機械工作

55問 • 1年前

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○○○○○○の密度は2.7×10³kg/m³で、鉄の1/3と軽い。アルミニウム合金は鉄鋼材料に比べて○○○が大きく、また、面心立方格子で○○と○○○がよく、複雑な形状をつくりやすいなど、機械材料としてすぐれている。

アルミニウム, 比強度, 延性, 生形成

○○○○○○は、密度が1.74×10³㎏/m³で、鋼の約22%、アルミニウムの約66%で実用されている○○○○○○○のなかで最も○○。

マグネシウム, 構造用金属材料, 軽い

マグネシウムの特徴（1）○○○○○○のうちでは、比強度が大きい。（2）○○○○○がよい。（3）○○○にすぐれている。（4）物体が衝突した時に生じるくぼみが、アルミニウム合金や軟鋼に比べて○○○。（5）融点が低く、溶湯は鉄とほとんど反応しないので○○○○○○○に適する。（6）電磁波の○○○○がよい。

実用金属材料, 機械加工性, 減衰能, 小さい, ダイカスト鋳造, 遮へい性

○○○は、融点が1668℃と○○、密度が4.51×10³㎏/㎥で鋼の約60%と軽く、引張強さが350～200MPaと金属の中では比強度が○○○。チタンの耐食性は表面にち密な○○○○を形成するため、すぐれている。

チタン, 高く, 大きい, 酸化皮膜

○は、熱および電気の良導体で、加工しやすく、大気中、淡水、海水などに対する○○○にすぐれている。しかし、硝酸、塩酸、硫酸には著しくおかされる。

銅, 耐食性

○○は、Cu-Zn系の合金で、亜鉛量が20%を超えるものを○○○○ともいう。亜鉛の量が30%の七三黄銅、40%の六四黄銅がよく使われている。

黄銅, 真ちゅう

○○は、Cu-Sn系の合金で、○○○・被削性・耐食性がよく、機械的性質もすぐれている。工業的には、Cu-Sn二元系に、○○、リン、鉛などを加えたものが多く使われている。

青銅, 鋳造性, 亜鉛

○○○○は、熱間加工・冷間加工がいずれも容易で、○○○○が高く耐食性にすぐれている。とくにアルカリに強く、酸にもなかなかおかされない。また、500℃程度までの○○○がよい。

ニッケル, 電気抵抗, 耐熱性

○○は、比較的価格が○○、鋳造性がよく、製品の寸法精度も高いので、ダイカスト用として使われている。また、めっき用として鉄鋼材料の○○に使われている。

亜鉛, 安く, 防食

○は、○○○に富む金属で、耐食性にすぐれ、放射線の遮へい力がすぐれているなどの特徴がある。蓄電池用の極版、ケーブル被覆、放射線遮へい用のほか、密度が11.34×10³㎏/㎥と大きいので、○○○○○○○などに使われる。

鉛 , 展延性, つり合いおもり

○○は、展延性に富み、耐食性の大きな金属で、鋼板にめっきしてブリキ版にするほか、はんだ・○○○○・青銅などの○○○○として使われる。

すず, 軸受合金, 合金元素

Zn-4%Al-1%Cu-0.05%Mgの合金は、○○○○○○○○○○として、家庭用電気部品・自動車部品などに使われている。ダイカスト用アルミニウム合金より、融点が○○、鋳造性がよく、○○がすぐれている。

ダイカスト用亜鉛合金, 低く, 強さ

Sn-Pb系合金の○○○は、すずが2～95%と広範囲の合金である。すず63%のものは融点が共晶温度183℃と一致し、比較的○○でとける。

はんだ, 低温

すずをはじめとして、鉛、ビスマス、カドミウムなどの○○○○○で合金をつくると、これらの成分元素の融点よりさらに低い温度で溶ける合金が得られる。この合金は○○○○とよばれている。

低融点金属, 可融合金

○○○○○○は○○○○ともよばれ、熱を加えたり、圧力をかけたりすることによって○○○○させ、成形することができる○○○○○の一種である。原材料は、石油・天然ガスなどから得られる炭化水素で、○○○○○○○○として製造される。

プラスチック, 合成樹脂, 塑性変形, 高分子材料, 合成高分子化合物

プラスチックの特徴（1）密度が0.83～2.1×10³㎏/㎥と○○、鋼の約10～25%である。（2）○や○○を伝えにくい。（3）○○○○が容易である。（4）○○により色彩豊かな製品が容易にできる。（5）○○しにくく、さびない。

軽く, 熱, 電気, 成形加工, 着色, 腐食

○○○○○○○○○○の製品は、原材料を加熱して、温度が上昇すると軟化し、○○○が生じたところで○○・○○する。成形後、冷却して固化させる。

熱可塑性プラスチック, 流動性, 加圧, 成形

○○○○○○○○○○の製品は、原材料を加熱すると、○○○○○によって高分子化合物となり、軟化して、○○○が生じたところで加圧・成形される。成形後、○○され固化したものは、ふたたび熱を加えても○○することはない。

