チタン

    

弊社はチタンの加工経験を多く持っています。チタンは、軽く、高強度、耐熱性、耐食性などに優れ、石油化学、航空宇宙、自動車、医療など様々な分野でその特性が活かされています。難削材としても知られ、経験に基づき工具寿命の管理をしっかり行わなければ、精度よく加工することは困難な素材です。

チタン切削加工1
チタン切削加工2
チタン切削加工3

チタンの性質

チタンは銀灰色の金属で工業用としても価値の高い金属です。チタンの資源量は地球上で10番目に多い元素であり*1、ほぼ無尽蔵にあるもののチタンは「レアメタル」の1つに数えられています。金属チタンは製造技術の難易度が高く、コストもかかり、大量生産が難しいことからレアメタルと呼ばれています。

チタンは高価であるものの産業用として広く応用されています。それはチタンが軽い、強い、サビにくいと複数のメリットを持つ最先端の実用金属だからです。
チタンの比重は4.51と銅の約半分、鉄の約60%しかありません。その上高強度です。同じ重さで比べると、チタンはアルミニウムの約3倍、鉄の約2倍の強度を有しています。
チタンは軽く高い強度をもちながらも耐食性に優れており酸やアルカリ中でサビにくいです。海水中でも白金と同等の耐食性を有しており、ステンレス鋼や一般的な鋼材と比べても優れています。また、チタンは高い生体適合性を有しています。人体への影響が少なく金属アレルギーを起こしにくい金属です。
このようにチタンは厳しい条件やさまざまな環境であっても対応できる魅力的な特徴を兼ね備えています。だからこそ、チタンを加工し使用することが求められているのです。*3

チタン切削加工4
チタン切削加工5
チタン切削加工6

チタンの活用事例

軽量性、高強度、耐食性、生体適合性と優れた特性を持つチタンは、あらゆる産業で欠かせない金属です。製品に用いる場合、チタンは、純チタンやチタン合金として使用されます。
具体的な使用例は航空機の部品や自動車やバイクの部品などに用いられます。これらの部材には軽くて高強度である特徴が求められているためです。
さらにチタンは耐食性が高いため、化学プラントの電極や反応槽、熱交換機、海水淡水化プラントのタービンブレードにも用いられています。
その他の活用事例は医療用の器具です。人体への影響が少ないため、人工骨や手術用の器具、インプラントなどの材料として用いられています。さらに、メガネのフレームやゴルフクラブなどの民生品にもチタンは活用されています。
このように材料の性質から石油化学、航空宇宙、自動車、医療、民生品などあらゆる分野でチタンの活躍の幅は広がっているのです。

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チタンが難削材である理由

チタンは材料として優れた特性を持ちます。一方で優れた特性を持つからこそチタンは加工の難しい素材です。
特に加工工具の寿命が低いです。チタンは強度が高いため加工時には大きな力が発生します。加工工具に多大な負荷がかかると、チッピングによる材料の欠けや工具の摩耗や破損が生じやすくなります。また、熱伝導率が低いため加工部が高温になりやすいです。そのため、工具の刃に切り粉が付着しやすくなり工具の劣化を早めてしまします。

チタン切削加工7

また、加工精度が悪化しやすいです。チタンは力が加わると変形しやすいため、加工中にビビりが生じて加工精度が悪化しやすくなります。

このようにチタンは加工性が悪い材料です。そのため、高い精度でチタンを加工するには、長年蓄積してきた適切な工具選びや加工条件などのノウハウが必要不可欠です。また、加工時の熱硬化によって欠損も起きやすいです。高圧クーラント(7Mpa)、冷却性の高い油剤、海外メーカーの工具を使用することで高速加工を実現し、加工時間の短縮を実現しています。

弊社はチタンの豊富な加工実績があり、チタンの切削加工に関して多くの経験と技術を持っています。チタンの加工はユニバーサルにお任せください。

また、加工時の熱硬化によって欠損も起きやすいです。
高圧クーラント(7Mpa)、冷却性の高い油剤、海外メーカーの工具を使用することで高速加工を実現し、加工時間の短縮を実現しています。