チタンおよびチタン合金の加工特性

チタンおよびチタン合金の加工特性

1. 加工性能

チタン合金は高強度、高硬度であるため、加工設備には高出力が要求され、金型や工具にも高強度、高硬度が求められます。切削時、切りくずとすくい面の接触面積は小さく、工具先端にかかる応力は大きくなります。チタン合金は弾性率が低いため、切削時のワークの反発が大きく、工具逃げ面摩耗の悪化やワークの変形が起こりやすくなります。チタン合金は高温での化学活性が非常に高く、空気中の水素や酸素などのガス不純物と反応しやすいです。化学反応により硬化層が生成され、工具の摩耗がさらに悪化します。チタン合金の切削では、高い切削温度と相まって被削材が工具表面に容易に接着するため、工具は拡散摩耗や凝着摩耗を起こしやすくなります。

2. 研削性能

チタン合金の化学的性質は活発で、高温では砥粒となじみやすく固着しやすいため、砥石が目詰まりを起こし、砥石の摩耗が増大し、研削性能が低下し、保証が困難です。研削精度です。チタン合金は高強度、高靱性を持っているため、研削時に研削くずが剥がれにくく、研削力が大きくなり、その分研削動力も増加します。チタン合金は熱伝導率が低く、比熱が小さく、研削時の熱伝導が遅いため研削アーク部に熱が蓄積し、研削部の温度が急激に上昇します。

3. 押出性能

チタンおよびチタン合金の押出成形では、過度の温度低下を防ぐために高い押出温度と高い押出速度が要求されると同時に、高温のビレットと金型との接触時間を可能な限り短くする必要があります。チタン合金は熱伝導率が低いため、表面温度が下がった後、内部ビレットの熱を表面に伝えることができず、表面硬化層が現れ、変形を継続することが困難になります。同時に、表層と内層の間に大きな温度勾配が生じます。たとえ形成できたとしても、変形や不均一な構造が発生しやすくなります。

4. 鍛造性能

チタン合金は、鍛造プロセスのパラメータに非常に敏感です。鍛造温度、変形、変形、冷却速度の変化により、チタン合金の微細構造と特性が変化します。近年、チタン合金の鍛造品製造においては、鍛造品の組織や特性をより適切に制御するため、熱間鍛造や等温鍛造などの高度な鍛造技術が広く採用されています。従来の鍛造は、鍛造金型内の冷却を最小限に抑えて行う必要があります。格子間元素 (O、N、C など) の含有量も、チタン合金の鍛造性に大きな影響を与えます。

5. 鋳造工程の性能

チタンおよびチタン合金は化学活性が高いため、空気中のN、O、Nと激しく反応しやすく、鋳物に一般的に使用される耐火物とも化学反応しやすいです。チタンおよびチタン合金の鋳造、特にインベストメント鋳造は、アルミニウムや鋼のインベストメント鋳造よりもはるかに難しく、それを実現するには特別な手段が必要です。合金の化学組成は、鋳造プロセスの要件に従って調整する必要があります。