チタン素材の加工技術と注意点

チタン素材の加工技術と注意点

チタンおよびチタン合金材料は、高温耐性、優れた性能、優れた耐食性、軽量、強力な生体適合性、長寿命という特徴を備えています。使用分野、形状、加工コストに応じて適切な加工技術を選択してください。一般的に使用される 3 つの主要なカテゴリがあります。

1. 真空溶解技術

合金鋼を溶解する真空溶解炉を用い、炉内で発生する渦電流によりチタン合金を加熱溶解し、液体にし、高温で溶解、鍛造します。利点は、全工程が真空中で行われるため、空気中の不純物の混入を防ぎ、高品質な合金を製錬できることです。

2. 等温鍛造技術

金型をブランクの変形温度まで加熱し、低いひずみ速度で変形させる型鍛造を等温鍛造といいます。チタン合金等温鍛造技術は、熱加工処理と組み合わせることで、総合的な機械的特性が最適化されたチタン合金等温鍛造品を得ることができる新しいプロセスですが、金型材料、金型製造、金型加熱装置への投資コストは従来の鍛造方法よりも高くなります。航空機の製造に使用される部品。

3. 冷間成形技術

チタン合金を加熱せずに打ち抜き、曲げ、伸ばし等の加工を行います。チタン合金素材の高温での酸化や変形などの問題を回避し、加工時のエネルギーロスや環境汚染を軽減します。もちろん、チタン合金の加工効率と精度を向上させ、コストと生産サイクルを削減することもできます。

その他チタン合金の特殊加工技術には、レーザー加工技術、電子ビーム加工技術、イオンビーム・プラズマ加工技術、電気加工技術などがあります。

加工中、チタン合金は熱伝導率が低く、切断中に固着しやすいことに注意してください。また、チタンは可燃性の金属です。加工中に発生する高温、火花、熱によりチタン板、ブロック、粉末の燃焼が誘発され、火災が発生しやすくなります。特定の発火源（加工時に発生する火花や電気火花など）に遭遇すると、酸素と直接結合して燃焼し、点から線、そして表面へと急速に広がります。したがって、チタン合金の加工中に発生する可能性のある燃焼問題とそれをどのように制御するかは、航空機の製造および保守作業者にとって大きな関心事です。