンレスの表面を覆っています。非常に強固な

もので保護膜としての役割があり、そのために錆にくくなっています。

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ステンレスは大きく分けて3種類に分別できます。

 ・マルテンサイト系

 ・フェライト系

 ・オーステナイト系

なかでも代表的なものはオーステナイト系ステンレスです。一般的によく見る、ねじや

台所用品などもこの部類です。

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ステンレスはSUSと表記されますが、これはJIS(日本工業規格)の規定によります。

代表的なステンレス規格と成分表です。

        C        Si       Mn       P        S       Ni       Cr         Mo

SUS303  0.15以下  1.00以下  2.00以下  0.20以下  0.15以上  8.00〜10.00  17.00〜19.00  (0.60以下)

SUS304  0.08以下  1.00以下  2.00以下  0.045以下  0.03以下  8.00〜10.50  18.00〜20.00

SUS316  0.08以下  1.00以下  2.00以下  0.041以下  0.03以下  10.00〜14.00  16.00〜18.00  2.00〜3.00

SUS316L 0.03以下  1.00以下  2.00以下  0.045以下  0.03以下  12.00〜15.00  16.00〜18.00  2.00〜3.00

SUS303は主に削り出しに使用されます。切削性を良くするためにP、Sを多く添加した

ステンレスです。削り易いため生産性は高くなりますが、反面耐食性は劣ります。水回

りなどでは、比較的早く錆ることもあります。

SUS304は主に成形品に使用されます。プレスや曲げなど、大きな圧力を加えて変形

させ成形します。SUS303に比べ切削性は劣るものの、耐蝕性・耐熱性は高いです。

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アクセサリーとしてのステンレスですが、SUS316Lがよく使用されます。このSUS316L

は非常に耐食性が良い材質で、海水近くでよく使用されます。上記の成分表では、316

や316Lではニッケルが多く含まれており、モリブデンの添加が分かると思います。この

モリブデンが添加されると、錆びにくいステンレスの耐食性がさらに良くなります。耐食

性が良いということは安定した材質ということで、金属アレルギーを起こしにくい材質で

もあります。

金属アレルギーについてはこちらをご覧ください。

一般的にステンレスアクセサリーは、サージカルステンレスと呼ばれることが多いです

が、「サージカルステンレス」と言うステンレスはJIS規格にはありません。

サージカル=医療=体に良い、こんな連想でしょうか。(ちなみに医療器具全てがSUS

316Lで出来ているかと言うと、必ずしもそうではありません。)

SUS316Lと言う表記は先に述べたJIS規格=日本工業規格の規定です。海外で生産した

ものは厳密に言えば、JIS規格相当材となります。

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SUS316Lは金属のなかでは加工が難しい材質です。主に削り出し加工をしていますが、

硬く粘りがある材質ですので難切削材と呼ばれ、加工を敬遠されることも多いです。

当店ブランドのアクセサリーApistogrammaは精密金属加工技術を駆使し、職人の手で

一つ一つ丁寧に製作されています。

ステンレスアクセサリーはこちら

チタンについて

チタンは強度、軽さ、耐蝕性に優れた、近年特に注目されている金属です。

自然には豊富に存在するのですが、化合物として地中に含まれるためチタン

のみを取り出すことは大変な労力を必要としました。しかし最近では精錬技術

や加工技術の向上により、様々な分野で利用されています。

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チタンは非常に安定した金属で、その不動態被膜はプラチナ並みの耐蝕性

を持ちます。空気中はもちろん、海水中でも錆に強い性質を持ちます。その

安定した素材のため、金属アレルギーを起こしにくい材質でもあります。また

鉄以上の強度を持ちながら、重さはその約45%と軽さも持ち合わせています。

そのため、ロケットや航空機などの産業機械部品から人工骨まで幅広く利用

されています。(もちろんアクセサリーもです。)

