大型旋盤加工で用いられるチタン素材とは？

大型旋盤加工で用いられるチタン素材とは、主に純チタン2種と工具用チタン（64チタン）です。これらの素材は、高い強度と軽量性、優れた耐食性から、航空宇宙、医療、化学プラントなど多岐にわたる分野で利用されています。しかし、その特性から加工には特殊な注意が必要です。当記事では、大型旋盤加工で用いられるチタン素材の種類と注意点について解説します。

チタンの種類と特性

大型旋盤加工に用いられるチタンには、主に2つの種類があります。

純チタン2種

純チタンとは、純度の高いチタンのことを指します。中でも、チタン1種、チタン2種、チタン3種、チタン4種に分類されており、大型旋盤加工では、純チタン2種が用いられるケースが多いです。これらの純チタンは、強度・軽量性等に優れていることから、幅広く利用されています。

工具用チタン（64チタン）

64チタンは、チタンにアルミニウム（6%）とバナジウム（4%）を添加したチタン合金です。正式名称は「Ti-6Al-4V」で、チタン合金の中で最も広く使用されています。強度に優れる純チタンと比較しても、さらに高い強度を持つため、耐久性が求められる場面で活躍します。

チタンの大型旋盤加工性

チタンは、その特有の性質から加工が難しい素材として知られています。熱伝導率が低いため、切削時に発生する熱が工具側に集中し、工具の摩耗や損傷を引き起こしやすくなります。これらの面を考慮すると、ステンレスよりも加工が難しいとされています。

チタンの大型旋盤加工における注意点

最も大きな課題の一つが発火の危険性です。特に、細かい切り屑や粉末は空気中で非常に燃えやすく、摩擦熱や静電気によって容易に発火する可能性があります。加工中は、切り屑が堆積しないようにこまめに除去し、切削油を十分に供給して冷却することが不可欠です。また、火花が発生しないように低速で加工を行うなどの安全対策が求められます。これらの課題を克服するためには、適切な工具の選定、切削条件の厳密な管理、そして安全対策の徹底が不可欠です。

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