固体発光分光分析装置（OES）アプリケーション

• OE720による亜鉛ダイカストの元素分析

ダイカストとは、溶融した材料を金型に流し込み、複雑な形状の製品を高精度に大量生産できる鋳造法です。亜鉛ダイカストは、ダイカスト生産量のうちアルミダイカストに続いて2番目に多く、寸法精度が良く、装飾性に優れている等の特徴があります。
一般的に、亜鉛ダイカストは亜鉛合金中の不純物であるPb、Sn、Cdによって粒間腐食が起こることが 知られています。そのため、日本産業規格（JIS）で定められている成分範囲での管理が必要となります。また、製品製造時にリターン材を使用する場合、不純物元素の濃度が高くなることや、特定の元素の濃度が低下することもあるため、様々な元素のモニタリングが重要となります。
本資料では、固体発光分析装置OE720による亜鉛ダイカストの元素分析例をご紹介します。

• FOUNDRY MASTER Smartによる炭素鋼の元素分析

炭素鋼は、一般的に炭素含有量が0.02～2.14%の鉄鋼材料であり、日用品から機械構造部品まで幅広い分野で使用されています。炭素鋼の中でも、炭素含有量や強度等によって、一般構造用圧延鋼材（SS材）や機械構造用炭素鋼鋼材（SC材）などに分類されています。
また、炭素鋼は用途によって熱処理を行い、硬さ等の性質をコントロールする場合があります。求められる性質によって、適切な素材と熱処理を組み合わせる必要があるため、素材の合金種を正確に把握することが重要となります。
本資料では、品質管理に適したFOUNDRY MASTER Smart（FMS）による炭素鋼の元素分析例をご紹介します

• 可搬型固体発光分析装置によるアルミダイカストの元素分析

ダイカストは溶融した材料を金型に流し込み、複雑な形状の部品を高精度に大量生産できる鋳造法です。ダイカスト生産量の約95%をアルミニウム合金が占めており、特にAl-Si-Cu系合金は自動車部品をはじめ様々な製品に使用されています。
従来、自動車の製造工程では多くの部品を溶接によりつなぎ合わせて製造していました。しかし、近年は鋳造で一体成型する「ギガキャスト」が注目されています。「ギガキャスト」の採用は軽量化や生産工数の削減によるコスト削減などのメリットが見込まれるため、電気自動車の製造に導入されています。
「ギガキャスト」によって製造された車体部品は非常に大きいですが、可搬型の分析装置は製造現場での素早い評価に有効です。PMI-MASTER Smartは持ち運びができ、幅広い元素に対して繰り返し再現性のよい分析が可能です。
本資料では、PMI-MASTER Smartによるアルミダイカストの元素分析例をご紹介します。

• OE750によるMg-Al-Zn合金の元素分析

現在、地球環境保護などの観点から二酸化炭素の排出量の低減を目的とした輸送機器の軽量化が進んでいます。軽量化の手段としては構造を変える、材料を減らす、材料を変えるなどがありますが、中でも車体や車両の材料置換が進んでおり、従来の鉄鋼から超ハイテン鋼やアルミニウム合金に変わり始めています。
実用金属中で最も軽量であるマグネシウム合金は、振動吸収性や電磁遮蔽性などに優れていますが、耐食性が低い、発火しやすい、加工が難しいといった欠点から、車体や車両部品への適用には課題がありました。これらの課題を解決するため、耐食性を向上させるためAlやZnを添加、難燃性を持たせるためCa、Srあるいは希土類元素などを添加することで、様々な特性を持ったマグネシウム合金が開発されています。
本資料では、OE750によるMg-Al-Zn合金の元素分析をご紹介します。

