フラックスにおける炭化ホウ素の使用方法
炭化ホウ素（B₄C）は、 従来のフラックスが酸化物の溶融／除去に重点を置いているため、フラックスの主要成分として使用されることは稀です が、高温冶金プロセスにおいて特殊な「機能フラックスの役割」を果たします。主に 炭素含有量の制御、合金の精製、酸化物介在物の改質、そして スラグ形成の促進を目的としています。その用途では、高い融点（約2450℃）、化学的安定性、そして炭素供与性が活かされています。
フラックス関連プロセスにおける主な用途
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鉄冶金（鉄鋼/鉄精錬）
特殊鋼（高速度鋼、ステンレス鋼など）の製造では、炭化ホウ素が 炭素調整フラックス添加剤として 溶融鉄/鋼に添加されます。- 炭素を供給し、不純物を導入することなく（硫黄やリンをもたらす可能性のある石炭やコークスとは異なり）、合金の炭素含有量（硬度と強度に重要）を微調整します。
- 有害な酸化物介在物（FeO、SiO₂など）と反応して低融点のホウケイ酸スラグを形成し、それが表面に浮かんで除去されるため、鋼の純度と機械的特性が向上します。
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非鉄合金製造（アルミニウム、銅合金）
高純度アルミニウムまたは銅合金の場合、炭化ホウ素は 精錬フラックスの補助剤として機能します。- 溶融合金中の溶存酸素と反応して B₂O₃ (酸化ホウ素) を形成し、これが蒸発するか他の酸化物と結合してスラグを形成し、合金を弱める酸化物介在物を還元します。
- アルミニウム製錬においては、有害なアルミニウム炭化物 (Al₄C₃) の形成を抑制し、最終製品の脆化を防ぐのにも役立ちます。
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溶接およびろう付け用フラックス（特殊なケース）
高温溶接（例えば、タングステンやモリブデンなどの耐火金属）では、炭化ホウ素が 高温フラックス配合物に組み込まれることがあります。- 溶接温度（約 1800 ～ 2200°C）での分解に耐え、母材から表面酸化物を除去して強力な溶接融合を確保します。
- また、溶接プールに少量のホウ素が添加され、微細なホウ化物析出物を形成して接合部が強化されます。
なぜ「伝統的なフラックス」ではないのか
従来のフラックス（例：ホウ砂、シリカ）は、低温から中温で溶融し、酸化物を溶解します。一方、炭化ホウ素は、
- 融点が非常に高い（ほとんどの低温プロセスでは「溶解剤」として機能するには高すぎる）。
- その価値は、 単なるスラグ形成ではなく、化学改質 （炭素制御、介在物の精製）にあり、独立したフラックスではなく、フラックス システムにおける「機能的添加剤」となります。