耐食鋼・耐熱鋼加工.comを運営する都ステンレス工業㈱では、純ニッケルや、モネルやハステロイなどのニッケル合金を使った、各種容器(密閉・開放)、トレイ、フェルール配管などの各種実験機器を製作いたします。
 もちろんお客様のご要望に応じて、1ケから、オーダーメイドでお作り致します。純ニッケルやニッケル合金を使ったこんな容器が欲しい、こんな形状のものがあったらいいな、を実現致します。ぜひお問合せください。

純ニッケル ニッケル合金 加工品 溶接品 のご紹介

当社がこれまで作成してきた、純ニッケル ニッケル合金を使った溶接品・加工品の一部をご紹介いたします。

耐熱鋼・耐食鋼加工.com による、ニッケル合金 加工品が選ばれる理由

1.ニッケル合金なら1ケから、どんな形状でもお作りいたします。
もちろんポンチ絵からでもOK!

 純ニッケル、モネル、ハステロイなどのニッケル合金の容器・配管・トレーなどの実験機器の加工・製作はお任せください。どのような形状の製品が作りたいか、ポンチを当社に送って頂ければ、当社にて図面を書きご提案いたします。
 当社が手掛ける製品は様々な研究機関や大学の研究室からもご依頼頂いています。

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こんなポンチ絵からでも設計・製作します。

2.コンタミ対策もご安心ください!
豊富な加工実績から最適な構造をご提案

 純ニッケルやニッケル合金使った容器や反応器は、コンタミ対策を考慮した形状・構造にて設計することが求められます。当社ではこうした実験機器やプラント機器を多く手掛けてきた経験・ノウハウから、お客様が直接指示されない、あるいはポンチ絵には反映されていない細かい部分までも、詳細を検討しコンタミが起こりにくい構造で設計・製作を行います。

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隙間・窪みを極力無くし
コンタミを防ぎます

3.ニッケルをはじめとした、各種特殊鋼の溶接・板金の豊富な加工実績!

 耐食鋼・耐熱鋼加工.comを運営する都ステンレス工業㈱は、純ニッケルやニッケル合金の溶接 板金加工品のほか、チタンやインコネルなどの特殊鋼を使ったタンクなどの製缶品を長年手がけてきました。こうした特殊鋼の板金・溶接を行うには、材質ごとに特性や加工条件を熟知していることが必要であり、こうした知見がニッケル製品の加工に活かされています。耐食鋼や耐熱鋼の溶接職人 板金職人が手掛けてきた製品の数々は、コチラをご覧ください。

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ニッケル・ニッケル合金 対応材質(代表鋼種)
純ニッケル ニッケル合金
ニッケル201 モネル400 ハステロイC22 ハステロイC276
Ni201 Monel400 HC22 HC276

 

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Ⅰ. ニッケル・ニッケル合金とは

1. 概要

 ニッケルは銀色で美しく、高強度で粘りのある金属です。ニッケルは高温下でも強度、耐久性、耐食性に優れ、鉄の強度と弾性値を増加する力が大きく、古くから構造用合金鋼に不可欠な元素であるといわれています。
 ニッケル合金とは、ニッケルを主成分とする合金で、工業用純ニッケル、ニッケル鉄系、ニッケル銅系、ニッケルクロム系、ニッケルクロム鉄系、ニッケルモリブデン系などがあります。これらは全体的に優れた耐食性、耐熱性を持っており、近年ますます多様化し過酷となっている化学環境に耐えうる耐食材料として使用されています。また、優れた電磁気的性質を持つニッケル合金も存在します。

1-2. ニッケル製造方法

 ニッケルの原料であるニッケル鉱石は、硫化鉱と酸化鉱の2種類があります。硫酸鉱の産出国は主に、ロシア、カナダ、豪州、中国などの大陸国です。一方、酸化鉱は、インドネシア、フィリピン、キューバなどの熱帯諸国の地表近くにニッケル鉱石が存在するといわれています。酸化鉱はリモナイトとサポロライトの2層構造で存在しますが、リモナイトはニッケル含有が1%前後、サポロライトのニッケル含有は2%~3%程度であるといわれています。リモナイトのほうがより安価なニッケルであり、ニッケル原料として商業用に利用されることが多くあります。近年では、リモナイトを原料として、ニッケルを含むニッケル銑鉄が生産されるようになりました。このように、近年ではますます安価なニッケルが生産されるようになっています。なお、ニッケル銑鉄はフェロニッケルよりもニッケル純分が低く、ステンレスの原料としても使用されることがあります。