• 可搬型固体発光分析装置によるステンレス鋼線材・棒材の元素分析

ステンレス鋼は鉄を主成分とし、クロムやニッケルなどを含有した合金で、優れた耐食性を有していることから様々な分野で使用されています。例えば、工場の配管などでよく使われるSUS316は、JIS規格では炭素量が0.08%以下に対し、SUS316Lは炭素量が0.03%以下となっています。これは、ステンレス鋼は炭素量が低いほど耐食性が高くなるためです。見た目では判断できませんが、規格によって炭素量が異なるため、出荷時(使用時)の異材混入を防ぐためにも材質を判別する必要があります。
上述の通り、ステンレス鋼は建築や土木分野でも使用されており、測定対象物が簡単に動かせないものがあります。その場合、可搬型の固体発光分光分析装置が有効になります。さらに、本装置では、アダプタを使用することでφ10mm以下の端面や線材、棒材の分析も可能です。
本資料では、可搬型固体発光分光分析装置 PMI-MASTER Smartを用いて、線材・棒材測定用アダプタおよびステンレス鋼線材・棒材の分析例をご紹介します。

• OE750による高張力鋼の元素分析

近年、地球環境保護のため、二酸化炭素の削減が求められています。これを受けて自動車業界では車体の軽量化に力を注いでいます。しかし安全性の確保や操縦安定性の向上なども求められ、これによる車体重量の増加を改善することも課題の一つです。
解決策の一つとして、車体の材料を従来の鉄鋼から軽量のアルミニウム合金や高張力鋼(ハイテン鋼) に変えることが進められています。引張強度がおおよそ490 MPa以上のものを日本では「ハイテン鋼」と呼んでいます。ハイテン鋼の化学成分に規格はありませんが、炭素をはじめとする化学成分を調整し、様々な用途に適した材料が製造されており、化学成分の確認が品質を確認する上でも必要となります。
本資料では、OE750による高張力鋼(ハイテン鋼) の元素分析例をご紹介します。

• 固体発光分析装置によるヒートシンクの元素分析

電子機器は部品の温度上昇が故障や性能劣化の原因になることから、ヒートシンクを用いて放熱を行います。ヒートシンクの原料は一般的に熱伝導性に優れた銅やアルミニウムを使用します。特にアルミヒートシンクは軽量且つ安価であることから多く使用されています。
アルミニウムのリサイクルでは合金種ごとに分けますが、異なる合金種が混在した場合、熱伝導性が低下し品質に影響を与えることが考えられます。そのため、規格対象元素だけでなく、不純物元素をはじめとしたより多くの元素をモニタリングする必要性が高まると考えられます。
本資料では、OE720によるヒートシンクの元素分析例をご紹介します。

• OE720によるアルミダイカストの元素分析

ダイカストとは、溶融したアルミニウムや亜鉛、マグネシウム合金などを金型に圧入し、複雑な形状の製品を高精度に大量生産できる鋳造法です。ダイカスト生産量の約95 %をアルミニウム合金が占めており、特に、ADC12に代表されるAl-Si-Cu系合金は、自動車部品をはじめ、様々な製品に使用されています。
アルミダイカストの製造工程では、酸化物や硫化物などの介在物を除去するためにフラックス処理を行いますが、原料としてリターン材を用いる場合、インゴットと比較して表面積が大きいため介在物の含有量は多くなります。フラックスの原料としてはアルカリ金属やアルカリ土類金属などのフッ化物・塩化物が用いられますが、NaやSrなど規格対象以外の元素も併せてモニタリングすることで溶湯の品質管理にも役立てることができます。
本資料では、規格元素から微量元素の分析も可能なOE720によるアルミダイカストの元素分析例をご紹介します。

• OE750によるアルミニウム鋳物中の微量元素分析

アルミスクラップ材は主に自動車部品から回収され、ダイカストや鋳造に使用されています。アルミスクラップ材の回収段階で、塗料やリチウムイオン電池等からPやLiをはじめとする不純物元素が混入し、製品製造に悪影響を及ぼす可能性があります。
自動車部品に広く使用されているAl-Si系合金では、機械的性質を改善するため、NaやSr、Sb、Ca等を添加することで、共晶Siを微細粒状化する改良処理が施されることもありますが、不純物元素としてPが混入することで、NaやSr等の組織改良効果を阻害する場合があります。このように、スクラップから期待しない元素が混入する可能性があるため、より多くの元素のモニタリングが重要となります。
本資料では、微量元素・不純物元素の管理に有効なOE750によるアルミニウム鋳物の微量元素分析をご紹介します。

