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2017年10月11日

チタンを染める技法

市 (2017年10月11日 06:30) │Comments(8)1911 MI




イチロー様
実験結果報告です。
超大作です。ご査収願います。 (本日、強行しました。あまりに楽しそうだったので我慢できず。昼休みと仕事が終わってから強行!。) 実験テーマ。 「チタン素材箸への加熱温度と焼き色の変化の相関関係」 ※温度変化と焼き色の波長の変化は相関関するのか。

1. 結果。 ・温度による焼き色の変化は可視光の連続する波長とは一致しない。 ・温度変化によって生成されるチタン箸表面の酸化皮膜の性質によって反射される可視光波長が決定される。(ようだ。) ・よって、連続した温度変化による焼き色と、連続した可視光波長との間には相関関係があるとは言えない。 ・色の付いた市箸もステキでした。(これが何よりも重要!。)

2. 設定温度と市箸表面の焼き色。 (保持時間は①〜③までが5分。④〜⑧が10分。) ① 120℃ ほとんど変化無し。 ② 150℃ 若干金色(黄色味)に変色。 ③ 200℃ 150℃と差が無いような?。 ※この辺り、色差計でないと違いを表現出来ません。 ※ここで炉を変更。もっと高温側を予測。残りは仕事が終わってから。 (ヤベー!。) ④ 300℃ 200℃よりも若干色が濃くなったかな?ってレベル。 ※箸表面が梨地のため焼き色に透明感無し。 ⑤ 350℃ 金色(黄色味)が濃くなる。はっきりと変色が分かる。 ⑥ 400℃ 黄褐色?。に変化。350℃に対してはっきりと色の変化が出る。 ⑦ 450℃ こげ茶色に近い色。少々紫も入っているか?。 ⑧ 500℃ 色は群青色〜濃い紫?って感じ。炉の能力から実験はここまで。残念無念!。 ※450℃以上は10℃刻みでも差があるかも?。箸が足りません!。 ※600℃とか700℃の高温域だと色が抜け始めて水色とか黄色になるのかなぁ?。 ※焼き色をバーナーで付け、箸に熱電対付けて表面温度をデーターロガーでロギングしつつビデオ撮影し温度変化と変色の関係を調べるのが一番良いのかも?。どなたかやりません?。 モチロン、ビデオは白セットをキチッととって。 (何の役に立つの?と聞かれれば、キッパリ「趣味です!」。)

3. 最終仕上げ。 ・2膳はそれぞれ500℃、410℃で仕上げ。 ・保持時間に差を持たせると、色の濃さに違いが発生!。かもな〜、と思ってた通り。色は到達温度で決定するようですけど、処理時間でも差が発生するようです。どうして?。 ※同時に処理しても濃淡のバラツキが発生しそう。箸のようにペアが前提だとキツイ。こいつは難しいゼ!。

4. 今後の展開。 ・これにて実験終了。着色した市箸、いよいよ明日から私と息子の弁当で実戦投入します。私はパープル系、息子はブラウン系。 ・市箸230はターンテーブル上に立てて回転させながらバーナーで炙り、グラデーションにチャレンジだ!。 (モチロン、オリジナルも持ちます。市箸198も1膳予約中、これは保存用よ。) ・という事で、発表まだ?。

5. まとめ。 ・あ〜、楽しかった!。
MIZ


はっ!! (゜◇゜)
さすがプロ。
ゆうことなしっ(^_-)-☆

ここで知りたいこと、
色を元にもどすことは可能ですか?

by 起きたら石労働で肩や背中の筋肉がいたくてシズカにしておるヲトコ (~市~)


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Posted by 市 at 06:30Comments(8)1911 MI
この記事へのコメント
色を元に戻す方法でしょう?。
可能は可能ですけど問題が。
市箸表面の色は酸化チタンの表面が特定の光の波長を反射しているからなので、この特定の光の波長を反射している酸化チタン皮膜を除去すれば全波長の光を反射するようになり元のチタンの色になります。
この酸化チタン皮膜は物理的に除去してやらないとダメで以下の方法があります。
(なんちゅー前置きの長いやっちゃー!、なんて言わないで。理系人間はこんなもん。)

先ず化学薬品でのエッチング。
これは過酸化水素+○○みたいな感じでとても個人で出来るレベルではありません。
でも市箸表面が梨地なのでこの方法が市番綺麗に色を除去出来るでしょう。市ロゴもそのまま残ると思います。
(全体が均一に侵食されるので凹凸はそのまま。)

次に、というか個人で行える唯一の方法。
酸化チタン皮膜の除去なので、市箸表面をひたすら磨く!。
サンドペーパー、ピカール、コンパウンドなんかを駆使して。
市箸表面が梨地なのですが、この梨地は除去される事になるでしょう。
もう気付いていると思いますが、最大の欠点が「市ロゴが消える!」という許しがたい結末が待っていることです!。

