チタンの加工

更新 : Jul. 2, 2025

チタンは、航空宇宙、医療、エネルギー、自動車などのハイエンド製造分野で広く使用されていますが、加工が最も難しい金属材料の1つとしても認識されています。従来の金属と比較して、チタンは熱伝導率が低く、強度が高く、弾性率が低いため、加工中に一連の課題が生じます。

加工中、チタンは切削領域の温度を急速に上昇させやすく、工具の摩耗や故障の増加につながる可能性があります。材料自体の靭性は、特に薄肉部品や複雑な曲面を持つ部品では、加工の振動や変形を引き起こしやすい可能性があります。また、チタンは工具材料との親和性が強く、工具の固着や欠けなどの問題が頻繁に発生し、加工の表面品質や寸法精度に深刻な影響を及ぼします。

このため、チタン加工は現代の製造業において常に技術的な障壁であり、したがって、業界で継続的な注目と研究の焦点となっている。

チタン合金の紹介とその加工価値

他のすべての金属と同様に、チタンにはさまざまな合金があり、それぞれに独自の特性と挙動があります。ここでは、さまざまなタイプの概要を示します。

純チタン	アルファ合金	ベータ合金	混ぜる
名前が示すように、純チタンは合金元素を含まず、機械加工が最も簡単なタイプのチタンです。	これは、アルミニウム、酸素、および/または窒素を含むチタン合金を指します。	これは、モリブデン、鉄、バナジウム、クロム、および/またはマンガンを含むチタン合金を指します。	これは、アルファチタン合金とベータチタン合金の混合物です。

チタンは価格が高く、加工が難しいにもかかわらず、主に次の主要な性能上の利点により、さまざまな業界で広く使用されています。

非常に高い強度対重量比: 十分な強度を確保しつつ、構造物の重量を大幅に軽減するため、航空宇宙産業やレース産業にとって理想的な材料となっています。

優れた耐食性: 長期間使用しても海水、高温、強酸性環境で腐食しにくく、船舶用機器、化学熱交換器などに広く使用されています。

優れた生体適合性: 人間の拒絶反応を引き起こすことは容易ではなく、整形外科インプラントや歯科構造部品に適した金属材料です。

優れた耐高温性: 一部のチタン合金は、高温環境でも構造安定性と機械的特性を維持でき、エンジンやホットエンドコンポーネントにとって重要な材料です。

なぜチタン合金は加工が難しいのですか?

チタン合金は、機械加工が難しいことで知られており、多くの要因に非常に敏感です。以下にリストされているのは、チタン合金の加工における主な課題の一部です。

複雑なツールパス設計
突然の切断を避けるために、ツールはワークピースと噛み合ったままにする必要があります。トロコイドパスとアークの入口/出口は、熱と工具の摩耗を減らすのに役立ちます。
熱を放出しにくい
チタンの熱伝導率が低いと、ツールに熱が蓄積し、急速に摩耗します。チップを冷却して除去するには、高いクーラント流量が必要です。
高いクーラント需要
旋削加工では、クーラント圧と射出位置を正確にする必要があります。不適切な高圧冷却は、表面の再堆積を引き起こす可能性があります。
ワークピースのクランプの難しさ
チタン合金部品は、構造が薄く剛性が低いことが多く、ワークを安定させ、振動を防ぎ、切削精度を向上させるために、カスタムフィクスチャが必要になることがよくあります。
厳格なツール要件
TiAlNコーティングなどのPVDコーティングを施した超硬工具を使用する必要があります。チタンは非常に弾力性があるため、振動や表面摩擦の原因となる不動態化を避けるために、工具は鋭利でなければなりません。
難しい切りくず処理
チタンは長い切りくずを形成する傾向があり、工具に害を及ぼし、ワークピースを傷つけます。切りくず処理ツールと切りくず処理パスは、短くて厚い切りくずを生成するために好まれます。
高い機械性能
チタン加工では、低速で安定した振動のない動作を確保するために、スピンドルトルクの高い剛性の高い機械が必要です。
明らかな加工硬化
チタンは加工中に硬化し、工具の摩耗を加速します。一定の送りは、硬化を抑え、切断効率を維持するのに役立ちます。
送り速度を上げることは有益です
送り速度を適切に上げると、1つの領域での工具の滞留時間を短縮し、熱影響を減らし、工具の寿命を延ばすことができます。