• FOUNDRY MASTER Smartによるアルミダイカストの元素分析

多品種小ロット製造や試作品製造を行う企業に対して、歴史的な円安が影響し、海外メーカーからの依頼が増えています。
日本国内で調達したアルミインゴットやスクラップなどの原料は、日本産業規格(JIS) に記載された化学成分のものが多くなります。しかし、海外に輸出する場合は、各国の規格に沿った製品を作製する必要があり、化学成分の確認・調整が重要です。
自動車部品をはじめ多くの部品に使用されているアルミダイカストは、中国やアメリカなど海外にも同等品の規格があります。しかしながら、その化学成分の規格値には違いがあるため、特に、JISより海外規格の方が化学成分の濃度範囲が狭い元素については、精度の高い分析が必要です。
本資料では、品質管理に適したFOUNDRY MASTER Smart (FMS) によるアルミダイカスト製品の元素分析例をご紹介します。

• 固体発光分析装置による機能性金属の元素分析(Cu-Fe-Ti-Mg合金)

新型コロナウイルス感染症対策の一つとしてリモートワークが推進される中、電子機器類の需要が高まり、銅不足、銅の価格高騰といった状況がありました。このような中で、銅の売却を目的とした太陽光発電所の銅ケーブルや給湯器などの銅部品の盗難被害が報道されるようになりました。また、豊富な天然資源を有するロシアとウクライナ間の戦争により、鉱物資源の不足や供給懸念の高まりも、金属価格高騰の要因となっています。
このような状況への対策として、代替材の採用や機能性の向上が進んでおり、成分組成の調整や不純物元素の低減、製造工程の検討などを行うことで、物理的・機械的特性を改善・向上した合金が開発されています。
本資料では、柔軟な成分管理に有効なOE750によるCu-Fe-Ti-Mg合金の元素分析例をご紹介します。

• 固体発光分析装置による機能性金属の元素分析(高強度アルミボルト)

近年、地球環境保護のため、二酸化炭素の削減が求められています。自動車から排出される二酸化炭素量を削減するため、電気自動車をはじめとする次世代車が普及しています。走行距離を伸ばすためにはバッテリー容量を増やす必要がありますが、バッテリーが重くなると電費は悪くなってしまいます。さらに、自動車には安全性の確保や操縦安定性の向上といった要求事項もあります。これらの要求を満たすためには、車体装備品を増やすなどの対応が必要となり、車体重量は増加してしまいます。
そこで、安全性の確保や操縦安定性の向上をいった要求を満たしつつ、車体の軽量化を実現する方法として、車体の材料が従来の鉄鋼から超ハイテン鋼やアルミニウム合金に変わり始めています。
本資料では、品質管理に適したFOUNDRY MASTER Smart (FMS)による高強度アルミボルトの元素分析例をご紹介します。

• 固体発光分析装置による機能性金属の元素分析(Cu-Mg合金)

新型コロナウイルス感染拡大によるリモートワーク推進などの影響で、電子機器類の需要が高まりました。それに伴い、銅の取引価格は過去最高値を更新するといった状況となっていました。このような中で、銅の売却を目的とした銅電線や給湯器などの銅部品の盗難被害が報道されるようになりました。また、豊富な天然資源を有するロシアとウクライナ間の戦争により、鉱物資源の不足や供給懸念の高まりも、金属価格高騰の要因となっています。
このような状況への対策として代替金属の採用や機能性の向上が進んでおり、成分組成の調整や不純物元素の低減、製造工程の検討などを行うことで、物理的・機械的特性を向上・改善した材料が開発されています。
本資料では、固体発光分光分析装置OE750によるCu-Mg合金の元素分析例をご紹介します。

