チタン合金を加工するための 10 のヒント
チタン合金の加工方法を知るチタン合金はどこに活用されていますか?
かつては、チタン合金は、高い動的負荷と高い動作温度の環境で機能するコンポーネントである航空機産業においてに独占的に活用されていました。現在では、チタン合金は主流の材料であり、宝飾品、スポーツ用品、手術器具、モータースポーツ部品、その他の高性能製品などの多くの用途に使用されています。
チタン合金の特徴はどのようなものですか？
チタン合金は、高い融点、高強度、低密度の特性で最もよく知られており、特に「加工が難しい」材料とされています。その主な理由は次のとおりです：
- 低い熱伝導率 – 熱伝導率が低いため、工具の刃先温度が上昇し、切削工具の急速な摩耗を引き起こし、切削加工時に刃先の塑性変形を誘発する可能性が非常に高くなります。
- 化学反応性 - 反応性が高いため、切削工具との化学的相互作用が生じ、切削加工による刃先のクレーター摩耗が典型的な問題となります。
- ひずみ硬化 - チタン合金を加工する際の他の課題は、チタン合金が加工硬化して加工中に硬化した表面層を形成し、切込み深さの部分で境界摩耗が発生することです。
- 高温硬度 - 最後に、チタン合金の弾性係数の低さと高温度領域で高い強度を維持するため、機械加工性が著しく損なわれます。
チタン合金を加工する際のトップヒント：
- 熱伝導率が非常に低いため、高圧エマルジョンクーラントの供給を推奨します。
- 切削速度は加工条件によって異なりますが、通常では比較的低速条件で、50 m/min (従来方法) ～ 150 m/min (高速条件または高機能な粗加工) までの範囲が適用されます。
- 材料の延性と高い化学反応性により、強靭な刃先を備えたポジ形状の工具刃先形状が強く推奨されます。AlTiN および AlCrN PVD コーティングはどちらもチタン合金加工用途に適しており、この分野で有効に機能することが実証されています。
- このツール特徴により、切削抵抗と切削プロセス中に発生する熱がインサートの広範囲部分に分散され、特定ポイント摩耗が減少し、工具寿命を延ばすため、可能な限り最大のノーズ R 形状を適用してください。
- 旧式の工作機械でフライス加工を行う場合は、発熱と工具摩耗を抑制するために、切削幅を工具径の 30% 以下に設定してください。
- フライス加工用途で粗加工を行う際に、高い切り屑排出率が必要な場合は、一般的に高トルク仕様の機械設備が推奨されます。
- 切削部分で高温度 ( 600 ° C以上) が発生しないように注意する必要があり、高温度によって材料の表面に「アルファケーシング」が生成されてコンポーネントの耐用年数が短くなる可能性があるためです。高圧クーラントを供給している場合にのみ、高切削速度を導入してください。
- 新機能の工作機械で加工する場合は、高度なダイナミックターニングおよびダイナミックミリング加工プロセスを適用して、発熱と工具の摩耗を最小限に抑制できます。
詳細またはヘルプについては、お問い合わせいただくか、 Aerospace Industry Segment Solution ページをご覧ください。
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