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日本タングステン・飯塚工場を訪ねて

長年培ってきた技術と経験で生み出される日本タングステンの製品の数々。今回は前回のレポートの続編として、成形・焼結・加工工程をご紹介します。

飯塚工場は、タングステンを主とする金属加工品の生産を行っています。採掘されたタングステン鉱石が製品としてのタングステンになるためには精製、還元、混合、成形、焼結、加工といった工程を経なければなりません。今回は、前回ご紹介した「精製、還元、混合工程」に続き「成形・焼結・加工工程」について触れてみたいと思います。

均一に圧力をかけ成形

前回ご紹介したタングステン原料粉末を加熱分解したBO（ブルーオキサイド）は、ドープ材をドーピング（添加）された後還元され、W粉末が製造されます。この粉末はCIP成形法という、ゴム製のモールド（鋳型）に均一に圧力をかけ押し固める方法によって高圧力で成形されます。この時、加えられる圧力はおよそ1トン/ｃｍ²。しかし、この段階ではまだ脆く、持ち上げると簡単に崩れてしまうほどの固さしかありません。

特殊焼結を経て緻密なインゴットに

成形されたタングステン棒は、予備焼結を経てチョークほどの固さにした後、還元性が強い水素を充填させた半鐘型の装置の中で本格的な焼結に移行します。通常、焼結というと外部から熱を加え焼き固める方式を想像しますが、その方式は必要となる熱量が膨大なため、ここではタングステン棒に直接電流を流し、その電気抵抗によってタングステン棒自身を発熱させる特殊な焼結法がとられています。このときの温度は約2,800℃。通電には大量の電力を消費し、「この時使用する電力量は膨大で、最盛期には飯塚市の使用電力の数%を占めていたほど」（澁谷サブリーダー）。このため焼結は電力消費量の少ない夜間に行い、コストを抑えています。こうして焼結を経たタングステンは、強固で緻密なインゴットになるのです。

叩かれ、引っ張られて製品に

この後インゴットは、径を小さくし線長を長くする工程へと進みます。まず全方向から叩いて鍛えるスウェージング（鍛造加工）。これには径を小さくするだけでなく、タングステン組織を同一方向に揃え、強度を高める効果もあります。次にドローイング（線引き加工）。線径をさらに小さく細くしていく作業です。ここで加工されるタングステン線の中には髪の毛よりも細い、ミクロン単位のものもあります。こうして、用途に合わせた径まで加工し、強度やキズの有無、また直伸性など細かな検査を行い製品が完成します。

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