熱硬化性プラスチック, 熱化学反応, 流動性, 冷却, 軟化

○○○○○○は、土から作った土器、焼き物を意味し、身の回りのものとしては○○○・ガラス・セメント・耐火物などがある。現在、セラミックスは、アルミナ（Al₂O₃）・炭化ケイ素（SiC）・窒化ケイ素（Si₃N₄）などの○○○○○から、科学的に製造されたものを総称する。

セラミックス, 陶磁器, 無機化合物

従来のセラミックスの特性を生かし、さらに新しい機能を備えたセラミックスが開発されてきており、○○○○○○○○○○とばれている。

ファインセラミックス

○○○○は、金属、非金属、金属間化合物などの粉末を金型に入れて加圧・成形し、かれを融点以下の温度で高温に加熱し、焼結させて製品としたものである。焼結合金は、○○○○が高く、切削工程を大幅に省略できるが、原料の粉末が比較的○○である。

焼結合金, 寸法精度, 高価

○○○○○○は、ある形状をつくって高温（オーステナイト相）で○○○を行うと、常温（マルテンサイト相）でほかの形状にも、適当な温度（○○○○）以上に加熱すると、もとの形状に戻る合金である。

形状記憶合金, 熱処理, 変態温度

○○○○○は、○○○○○○○○ともいわれ、純金属または合金を溶融状態から、1秒間に数万～数十万K程度の○○○○によって得られる。

非晶質金属, アモルファス金属, 急速冷却

○○○○○は、強さ・硬さが大きく○○に富み、耐食性や○○○○にすぐれている。

非晶質金属, 靱性, 磁気特性

○○○○は、○○のエネルギーを材料内部で吸収し、○エネルギーに変換する機能をもった合金である。

制振合金, 振動, 熱

変形させるのに必要な力が小さくても、○○○が異常なほど大きくなり、変形中もこの力があまり変わらないとき、○○○○○が生じたといい、この性質を備えた合金を○○○○○という。

展延性, 超塑性現象, 超塑性合金

○○○○は、微小な電流あるいは磁界によって容易に応答する○○○○○○と、残留磁気および保磁力が大きい○○○○○○に大別される。

磁性材料, 高透磁率材料, 永久磁石材料

一般に、金属の○○○○は温度を下げると減少するが、ある種の材料は、○○○○○のある温度で急激に電気抵抗が消失し、０になる。この状態を○○○という。

電気抵抗, 極低温領域, 超伝導

○○○○○○は、一つの材料の中で組成や機能が連続的または○○○に変化している材料である。たとえば、表面が耐熱性にすぐれているセラミックスで、内側が○○○○○にすぐれた金属のようにまったく異なる性質をもつ材料の組み合わせで、両者の特性を生かした材料をいう。

傾斜機能材料, 段階的, 機械的強度

構造用材料としての○○○○の大きな特徴は、軽くて強く、とくに比強度や○○○がすぐれていることである。また、機械的に強いだけでなく、耐熱性、耐食性もよく、そのほかにも○○○○○、○○○などに富んでいる。

複合材料, 比剛性, 電気絶縁性, 断熱性

○○○○○○○○○○は、プラスチック系の母材に、○○○として各種の繊維を複合させて強化した○○○○である。

繊維強化プラスチック, 強化材, 複合材料

○○○○○○は、金属を母材とし、炭素・ホウ素・炭化ケイ素SiC、アルミナAl₂O₃などの繊維を強化剤として複合したものである。繊維強化金属では、繊維の含有量・配向・分布・繊維長さなどを調整することにより、さまざまな特性を○○○につくり出すことができる。

繊維強化金属, 人為的

○○は、つくろうとする製品と同じ形状につくられた空洞部に、溶かした金属を注ぎ込んで作る工作法である。空洞部を形づくる型を○○、溶かした金属を○○、つくられた製品を○○という。

鋳造, 鋳型, 溶湯, 鋳物

図3-1は、代表的な鋳造法である○○○○○における模型、鋳型および鋳物の関係を示したものである。図（a）は木材でつくった○○で、図（b）は○○○でつくった上下に分割できる砂型から模型を取り出した鋳型、図（c）はこわした鋳型から取り出した湯口系を切断する前の鋳物である。

砂型鋳造法, 模型, 鋳物砂

鋳物砂で鋳型つくることを○○、金属を溶かすことを○○、鋳型に溶湯を注ぎ込むことを○○○という。

造型, 溶解, 鋳込み

容易に型込めでき、鋳型にじゅうぶんな強さや硬さを与える性質を表す。○○○は、使用する砂粒の大小を表す粒度、粘結剤の種類や量、水分、突き固め方などに大きく影響され、粒度が大きい場合には成形性が低下し、鋳肌は粗くなる。