その反面、加工は難しい素材です。機械部品にはチタン合金(64チタン)がよ

く使用されます。このチタン合金は非常に硬いため切削加工では切削オイル、

バイトなど鉄とは違う設定になります。また、チタンは燃えやすい素材でもあり、

切粉に燃え移り、ボヤを出したという話もよく聞きます。

溶接では通常の溶接は出来ず、酸素を遮断する必要があります。

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チタン(Titanium)の特性

元素記号 Ti

原子番号 22

融点 1667℃

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当店のアクセサリーは純チタンを使用しています。

JIS規格(日本工業規格)では純チタンは1種〜4種が規定されています。その

中でも純チタン2種を使用しています。金属アレルギーを起こしにくいことはも

ちろん、非常に軽いアクセサリーです。着けていることを感じさせないくらいの

軽さですので、肩コリでお悩みの方にもアクセサリーを楽しんでいただけます。

また、耐蝕性に優れていますので、海水浴や温泉でも安心してご使用いただ

けます。

チタンアクセサリーはこちら

タングステンについて

タングステンはスウェーデン語で「重い石」と言う意味があり、比重が

大きく高い硬度を持ち、最も高い融点を持つ金属として知られています。

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タングステンの融点は3380℃と、最も熱に強い金属です。また、比重

が19.3と金に並ぶ重さです。また非常に硬い素材でもあり、その耐熱

性・耐摩耗性を活かし、電気のフィラメントや超硬具、溶接機の電極な

ど産業用部品としても多く利用されています。また最近は環境に対す

る配慮から、釣りの重りや放射線からの遮蔽剤などに使用される鉛の

代替品としても利用されています。しかしその加工の難しさから、高価

格となることがネックとなっています。

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タングステンの生産は世界の約80%を中国が占めています。近年は輸

出規制などにより価格が上昇しています。タングステンは一般にはあま

り名前が知られていない金属ではありますが、産業用としては非常に

重要な金属です。日本はほとんどを輸入に頼っています。タングステン

の輸入が出来なくなると、生産材の製造はかなり難しくなるでしょうね。

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タングステン(Tungsten)の特性

元素記号 W

原子番号 74

融点 3380℃

タングステンアクセサリーはこちら

表面処理について

金属の表面に2次加工を施すことを表面処理と呼んでいます。

アクセサリーの表面処理では、

・メッキ

・イオンプレーティング(IP)