チタン合金の一般的な加工技術と技術要件

チタン合金の加工は難しいだけでなく、複雑なプロセスステップも伴います。製品の構造と性能要件に応じて、一般的に使用されるチタン加工技術には、フライス加工、旋削加工、穴あけ加工、研削加工、レーザー加工などがあります。各プロセスの特徴と技術的なポイントは次のとおりです。

製粉

フライス加工は、チタン加工で最も一般的なプロセスの1つです。チタンは熱伝導率が低く、弾性が高いため、フライス加工中にびびりや熱蓄積が発生する可能性が非常に高いです。低速、高送り戦略を採用し、高剛性ツールシステムを採用し、高圧冷却を補って工具寿命を延ばすことをお勧めします。

主な技術ポイント:

このツールには、高い剛性とシャープな刃先が必要です
断続的な切削を避けるために、ツールパスを最適化する必要があります
TiAlNコーティング超硬工具の使用をお勧めします

旋回

チタン合金を旋削する場合、工具負荷が大きく、切りくずがひどく付着します。切削温度が高いと、工具の火傷を負いやすくなります。クーラントは正確に配置され、射出圧力は安定した回転を確保するために十分に高くなければなりません。

主な技術ポイント:

加工硬化を避けるために、切断パラメータを正確に制御します
旋削工具には優れた耐熱性が必要です
工具の角度は、切りくず処理を助長する必要があります

錬成

チタン合金の穴あけ加工は、最も困難なプロセスの1つです。主な問題は、ドリルがすぐに摩耗し、穴の壁が加熱されて変形しやすく、切りくずが絡まって詰まりやすいことです。ステップドリル、ショートドリル、内部クーラント構造ドリルは、問題を軽減するためによく使用されます。

主な技術ポイント:

内部冷却付きの超硬ドリルを優先
低速、高送り戦略を採用
継続的な切りくず除去を維持する必要があります

研削

チタン合金部品の表面仕上げと寸法精度に使用されます。チタンは熱伝導率が低いため、研削熱を放散しにくく、ワーク表面が焼けたり変形したりしやすくなります。

主な技術ポイント:

特殊チタン砥粒と高硬度砥石を使用
冷却が十分でなければ、研削クラックが発生する可能性があります
局所的な高温を避けるために、切削深さは浅くする必要があります

レーザー切断/溶接

複雑な輪郭の切断やチタン合金の溶接に適しています。チタンは酸素に非常に敏感であり、レーザー加工は、特に溶接中に保護雰囲気で行う必要があります。

主な技術ポイント:

切断または溶接時には高純度のアルゴン保護が必要です
ビームパラメータは、オーバーバーンを防ぐために細かく制御する必要があります
熱影響部は、マイクロクラックをなくすために二次処理が必要です

チタン合金加工ソリューション:さまざまな業界のニーズを満たす

チタン合金は多くの産業で広く使用されています。各業界には、チタン合金部品に対する異なる要件があります。各業界の特定のニーズに応じてカスタマイズされたチタン合金加工サービスを提供しています。以下は、いくつかの主要業界に提供するチタン合金加工ソリューションであり、各業界で一般的に使用されている加工技術を紹介します。

航空宇宙産業

チタン合金は、主に航空宇宙のエンジン部品、航空機構造部品、タービンブレードなどに使用されています。これらのコンポーネントは通常、高強度、高温耐性、耐食性を必要とするため、高度な加工技術を使用して部品の安定した性能を確保しています。

一般的に使用されるチタン合金加工技術:

精密フライス加工

高精度な切断により、部品の強度と耐食性を確保します。

放電加工(EDM)

チタン溶接により、強力で密閉された構造部品が保証されます。

CNC加工

表面陽極酸化は耐食性を高め、耐用年数を延ばします。

Chalcotitaniumの航空宇宙加工サービスの利点:

高剛性の工作機械や切削工具は、振動を低減し、加工精度を向上させます
さまざまなチタン合金タイプと複雑な構造の要件を満たすためにカスタマイズされた加工ソリューション