• OE750によるアルミダイカスト中の微量元素分析

ダイカストとは、溶融したアルミニウムや亜鉛、マグネシウム合金などを金型に流し込み、複雑な形状の製品を高精度に大量生産できる鋳造法です。ダイカスト生産量の約95%をアルミニウム合金が占めており、特にAl-Si-Cu系合金は、自動車部品をはじめ、様々な製品に使用されています。
アルミダイカストの化学成分においては、規格対象元素として最大含有量が決められている元素があります。例えば、Feは含有量が多すぎると製品が著しく脆くなることがあります。一方、規格対象元素でなくても、PやLi、Sbなどの微量元素は、溶湯不良や製品製造に悪影響を及ぼす場合があります。加えて、アルミニウムのリサイクルが推進される中、期待しない元素が混入する可能性が高まるため、規格対象元素だけでなく、より多くの元素のモニタリングが重要となります。
本資料では、OE750によるアルミダイカスト中の微量元素分析例をご紹介します。

• 分析のコツ-研磨紙の種類による測定値への影響-

固体発光分光分析装置(OES) では、一般的に前処理として試料表面を研磨や研削します。
試料が未処理の場合、離型剤やブラスト処理の影響により、規格値外の測定結果が得られることがあります。また、試料表面に凹凸がある場合は、測定サイトに大気が入り、測定できないことや装置仕様より精度が悪くなることがあります。
前処理における重要な項目の一つとして、研磨紙の選択が挙げられます。研磨紙の材質には、工業用ダイヤモンドや炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等がありますが、研磨紙からのコンタミを防ぐため、測定元素と異なる材質の研磨紙を選択することが推奨されます。
本資料では、分析のコツとして研磨紙の種類による測定値への影響をご紹介します。

• 可搬型固体発光分析装置によるステンレス鋼材の判別

ステンレス鋼は鉄を主成分とし、クロムやニッケルなどを含有した合金で、優れた耐食性を有していることから様々な分野で使用されています。ステンレス鋼は炭素量が低いほど耐食性が高くなるため、規格によって異なる炭素量が定められています。例えば、SUS304は炭素量0.08 %以下に対し、SUS304Lは炭素量0.03 %以下となっており、材質を判別する必要があります。
また、ステンレス鋼は建築や土木分野でも使用されており、測定対象物が簡単に動かせないものがあります。その場合、ポータブルなオンサイト元素分析装置が有効になります。
本資料では、従来では測定が困難だった場所での測定を可能にした「可搬型固体発光分光分析装置PMI-MASTER Smart」によるステンレス鋼材の判別例をご紹介します。

• OE750による銅中の酸素分析

銅は高い電気伝導率や加工性、耐食性を有していることから、工業分野をはじめとした様々な分野で使用されており、特に純銅はリード線や電線などに用いられています。
純銅の鋳造工程では、溶湯中の酸素と水素が反応して水蒸気ガスが生じることで、鋳造品に気泡ができ、品質が大きく低下してしまいます。そのため、酸素含有量は電子管用無酸素銅で0.001 %以下(JIS H3501)、その他の純銅でも同程度に抑えるようリンを脱酸剤として添加するなどの方法で成分の調整が行われます。
本資料では、固体発光分光分析装置OE750による銅中の酸素を含んだ各元素の分析例をご紹介します。

• 固体発光分析装置による真鍮部品の元素分析

新型コロナウイルス感染症の拡大により、各国でロックダウンなどの対策がとられ、自動車やノートパソコンなどの部品工場が集積する東南アジアでは、工場の稼働停止の影響で部品の供給が停滞傾向にあります。
対策として別の地域からの部品調達や生産拠点の増設など供給網の見直しに伴い、部品の受入検査や製造時の化学成分調整が改めて重要になります。
本資料では、品質管理に適したFOUNDRY MASTER Smart (FMS)と微量元素管理まで可能なOE750による真鍮製銅管部品の元素分析例をご紹介します。

