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黄銅パイプ内に錫の焼きばめは可能なのでしょうか？
- 黄銅パイプ内に錫が入った構造の丸棒が欲しい。黄銅パイプ内に錫の焼きばめは可能か。
- 錫が凝固する際に錫の径が一様に収縮するため、パイプ内を隙間なく満たす形で作製することができない。焼きばめで作製するかを考えている。
- 弾力性が弱く低融点の金属の焼きばめは可能か。用途は実験試料で、外部材料と内部材料の境界にできるだけ空気がないように作製したい。
- 溶接・組立技術
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先日の質問の続きでしょうか？ ＞http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=262406&event=QE0004 圧入や焼きばめでは密着状態は均一とは言いがたい 鋳込みや電鋳が望ましいと思う。 実験室レベルなら 金属の熱膨張率などを考慮して素材の選定をすれば可能と思う ○外側に熱膨張率が高く硬い金属 ●鋳込むのは低融点で熱膨張の低い柔らかい金属 上記特性での組み合わせ例として ○SUS303系統 のパイプ ●ビスマスを溶融して流し込み ビスマスは液体から固体に凝固する時に体積が膨張する特性もあり 隙間なく充填できるのでは？
＞もともとは黄銅パイプ内に溶融した錫を流し込んで作製することを考えて ＞いたのですが、錫が凝固する際に錫の径が一様に収縮するので、パイプ内 ＞を隙間なく満たす形で作製することが出来ないらしい 固体の錫ならば、一様に収縮するといってもいいでしょうが、溶けた錫が そのような挙動を示して隙間が生じるとは思えません。溶けた錫は、最も 温度が低下するパイプに接した部分から凝固をはじめて、中心部は最後に 凝固します。結果として、鋳込んだ端面が平坦にならずに、すり鉢状に中 心部が凹になるものと予想します。 鋳込みは、「できない」のではなく、「一発でうまくいくとは限らない」 条件だしに時間が掛かるだろうから請け負いたくないという意味だと思いま す。機械加工などの業者さんではなく、非鉄金属の鋳物の工芸品を作るよう な業者さんを探して相談されては如何でしょうか。 お問い合わせの焼きバメも、パイプ内面と丸棒外面の加工精度を確保する ことが課題です。長尺のものほど難易度が高くなるようにおもいます。 焼きバメも、「一発でうまくいくとは限らない」ので、通常どおりの 頼み方では、回答が出ない可能性が高いように思います。 焼きバメの場合、鋳込みの場合どちらにおいても、 図面に従った完成品を納入してもらうような納入の契約ではなく、共同実験 を行うような関係を前提にご相談になったら如何でしょうか。
お礼
御回答ありがとうございます。 >すり鉢状に中心部が凹になる 私もそのように予想しておりましたが、問合わせ先の回答は異なるものでした。おっしゃる通り「一発でうまくいくとは限らない」から請け負いたくないのかもしれません。 また、アドバイスして頂いた通り、工芸品を扱っている業者様のいくつかに問い合わせてみましたが、結論から言うと出来ないそうです。 また別の方法を考えてみます。アドバイスありがとうございました。
原理と手法は、他の回答者さんの内容を順守です。 > もともとは黄銅パイプ内に溶融した錫を流し込んで作製することを考えていたのですが、 > 錫が凝固する際に錫の径が一様に収縮するので、パイプ内を隙間なく満たす形で作製する > ことが出来ないらしいので(「パイプ内に」というのがダメなのでしょうか？)、 > 焼きばめで作製出来ないのかを考えていました。 の記述から、黄銅パイプと錫がタイト状態のしまり嵌めか、中間嵌めでもよいのか、 嵌め合いでのすきま嵌め程度なら許されるのかが判断できません。 それによっても、焼嵌め温度設定等の各種仕様が異なります。 また、錫の形状ですが、中央に穴が明いた状態でも可とか、雌ねじ穴が明いていて黄銅パイプ に錫をセットした後に錫の雄ねじ栓で蓋ができるでも可であれば、その穴にドライアイス等が セットできてより安定的に錫を冷やすことができます。 以上で、焼き嵌めに近い状態を確保し、圧入設備を用いて軽い圧入状態みたいな挿入方法 も取れるのではないでしょうか。