成形性

鋳型の内部で発生する水蒸気やガスを外部に逃がす性質を表す。通気性は、粘結剤の量、水分、砂粒の形状や粒度の影響を受ける。

通気性

高温の湯に耐える性質を表す。その性質がじゅくぶんでない場合には、高温の溶湯に接した砂粒の一部がいものの表面に焼き付いて、後の処理を困難にしたり、鋳肌を悪くする。

耐熱性

使用したあとの鋳物砂に科学的・物理的な変化がなく、繰り返し使用できる性質を表す。

復用性

粘土分を多くした鋳物砂に砂を加えて湿らせ、突き固めてつくる鋳型を○○○という。圧力を加えることにより、粘土が砂粒をたがいに結合させている。

生砂型

鋳物砂に加えた結合材の化学反応なより硬化する鋳型を○○○○○という。

自硬性鋳型

フェノール樹脂は、加熱すると100℃で柔らかくなり、180〜240℃で固まる熱硬化性樹脂である。このフェノール樹脂で被覆した砂を、加熱し離型剤を吹き付けた模型にかけると、模型に接しているフェノール樹脂が砂を強く固める。この鋳型を○○○○という。

シェル型

金型鋳造法の特徴（1）溶湯の冷却速度が砂型に比べて○○ので、組織が微細になり、ピンホールが生成しにくく、○○○○○がすぐれている。（2）同一金型を繰り返し利用できるので、○○○○に適している。（3）○○○○や○○の良好な鋳物をつくることができる。（4）砂型鋳造法に比べると、鋳物の○○・形状・大きさなどに制限がある。

速い, 機械的性質, 大量生産, 寸法精度, 鋳肌, 材質

重力のみを利用して金型に溶湯をそそぎ、鋳物をつくる方法を○○○○○○○という。金型材料には、生産量の少ないものは鋳鉄、多いものは合金工具鋼などが使われる。

重力金型鋳造法

密閉容器内の溶湯面に圧縮空気で低圧力を加え、重力とは逆方向に押し上げて流し込む方法を○○○○○という。

低圧鋳造法

○○○○○は、溶湯に高い圧力を加えた状態で凝固させて鋳物をつくる鋳造法で、○○○○○ともよばれる。

高圧鋳造法, 溶湯鍛造法

高圧鋳造法の特徴（1）大きな圧力を加えるため、○○や凝固時の収縮にともなって発生する小さな○○が除去される。（2）溶湯が金型に密着するために組織が○○○する。このためにほかの鋳造法では得られないすぐれた品質の鋳物をつくることができる。（3）凝固中も加圧をつづけるために、生産性が○○。（4）自動車の○○○○○○○○○、二輪車のショックアブソーバチューブなどの高い品質が要求される部品の鋳造に用いられる。

ガス, 気泡, 微細化, 劣る, アルミニウムホイール

○○○○○○は、図3-10のように、油圧を使って金型を強い力で締め付け、高い圧力で金型に注湯する方法である。

ダイカスト法

ダイカスト法の特徴（1）一連の工程は○○○されており、○○○が高い。（2）○○で、精度が高く、組織がち密な鋳物をつくることができる。（3）○○○○や○○○○の部材を、より正確な位置に○○○○することができる。（4）○○○○などの自動車部品・釣具・カメラなどの製造に広く適用されている。

自動化, 生産性, 薄肉, 異種金属, 非鉄金属, ピストン

インベストメント鋳造法の特徴（1）ほとんどあらゆる種類の金属の○○に利用できる。（2）複雑な形状のものでも、鋳型を○○しないので正確にできる。（3）鋳肌が○○○で、寸法精度も高い。（4）○○○○の多少に関係なく利用できる。（5）鋳物の○○○が制限される。（6）製作工程が複雑であり、○○○○も高価である。

鋳物, 分割, 滑らか, 製作個数, 大きさ, 鋳型材料

○○○○○○○○○○は、シェル型を使って自動車部品の大量生産に用いられ、この方法でつくった中子を、砂型などでつくった外型に納めて、中空部を有する鋳物をつくることが行われている。

シェルモールド鋳造法

○○○○○○○は、発泡ポリスチレンでつくった模型を、鋳物砂でつくった鋳型内に残したまま鋳込む。このため型上げは不要で、弁部品やポンプケーシングなどの中空部をもつ複雑な形状の鋳物を、中子なしにつくることができる。

フルモールド法

鋳物の機械的性質を低下させる巣を少なくするために、溶融金属から不要なガスを取り除くことを○○○という。脱ガスを、効果的に行うために、真空中で金属を溶解したり、真空中で鋳込む○○○○○がある。

脱ガス, 真空鋳造法

○○○○○は、回転させた鋳型に鋳込んだ溶湯を、遠心力を利用して加圧しながら凝固させて鋳物をつくる。

遠心鋳造法

遠心鋳造法の特徴（1）形状に制限があるが、中子を用いずに○○○○をつくることができる。（2）鋳型を解体することなしに、鋳物の○○・○○にともなう収縮を利用して、鋳物を取り出すので、鋳型を繰り返し利用できる。（3）湯口などの○○○○が不要なため、○○○はきわめて容易である。（4）凝固時に圧力が加わるために、品質のすぐれた鋳物をつくることができるが、外周部と内周部に加わる力が異なるので、○○の鋳物には適さない。

中空鋳物, 凝固, 冷却, 補充部分, 後処理, 厚肉

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