・塗装

・レーザーマーキング

等があります。

何れも外観や耐食性の向上を目的としています。

そのうちのいくつかをご紹介します。

・メッキ  

一番身近な表面処理方法だと思われますが、一口にメッキと言っても多数の種類と方法があり

ます。

アクセサリーのメッキで一番良く知られているのはロジウムメッキでしょう。シルバーアクセサリ

ー等によく使用されます。シルバーは素地のままですと、硫化し黒ずんできます。それを防止す

るためにロジウムメッキをかけることがあります。硫化を防げる一方、シルバーの素地はメッキ

に隠れてしまうため、あえて素地のまま製品としているメーカーもあります。

また、他の安価な材質でアクセサリーを製作し、ロジウムメッキをかけて外観を良くしているもの

もあります。

メッキのなかで一番問題になるのがニッケルメッキです。ニッケルメッキは工業製品からアクセサ

リーまで、幅広く使用されていますが、このニッケルメッキは溶け出しやすく、金属アレルギーの

原因になります。

また、ニッケルメッキは下地のメッキとして使用されることもありますので、一見ニッケルメッキで

ないものでもニッケルが含まれている可能性があります。

・イオンプレーティング   

大きな区別ではメッキの一種で、乾式メッキの一つの方法です。

一般的なメッキはメッキ液を入れた鍍金槽に対象物を入れ、電気をかけてメッキします。

それに対し、イオンプレーティング加工は真空中で主にチタンを蒸発させ、帯電させることによって

メッキ膜を形成する方法です。綺麗なメッキ膜になり、強固な膜が形成されるので傷にも強くなりま

す。また、色々な発色をさせることも可能で、カラーバリエーションも可能です。

しかし、このイオンプレーティング加工は大規模な設備が必要になりますので、一般的な電気メッキ

に比べて高額になります。

・レーザーマーキング

CO2レーザーやYAGレーザーを使用し、表面を削り彫刻する方法です。

主に文字や数字を彫刻します。レーザーの出力により、深く彫ることも可能です。

文字等を彫刻するには手彫りの他、刻印を打つ方法もありますが、レーザーでは手彫りでは不可能

な正確で細かい彫刻をすることが出来ます。

レーザーマーキングは物理的に表面を削っていますので、多少のことでは消えたりすることはありま

せん。

金属加工について 切削編

金属を削り出して加工することを切削加工と言います。

主に旋盤と呼ばれる工作機械を使用し、加工しています。

材料となる金属の棒を高速で回転させ、バイトと呼ばれる刃物で削り出して加工します。

       ↓

鉛筆削りと同じ要領ですね。

製作には、精密加工が可能なNC旋盤を使用しています。NCとは「Numerical Control」の

略でコンピューターで数値制御し加工します。

様々な形に削り出すことが出来ますが、旋盤加工の性格上、左右対称のものに限られます。

材料を回転させて削り出すため、自ずと円柱形や円錐形になります。そのためリングの

製作によく使用します。しかし、デザイン上は似通ったものが多くなってしまうことが難点です。

この加工の難点を解決するのが、マシニングセンタです。

マシニングセンタ(通称マシニング)はマガジンと呼ばれる部分に多数の工具を格納しており、

複数の加工を同時に行うことが出来ます。

旋盤が材料を回転させて加工するのに対し、マシニングは刃物を回転させて加工します。X軸、

Y軸、Z軸の3軸以上の加工となるため、様々な加工が可能です。また、一発製作で複雑な加工

をこなす5軸制御のマシニングもあります。

現在では旋盤加工とマシニング加工を組み合わせた複合機もあり、更に複雑な加工も出来るよ

うになっています。

その他の加工に、フライス加工があります。主に平面加工を行います。フライステーブルにワーク

(材料)を固定し、エンドミルと呼ばれる工具で削り出します。板状の材料の厚さを削って薄くしたり、

溝加工をします。フライス加工は旋盤加工に比べると加工に時間がかかりますが、出来る加工の

範囲が広くいろいろな加工が可能です。

これらの工作機械を駆使し、アクセサリーを製作しています。

金属加工について 鋳造編

金属を溶かし型に流し込み成形する加工方法を鋳造と呼びます。

鋳造方法をご紹介します。

・ロストワックス

アクセサリーの製作ではロストワックスと呼ばれる鋳造方法が多いです。

比較的小規模な設備でも製作が可能で、量産しやすいのが特徴です。

仝況燭鮴什遒靴泙后

▲乾犒燭鮴什遒靴泙后

       

ゴム型にワックスを注入し、複製します。

ぅ錺奪スの複製が出来ました。これを石膏で固めます。

ゾ得します。するとワックスが溶け出し、溶けたところが空洞になります。

ここに溶かした金属を流し込みます。

γ鯊い出来ました。

湯道を切断し、仕上げて完成です。

・ダイキャスト

主に工業製品で使用される方法です。

ロストワックスが石膏で型を取るのに対して、金型を使用します。

ダイ(金型)でキャスト(鋳造)するからダイキャストと呼ばれます。

金型を製作し、そこに直接溶かした金属を流し込む方法です。ワックスで

一度置き換えるのに比べ、精度の高い製品を作ることが出来ます。しかし

高圧のプレスで注入するため、大規模な設備が必要になります。また、金型

も非常に高額になりますので、相当数の量産が必要になります。ダイキャスト

の製品は、身の回りの製品に意外に多く使われています。特に複雑な形状

のものは良くダイキャストで製作されます。

研磨について

通常アクセサリーは鏡面研磨されているものが多いです。鏡面研磨とは、文字通り鏡のごとく

研磨することです。

貴金属の場合は1500番までペーパーで磨いた後、青粉を使いバフ研磨をします。貴金属は

比較的柔らかい金属ですので、荒目から順番に仕上げないと綺麗な鏡面になりません。(くす

んだようになります。) そのため、安価なアクセサリーではロジウムメッキをかけた物も多い

です。

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ステンレスは400番研磨と呼ばれる鏡面研磨をします。ステンレスは貴金属に比べ硬い素材