1-3. ニッケル合金の分類

 ニッケル合金は、主に純ニッケル、ニッケル鉄合金、ニッケル銅合金、ニッケルクロム合金、ニッケルクロム鉄合金、ニッケルモリブデン合金、ニッケル基超耐熱合金の6種類に分類されます。下記、それぞれのニッケル合金についてご紹介いたします。

(1) 純ニッケル

 純ニッケルとは、ニッケル+コバルトが99%以上の純度で成り立つニッケル合金です。
純ニッケルは、溶接性も高く、板、棒、線、管など幅広い形状に加工して使用されます。
耐食性の良いことも特徴の一つであり、大気腐食にたいする耐食性にも優れているため、メッキ材料としても広く使用されています。

(2) ニッケル鉄合金

 ニッケル鉄合金は、ニッケル含有が35%~90%にわたる合金であり、パーマロイと呼ばれる優れた磁性材料として使われています。

(3) ニッケル銅合金

 ニッケル銅合金の内、銅の量が多く、銅合金に分類されるものには、ニッケル含有20%の白銀があり、ニッケル45%のコンスタンタンは電気抵抗線としても使用されています。ニッケル銅金として有名なものは、モネルメタルと呼ばれるもので、カナダ産の鉱石から直接的に製錬される自然光金です。ニッケル銅合金は文字通り銅を含んでいるため、ニッケルのもつ耐食性をさらに改善させ、大気、海水、ハロゲン、アルカリ溶液、希薄塩酸などの環境に耐える強靭な耐食素材として知られています。

(4) ニッケルクロム合金

 クロムを10~30%添加させた合金で、耐熱性がよく、電熱線として使用されることが多く、ニッケルで耐熱性を求める場合の基本的な金属であると考えられています。

(5) ニッケルクロム鉄合金

 ニッケルクロム鉄合金は、ニッケル76%、クロム16%、鉄8%の合金で、「インコネル600」と呼ばれています。ニッケルクロム鉄合金は、塑性加工性、溶接性が高く、様々な形状で使用されます。ニッケル合金の耐食性に加え、クロムの添加により、酸化性環境での耐食性を改善することが可能となり、優れた耐食・耐熱合金として認められています。

(6) ニッケルモリブデン合金

 ニッケルモリブデン合金を代表するものが、「ハステロイ」であり、非酸化性の酸に耐えるニッケルの特徴を改善することが可能となります。ニッケルモリブデン合金は、塩酸に沸点まで全濃度に耐えることができ、さらにクロムを添加することで、酸化性環境の中で耐食性を持たせることに成功しています。

(7) ニッケル基超耐熱合金

 ニッケル基超耐熱合金は、「スーパーアロイ」とも呼ばれ、ジェットエンジンのタービンブレードなどの高温下で使用するために開発されたものです。ニッケル基超耐熱合金は、ニッケル含有30~70%をはじめ、様々な元素が添加されており、インコネル、ハステロイ系の合金もこの中に含まれます。高温強度を追及すると加工が困難になるので、高温のものは、鋳造用合金として、精密鋳造によってジェットエンジン部品などが製造されています。