• OE750によるアルミニウム展伸材の元素分析

アルミニウムは、高いリサイクル性を有した金属で、再生地金の製造エネルギーは新地金製造時の約3%と言われています。アルミニウムのリサイクルは、展伸材より化学成分の規格値範囲の広い鋳造材としてリサイクルされるカスケードリサイクルが主となっていますが、カスケードリサイクルでは新地金が必要となります。そのため、アルミニウムの水平リサイクルが推進されており、不純物元素を管理する必要性がますます高まっています。
固体発光分光分析装置 OE750は、CMOS検出器を採用し、コンパクトかつ外部環境によるドリフトの影響を受けにくいため、現場での迅速な分析が可能です。さらに、必要に応じて観察波長範囲内で分析元素を簡単に追加することができるため、新たに管理する元素が増える場合でも柔軟に対応できます。
本資料では、OE750によるアルミニウム展伸材の元素分析例をご紹介します。

• OE750による高クロム鋳鉄の元素分析

一般的に鉄鋼製造工程では高炉で鉄鉱石を溶解して銑鉄を取り出します。しかし、大量の二酸化炭素が発生するためカーボンニュートラルに対する取り組みとして、電炉で鉄スクラップを溶解する製造法に切り替える動きが加速しています。鉄スクラップは不純物を多く含むため、金属含有量の調整や確認がより重要となります。
OE750は、CMOS検出器を採用し、コンパクトかつ外部環境によるドリフトの影響を受けにくいため、現場での迅速な分析が可能です。さらに、必要に応じて観察波長範囲内で分析元素を簡単に追加することができるため、柔軟な成分管理に有効です。
本資料では、固体発光分光分析装置 OE750による高クロム鋳鉄の元素分析例をご紹介します。

• アルミニウム鋳物の元素分析における装置性能評価

近代産業の発展に伴い、世界各国で大気汚染や地球温暖化をはじめとした環境問題が拡大しています。その中でも、「自動車の排ガス」は大気汚染や地球温暖化の原因の1つとされ、世界各国で対策や規制が強化されています。
エコカーの普及が進み、これまでガソリンエンジン車で必要とされてきた部品が不要となったり、バッテリーやモーターなどの新たな部品が必要となってきています。中でも、バッテリーやモーターは高出力化により温度が上昇することで性能に悪影響が出ることを防ぐために冷却する必要があります。そこで、AC4Cをはじめとするアルミニウム鋳物によって内部に冷却回路を作り、冷却水を流すことのできるバッテリーケースやモーターケースの需要が拡大しています。
本資料では、FOUNDRY MASTER SmartとOE750によるアルミニウム鋳物の元素分析例をご紹介します。

• FOUNDRY MASTER Smartによる真鍮棒材の元素分析

銅は高い電気伝導率や加工性、耐食性を有していることから、工業分野をはじめとした様々な分野で使用されています。
近年、5G技術やIoTサービスの普及、リモートワークの推進などによりパソコンや光学機器、通信機器市場の需要が拡大しており、それに伴い各機器部品のニーズも拡大しており、黄銅のスクラップ市場も高止まりしています。
本資料では、固体発光分光分析装置 FOUNDRY MASTER Smartを用いた真鍮棒材の元素分析例をご紹介します。

• FOUNDRY MASTER Smartによる快削アルミニウム合金分析

快削アルミニウム合金は溶接性や耐食性、切削加工性などに優れており、船舶部品、車両用部品、通信機器部品、電子部品をはじめとしたさまざまな部品に使用されています。近年、5G技術やIoTサービスの普及、リモートワークの推進などにより光学機器や通信機器市場の需要が拡大しており、それに伴い快削アルミニウム合金の使用料も増えることが予想されます。
本資料では、「固体発光分光分析装置 FOUNDRY MASTER Smart」を用いた快削アルミニウム合金の分析麗、および合金種判定を行った結果とその有効性について紹介します。

• アルミダイカスト分析におけるFOUNDRY MASTER Smartの装置性能評価

ダイカストの科学成分分析法としては一般的にスパーク放電発光分光分析法が用いられ、主に溶湯を鋳造前に採取し成分組成を確認します。近年アルミダイカストの原材料である二次合金の輸入量増加に伴い、含有量の違いによる合金の特性が多様化したことで、規格内であるか確認する受入検査等でもスパーク放電発光分光分析法が使用されることが増えてきました。
本資料では、「固体発光分光分析装置 FOUNDRY MASTER Smart」のアルミダイカスト分析における装置性能評価についてご紹介します。