ですので、直接バフ研磨を行います。NCで削り出す時に、表面の粗さを最小に押さえて加工

しますので、バフ研磨だけで鏡面にすることが出来ます。場合により、更に細かい研磨剤を

使用することもあります。

ステンレスアクセサリーの場合は400番研磨に加え、更に数種類の研磨剤を使用してバフ研磨

を行っています。

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チタンは鏡面研磨をすることが非常に難しい材質です。ステンレスと同じく硬い素材ですが、硬さ

に加え、粘り気があるのでバフ研磨をしても鏡面になりにくいです。チタン研磨を行うには、専用

の研磨剤を使用します。ただし、ステンレスの400番研磨のような仕上がりにすることは、かなり

困難です。(やや鈍い輝きになります。)そのため、表面を梨地加工することが多いです。

チタンアクセサリーの場合も、梨地に仕上げることが多いですが、チタン用の研磨剤を使用して

バフ研磨を行います。ステンレスアクセサリーと同じく、更に数種類の研磨剤を使用し、鏡面研磨を

行っています。

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先に、アクセサリーは鏡面研磨を行うと述べましたが、一方で磨かない加工をすることもあります。

その代表が梨地加工です。これは、まさに梨の表面のようにザラザラにすることで鏡面のような

輝きを出さない加工方法です。鏡面と梨地のコントラストでデザインされることが多いです。先程

のチタン研磨の説明でも述べた梨地加工ですが、これは表面に細かい砂をぶつけてザラザラに

します。この砂の大きさでザラザラの度合を変えることが出来ます。主に珪砂や金剛砂が使用さ

れます。

実際の加工現場では、サンドブラスターと呼ばれる機械を使用します。これはコンプレッサーを使い、

砂を吹き付けることで梨地加工を行います。ちなみに、工業製品ではショットブラストと言う加工を

行います。これは、細かい金属球を使用するのですが、空気の代わりにモーターで金属球を弾き

飛ばして加工します。こちらは、梨地にすることが目的と言うよりは、削った後のバリ・カエリを取り

除くことが主な目的です。

ブラスについて

ブラス(真鍮)は、銅と亜鉛の合金です。外観が黄色のため、黄銅とも呼ばれます。

適度な硬さで加工性が良いため、切削、鍛造、鋳造など様々な加工をすることが出来ます。

■ ■ ■ ■ ■ ■

使用用途は、工業製品からアクセサリーまで幅広く利用されています。一般的によく目にす

るのは、水道用品です。蛇口や継手などはブラス(真鍮)にメッキをかけたものが多く使用さ

れています。その他にも工業製品の部品には意外な程多くブラスが使用されています。

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加工性がよく、様々な部品にも利用されているブラスですが、ネックとなっているのは価格

です。ブラスは銅と亜鉛の合金ですが、銅の価格変動が大きく時に乱高下することがあり

ます。これは銅自体が現在の生活に必要不可欠な材料であることと関わっています。銅は

電気を通しやすいので、電気を使う場所には必ず使用されています。当然ながら電線に

使用されていますし、電気製品の配線にも使用されています。

この銅は、相当の使用量があり需要もあるため、しばしば投機の対象にされます。(原油

等もそうですね。) 銅の価格が変動すれば、合金である真鍮も当然変動します。実際、

数年前には価格が高騰し、翌年には元に戻ると言う価格変動がありました。

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通常、金属を切削加工する場合は、冷却と刃の持ちを良くするために冷却オイルをかけ

ながら削ります。しかしブラス(真鍮)はそのまま削り出しします。場合によってはオイルを

使用することもありますが、通常はドライで加工します。これは変色することも関係しますが

加工性が良くないと出来ないことです。逆にステンレスやチタンの切削の場合は、オイルは

必要になります。

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アクセサリーに使用されるブラス(真鍮)は意外に多いです。貴金属やステンレス、チタンに

比べると価格が安価であり、加工性も良いので代替品として良く使用されます。

よく行われるのはブラスで製作し、ロジウムメッキをかけるという方法です。安価で手軽にアク

セサリーを楽しんでいただけるので良い方法ではありますが、メッキには注意が必要です。

物によってはニッケルメッキを下地にかけているものもありますので、金属アレルギーを起こ

す可能性もあります。

金属アレルギーについてはこちら

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