Ⅱ. 現在の需給状況

 ニッケルは、ニッケル地金、フェロニッケル、酸化ニッケル、ニッケル粉などの形で供給されています。
 世界の主なニッケル需要は、中国などの新興国での需要増にけん引され、2010年度以降大きく伸びました。ニッケル生産についても、中国でのニッケル銑鉄生産により、需要の伸び以上に供給が増加しています。
 日本は国内にニッケルの資源を持ちませんが、鉱石や中間物を輸入し国内精錬、精製を行っています。2007年までは国内生産で不足するニッケルを輸入で賄っていました。この場合、用途的にオールマイティな地金を輸入し、製鋼原料に用途が限定されるフェロニッケルや酸化ニッケルを輸出していました。金属鉱物資源構造の「鉱物資源マテリアルフロー」に推計が示されています。2006年の供給はニッケル地金が7.7万t、フェロニッケルが8.2万t、酸化ニッケルが5.4万tで合計22.2万tになっています。2009年はリーマンショックにより、すべての分野においてニッケルの国内消費が落ち込む一方で、長期契約の原料引取り義務から、ニッケル生産は思うように落とせず、中国などへニッケルを輸出せざるをえない状況になりました。しかし、ニッケル需要は再び増加し、2015年の供給は、ニッケル地金が11.3万t、フェロニッケルが7.2万t、酸化ニッケルが6万tで合計24.5万tになりました。

Ⅲ. ニッケル合金の特徴・特性

 ニッケル合金の大きな特性として、耐食性が挙げられます。ニッケル合金は、アルカリ、濃硝酸に溶けず、酸やその他の化学薬品には侵されにくいとう特長があります。また、ニッケル合金は、アルカリ性に強い耐食性を示し、磁性や触媒能力を備えています。還元雰囲気でも耐食性があり、酸素が供給されると腐食するものの、酸化被膜によって不動態化されます。また、ニッケル合金は有機酸・ハロゲン・塩酸に対する耐食性も良いとされています。 常温のニッケル合金は、空気や湿気に対して鉄より安定性がありますが、微粉末状では発火性があります。大気中や海水中では鉄よりも安定しているため、ニッケル合金は酸化しにくく機械的特性も優れていいます。

Ⅳ. ニッケル合金の用途

 ニッケルは古くから光沢、加工性の高さから、銅、ニッケル、亜鉛の合金で装身具や洋食器、貨幣等に使用されてきました。現在でも、その化学的、物理的特徴から、ステンレス鋼を代表とする特殊鋼、電子産業、エネルギー産業、航空宇宙産業に至るまで幅広い原材料としてニッケルが使用されています。
 ニッケルの主な用途としては、ステンレス鋼、特殊鋼、耐熱、耐食合金など多岐に渡ります。ニッケルはまず板、棒、管、線などにも加工されて、化学工業、電子管工業、食品工業などに使用さます。生産されているニッケルの60~65%程度はステンレス鋼向けとなっています。ニッケルを含むステンレス鋼としては、建築用、産業用、家電用、什器用、輸送用に使われています。この他、各種フッ化反応設備、強酸の薬品などの容器や生産設備、各種実験器具、構造用合金鋼やガスタービン用耐熱合金、メッキ、非鉄合金(電子機器、海水淡水化プラント等)、磁性材料(スピーカー、モニター等)、IC材料、一般用ニッケル水素電池、自動車用ニッケル水素電池、リードフレーム用の42アロイ、ニッカド電池、シャドウマスク用36インバー、触媒等、幅広い用途に使われています。また、フェロニッケルは自動車、プラントなどに使われるステンレスをはじめとする特殊鋼材料として使われています。

Ⅵ. ニッケル合金の溶接

 通常のステンレスなどは、溶接機の使用率の中で加工を通常していきますが、ニッケルは溶接機にかかる負担が大きいので、同じ使用率の考えでは溶接を行うことができません(ニッケルの含有率が高まれば高まるほどこの傾向が高まる)。従ってニッケルは機械への負担も大きく、溶接作業に手馴れていないと上手く溶接を行うことができないのです。このような溶接をしなければならないニッケルの溶接ですが、ステンレスと同等の加工条件では溶接ができません。ニッケルの溶接は、途中で溶接機が音を上げ、溶接機を加減しながら溶接しなければならないので、使い方をニッケル用にアレンジしないと製品にすることができません。さらに、ニッケル合金の場合は入熱コントロールをシビアに管理する必要があります。ニッケルは入熱しすぎるとその特性が変化し、入熱が不足している場合は溶融不良となります。なお、レーザー切断においてもニッケルやニッケル合金は反射率が高く、切断に時間がかかる上、切りにくいので余分なパワーとガスと時間が掛かります。つまりコストが高くなってしまいます。