お礼
御回答ありがとうございます。 焼きばめが可能であれば締りばめを考えていました。しかし寸法が寸法だけにやはり無理があるそうです。 アドバイスありがとうございました。
錫の融点は230℃くらいです。また線膨張率は錫が23×10＾-6/K、黄銅が19× 10＾-6/Kですから、100℃の温度差で焼きばめできたとして、19×(パイプ内径 ｍｍ)μｍのしめしろが可能です。黄銅パイプ内径が25ｍｍなら475μｍという 計算になります。ただし黄銅は錫に比べ熱伝導性が高いので、長いパイプにな ると温度差の確保が難しく焼きばめは至難の業になるでしょう。
お礼
御回答ありがとうございます。 御指摘の通り焼きばめするには非常に長い寸法でして、どの企業様にも請け負って頂けませんでした。また別の方法を検討しようと思います。
黄銅の側を暖めて行うが、錫が溶けない範囲なら可。 短時間で行わねば両者の温度が伝導してしまい、途中で止まってしまうとかも有得るので、どう作業するか具体的に考えておかねばならない。 錫は逆に冷やすことをすれば易しくなる。冷やしすぎると脆化するはずで、簡単な ドライアイス＋アルコール で良いかと思います。 両者の加工精度を上げる必要があるが、錫はどうなのか？ 経験が無いから、、、実際に削ったヒトは少ないと思うからです。 錫製の熱燗用?ちろり?というのもあるから、鉛のように柔くなく削れるとは思いますが、、、 締めシロは線膨張率からの計算で、なるだけ焼きバメで無理無く行えるようにすることと、使用上如何ほど締めればよいかの案配です。 ?ちろり?だから工芸品的で、旋盤の始祖たる轆轤（ろくろ）を使った実例がありました。 http://www.ootsujiasahidou.com/craftsmanship/ 意外に削りやすい様子もあり、町工場のベテラン職人なら、経験無いと断っても頼み込めば何とかなるかもしれない。失敗しても粉になったのを鋳込み直せば良いから。。。 回答（３）みたくの後追い講釈は却って迷惑。 ・長さ300mm ・外径30mm、内径20、24、28mmの3種類。 工具があれば穴加工はそれほど難しくないが 長さが問題。市販品の最長工具はφ20で 250－α φ25なら300－α まで。αは固定シロ http://item.rakuten.co.jp/first23/ym0295s-xbpt-320r/ 自分で作ればよいのだけど、面倒がられるかナァ 錫の丸棒削りは経験無い故の不安です。 長さ我慢するか、回答（５）の鋳込み・・・
お礼
御回答ありがとうございます。 あれから色々な企業様に問い合わせましたが、やはり錫の表面仕上げはおろか、丸棒の寸法もそれほど良い精度での作製は厳しいという事でした。 御指摘ありがとうございました。
補足
御回答ありがとうございます。 >両者の加工精度を上げる必要があるが、錫はどうなのか？ というのは、途中で止まらないようするため両者の寸法公差、錫の締め代を狭く取った方が良いが、錫に関してそういった具体的な値はどうなのか？という事でしょうか？(すいません。初心者なので確認しながらになってしまいますが御容赦ください)
補足
御回答ありがとうございます。 御指摘の通り、大半は先日の質問の続きに等しいです。ですが今回は先日と条件が少々異なっております。 先日の内容で、条件の欄には「外側の材料の硬さが、内部の材料の硬さよりも硬いこと。」と書きましたが、今回は(記述しておりませんが)、「外側材料の密度、音速が内部材料の密度、音速よりも高い事」となっています。 その条件で黄銅パイプと錫棒を私の方で考え、今回の組み合わせに至り、このような質問をさせて頂きました。 皆様に御回答を頂き様々な企業様にも問い合わせている所ですが、現状では非常に厳しいです。 また、御指摘の通り錫-ビスマス合金による作製も検討しています。 しかしながら密度の事を考慮すると、外側材料に黄銅パイプでは条件を満たせないので、他の材料も検討している所です。また、ビスマスを含む合金に密度、音速が比較的低いモノがあるかも探しています。 今回の本来の質問とは全く異なる内容で恐縮ですが、もしビスマス系合金に何か御存じのものがあれば御教授ください。よろしくお願いします。