なので個人が熱を使って行う市箸への焼き色加工は、失敗が許されない超難易度の高い緊張Maxな一発勝負品!なのです。
ゆえに付加価値がひじ〜に高い!。

(しっかりとした電熱炉と変色データーがあれば簡単なんでしょうけどね。それか、陽極酸化処理。)
Posted by MIZ at 2017年10月11日 08:27
前のコメントを送ったあとに「ハッ!」と気付きました。
「もっともっと高温にしてやれば焼き色が消えるんじゃなかったっけ?」と。
ガスコンロやガスバーナーは1500℃くらい?。チタン合金(たぶんアルミチタン)の融点は1600℃以上。いけるカモ?。
Posted by MIZ at 2017年10月11日 08:44
つまり、消すんならやるな!!
というわけね(^○^)
Posted by 市 at 2017年10月11日 10:44
お疲れ様です~市郎さん~。
スミマセンMIZ さん~鉄聖で~す 教えて✨いただけたらなのですが、私は鉄工ばかりの仕事、チタンは?なのです、チタンは焼き入れすぎて 鉄のコウ炭素鋼のように じん性が弱くならないのですか、心配です~。MIZ さんお願いいたします(^ー^)
Posted by 福島県の河崎鉄聖 at 2017年10月11日 13:00
ハウディー!

イチローさーん
肩や背中の筋肉がイタタタタだそーで!
Σ(゚ロ゚;) ナンデストーン

石屋さんは
医者に診てもらわナインだすかね~っ?
(^皿^)b イシシシシ


MIZさ~ん(^○^)/
スゲー実験をされますたね~!!!
(◎◇◎) スゲーナ

もはや お茶のMIZ博士だすがなー♪
o)゚0゚(o アッチョンブリケ

by “ はっ!! (゜◇゜)さすがマロ。ゆうことなしっ(^_-)-☆ ” と言ってもらえるよーな実験のハッピョをしてみたいオトコ
Posted by ダブンパ93 at 2017年10月11日 19:12
バイクのチタンマフラーは部分的に綺麗な焼き色が入るのですが、オーナーによって気に入らない場合、スチールウールで磨き落とし再度焼き色を入れますね。
スチールウールよりチタンの方が硬いので、マフラーに傷が入ることはありませんよ。(@_@)

虚ろ覚えですが。(^^;
Posted by モゲ at 2017年10月12日 07:46
鉄聖殿、私はアルミ屋さんなのでチタンは素人、文献で得た知識になります。

じん性はモノのねばり強さを表す言葉ですよね。簡易的にじん性を調べる方法としてシャルピー試験つーのがありますが厳密には絶対値評価になりません。
その材料のじん性を評価するには引張試験等の破壊試験をして「応力ーひずみ曲線」(S-S カーブ ってヤツです)のグラフで囲まれた面積がじん性になります。
(メンドくさいです。ん十年前はイヤになるほど引張試験してましたけど。)

で、強度もじん性も高い材料はS-Sカーブの山が高くて裾野が広いモノ。
耐力、引張強さが高くて応力に対してず〜と歪んでいけるモノ。
ユメの材料です!。
通常は山が高いと裾野が狭い。裾野が広いと山が低い。

鉄聖殿もご存知の通り、炭素鋼の炭素濃度が高くなるほど熱処理後は硬くなり、そして脆くなります。溶接性も落ちますよね。耐力や引張強さの材料強度とじん性は通常相反します。
材料屋さんはなんとかバランス点を探って今の材料ラインナップになってます。
(私らが機械部品で使うのはS45CかS50C、摺動部品やピン、金型でSKやSKDの工具鋼。工具鋼脆いですものね。)

材料はあくまで材料。最終的にはその材料を使って構造体にします。
その構造体の工夫で強度とじん性の両方を高めます。
車の衝撃吸収部材がそうです。
つーか私はこれしか知りませんが。

これ、前置きです。
ヲイヲイ、長すぎだろー!。
なんて言わないで、先日も書きましたけど、理系は技術屋はこんなもん。

で、本題のチタンのじん性変化。
結論は500℃では急冷放冷共に変化無しです。
チタンの熱処理材の処理温度は、容体化処理が約950℃、その後の熱処理温度が約600℃と高温です。
チタン合金は元々耐熱金属ですから高温特性にすぐれています。約500℃までは強度低下も少ないです。(アルミは200℃で腰抜けになります。コンジョ無しめ!。ステンも耐熱性ですが高温時の強度はチタンがはるかに高いです。)
なので焼き色以外、材料的に変化無しです。

※私が市箸で試した500℃というのは、熱風炉の能力=安全性でして、(リミッターは530℃セット)内部構造がセラミック等の耐熱素材ではなくて、ステンレスの物です。ステンもこの辺りが材料変化無しを保証出来る限界なのですかね?。

※ガスコンロやガスバーナーで赤熱するほど加熱すると違いが出るでしょうね。
そこまで市箸を加熱する大バカモノはいないでしょうし、箸ですから多少の強度低下やじん性の低下は許容内?。

マロンパさ〜ん。
Σ(゚ロ゚;) ナンデストーン
(^皿^)b イシシシシ
ププッ!。

で、コレ!。

o)゚0゚(o アッチョンブリケ

最高!です。
Posted by MIZ at 2017年10月12日 10:10
こんばんは~市郎さん~。
MIZ さんありがとうございます(*^^*)時間をとらせてしまい、スミマセンm(_ _)mです。
とても詳しく丁寧に感謝いたします(^ー^)。
Posted by 福島県の河崎鉄聖 at 2017年10月12日 22:38
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