チタン

軽くて強い!上位互換された工業金属の王様

とにかくハイスペックな材料です。
高価なため、使われる部品は限られるかと思います。
ですが、最高の性能を提供できる素材です。

チタン製ロードバイク自転車に代表される、軽量化と強度を併せ持ったチタン。
結婚指輪から宇宙向け車両など幅広い業界で使用されています。マシニング加工での実績が多数の当社では簡易形状から3D形状までの加工を対応致します。他社で断られた案件や回答が貰えなかった案件は是非セキダイ工業まで。

特性

  • 軽くて強い(実用金属中最強クラスの比強度)
    普通鋼の3倍の引張強度を持ちながら、重量は約60%。特にチタン合金は約500℃まで実用金属中最大の値を示します
  • 高融点
    溶融点約1,650℃と一般的な金属の中では最も高い
    比較:(SS400)約1,580℃,インコネル約1,400℃
  • 耐食性に優れる
    ステンレスにも優る、極めて安定した不動態皮膜を生成します
    ステンレスの弱点である塩化物にも強く、海水には圧倒的に強いです
  • 人体に優しい
    不動態皮膜が強固なため、金属イオンが溶出して肌に触れることがないため、金属アレルギーを起こしにくい

欠点

  • 高価
    目安単価10,000円/kg以上
  • 加工が難しい
    難削材に位置づけされるチタンはやはり加工が難しいです。理由として
    強度が高く、工具が破損したり摩耗しやすい
    熱伝導率が低いため、刃物に熱が溜まりやすい
    マグネシウム同様に発火しやすい為、管理が必要
  • 変形しやすい
    ヤング率が113GPaと低く、変形は多い
    比較:鉄(SS400)206GPa,ステンレス(SUS304)200GPa

取扱い材料

  • チタン合金(Ti-6AL-4V)
  • 純チタン(2種)

加工事例

チタン複合加工部品
ファイナルドリブンハブ(詳細ページ→)
チタン合金マシニング加工品
マシニング加工部品
チタン旋盤加工品
旋盤加工部品

切削加工における加工性について

チタン加工中画像

いわゆる難切削材に分類されるため、加工性は悪いです。最もよく言われるのは粘り気があるということです。アルミのようにサクッと削れず、工具に切粉が付着してしまうため、アルミでは1工程で加工できるものでもチタンでは複数工程(荒加工→中仕上げ→仕上げなど)を踏まないといけないことがあり、特に精度を出す加工には時間がかかります。

他にも下記の理由で加工が容易ではない材質となります。

・強度が高いため、工具に大きな負荷がかかり、さらには熱伝導性が低いため、切削時の熱が工具に蓄積してしまい、工具寿命が短くなってしまう

ヤング率が低い(しなりやすい)ため、加工時に変形しやすく、寸法精度が出しにくい

・摩擦に対する耐性が低いために加工時に細かい切粉が出、また、科学的に活性であることから可燃性が高いため発火しやすい

これらに対応していくために、最適なコーティングを施した不等分割&不等リードの工具の使用や、ネジ加工時にプラネットカッターを使用(通常のタップ加工では工具の負荷が上がり、刃物寿命が短くなる)したりすることで加工精度の向上、工具消耗抑制によるコスト低減に努めています。さらに、マグネシウム同様に発火対策も十分に行っております。

表面処理

チタンは耐蝕性に優れる為、ほとんどの場合が表面処理無しで使用されますが、指輪など装飾品では色付けを目的として陽極酸化被膜処理をされる事が多いです。

  • 陽極酸化被膜処理
    (外観の色付けなどを目的として処理される事が多い)

二次加工

チタン二次加工画像

当社で「切削加工」を行った後(前)に行う二次加工です。大半の場合は協力会社にて行います。

  • 研磨(砥石・ラップ・バフ・電解・化学)
  • キー溝
  • 溶接
  • 放電(ワイヤー・型彫)
  • 曲げ加工

チタンの部品用途

 

 

ジェットエンジン
ジェットエンジン

 

インプラント

 

インプラント

 

建造物の外装材 (東京ビッグサイトの側壁)

 

建造物の外装材
(東京ビッグサイトの側壁)

インプラントを代表とした人体に埋め込まれる部品や宇宙航空関連部品に使用され、幅広い業界にて真価を発揮しています。
当社では、バイクのステップから大物旋盤加工部品(φ200xL400)など幅広い加工範囲での実績がございます。

当社から一言コメント

マグネシウムと並んで、当社が得意とする素材です。
素材調達先も多くありますので、最適なコストでのご提供が可能です。

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