チタンは、航空宇宙産業や医療分野などで広く使用される金属ですが、高い強度と耐食性のため、切削加工においては、「難削材」として知られています。

そのため、チタンの切削加工には経験とノウハウが必要です。

この記事では、チタンの切削加工における重要なポイントを解説します。

1.チタンの特性

高強度と軽さ

チタンは、多くの産業で重要な役割を果たしています。チタンの持つ一番の特徴は、並外れた強度です。鉄に比べて半分程の重さであるにもかかわらず、同程度の強度を持っています。このため、航空機や宇宙船など、軽くて強い素材が求められる分野で頻繁に用いられています。

優れた耐食性

また、チタンは非常に優れた耐食性を持っています。酸素と結びついて自然に形成される酸化チタンの薄い膜が、錆びや腐食から守ってくれる為です。

熱による変形が少ない

チタンのさらなる魅力は、低い熱膨張率です。温度が変化しても寸法がほとんど変わらないため、高精度が求められる部品にも適しています。これにより、精密機器や航空宇宙産業での利用が進んでいます。

2.チタンが難削材とされる理由

一方でこれらの優れた特性がゆえに加工の際には難削材に分類されます。チタンは、強度が高いため、切削加工時の工具への負荷が大きくなります。適切削るにはノウハウが求められます。また、適切な切削速度でなければチタン自体が変形してしまうことがあります。これはチタンの力が加わった際に変形しやすい（強度は強いが剛性は高くない）という特性のためです。

さらに、熱伝導率が低いため、切削時に生まれる摩擦熱が工具の方に蓄積され易いです。そのため、工具の消耗も激しくなってしまいます。

3.チタンの加工の際のポイント

チタンの切削加工におけるポイントは大きく3点あります。

①適切な切削速度

チタンの切削加工では、切削速度の調整が重要です。チタンは熱を蓄積しやすく、低速で切削することが推奨されます。

②適切な冷却液の使用

チタンの切削加工では、熱を効率的に取り除くために冷却液をかけながらの切削を行います。切削の過程で火花や高温の切り屑が発生し、火災のリスクもあります。冷却液を使って工具とチタンの接触部分に直接冷却液を供給し、生まれる熱を冷ますことが重要です。材料に見合った冷却液の選定は製品の切削面の品質も保ち、工具の寿命を延ばします。

③切削工具の工夫

最後にチタンの切削には、特別硬い工具を用いる必要があります。硬質合金やセラミックコーティングされた工具は、高温でも耐久性があり、摩耗を減らします。適切な刃先角度に設定することも必要です。切削抵抗を減らし、滑らかな切削が可能になります。また、刃先交換のノウハウは製品の精度に大きく影響を及ぼすため重要となります。

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4.難削材、特殊鋼の加工は当社にお任せください！

丸物・旋盤加工.COMでは、鉄、ステンレスをはじめ、さまざまな材質の加工を行っています。アルミ、真鍮・銅やインバー、ハステロイ、インコネル、チタン合金、ニッケル合金、モネルなどの”難削材” ”特殊鋼”と呼ばれる素材の切削加工が可能です。難削材においては刃先交換のノウハウがなければ、製品の精度に影響を及ぼすため、実績のある企業に依頼することも重要です。

腐食性の強い環境下、専門性の高い分野では、こういった”難削材” ”特殊鋼”が使用されることも多く、さまざまな業界向けに納入させていただいています。

また、一般材だけではなく、難削材・特殊材の自社手配も行っています。自社調達を行うことでお客様の素材手配の手間の削減とトータルリードタイムの圧縮を行っています。難切削材の旋盤、切削加工についてお困りの際は、ぜひお問い合わせください。