医療業界

チタン合金は、その優れた生体適合性と耐食性により、整形外科インプラントや歯科用部品などの医療用途で広く使用されています。私たちは医療業界向けの精密チタン合金部品加工を提供し、ISO13485などの厳格な品質基準への準拠を保証します。

一般的に使用されるチタン合金加工技術:

精密旋削とフライス加工

医療用インプラントや手術器具の製造に使用され、滑らかな表面と正確な寸法を確保します

レーザー切断

インプラント加工でよく使用される小さな開口部や複雑な形状の精密な切断に使用されます

熱処理

チタン合金の強度と耐食性を向上させ、医療機器の長期安定性を確保します

カルコチタン医療分野の技術処理の利点

厳格な品質管理システムにより、各部品が国際的な医療基準を満たしていることが保証されます
個々のニーズと高精度な寸法要件に対応するカスタマイズされた加工技術

自動車産業

自動車業界では、チタン合金はレーシングパーツ、エンジンアクセサリー、高性能車の軽量部品によく使用されます。当社が提供するチタン合金加工サービスは、自動車の性能と安全性を向上させるための高強度・軽量設計に重点を置いています。

一般的に使用されるチタン合金加工技術:

CNCフライス盤

高強度の自動車部品は、効率的なCNCフライス加工技術によって処理されます。

レーザー溶接

高強度自動車部品の溶接に使用され、溶接部品の完全性と耐久性を確保します。

深穴加工

自動車エンジン部品の深穴や小さな溝の加工に特に使用されます。

自動車分野におけるカルコチタニウムの技術サービスの利点:

迅速な対応と効率的な生産により、大量注文を短時間で納品できます
部品の強度と軽量化を確保するための高精度加工

エネルギー・オフショアエンジニアリング業界

チタン合金の優れた耐食性は、エネルギーおよびオフショア産業、特にオフショアプラットフォームコンポーネント、熱交換器、石油およびガス機器において重要な材料となっています。これらの業界向けに、高い信頼性と耐食性を備えたチタン合金加工サービスを提供しています。

一般的に使用されるチタン合金加工技術:

切断

高精度な切断により、部品の強度と耐食性を確保します。

溶接技術

チタン合金溶接技術は、複雑な構造部品を製造し、その耐久性とシーリングを確保するために使用されます。

表面処理

表面陽極酸化などのプロセスにより、部品の耐食性が向上し、耐用年数が延びます。

エネルギーおよびオフショアエンジニアリング業界におけるChalcotitaniumの技術サービスの利点

過酷な環境に適応するための高温耐性と耐食性のチタン合金材料を提供
強力な溶接および熱処理能力により、海洋環境での部品の長期使用が保証されます

カルコチタニウムを選択してください—— ワンストップのチタン合金材料および加工ソリューションプロバイダー

チタン合金の選択はほんの始まりにすぎません。その後の加工と処理が、部品の性能と使用効果を決定することがよくあります。カルコチタンは、長年にわたってチタン合金材料に深く関わってきただけでなく、旋削、フライス加工、穴あけ、溶接、熱処理、精密洗浄、表面処理などの主要なリンクをカバーするチタン合金精密加工の成熟した生産システムを確立しました。航空宇宙、医療機器、自動車、エネルギー機器など、多くの高水準産業向けに材料から完成品の配送までをワンストップで提供し、お客様の調整コストの節約と配送効率の向上を支援しています。

次の処理上の利点があります。

高精度加工能力:5軸CNC工作機械、精密研削盤、その他の機器を装備し、±0.01mmの公差制御を達成でき、形状と位置精度に関するハイエンド構造部品の厳しい要件を満たします。
複雑な部品ソリューション:薄肉部品、特殊形状部品、深キャビティ構造のチタン合金加工を専門としており、多軸クランプツールと振動低減ツール戦略を備えています。
非常に安定した生産プロセス:原材料の準備から仕上げ、表面処理までの全プロセスが制御され、一貫性とバッチの安定性が確保されます。
プロセスのカスタマイズと共同開発:特に医療用インプラントや航空宇宙構造物など、高度なカスタマイズを行うプロジェクトに対して、お客様の図面と性能要件に基づいたプロセス最適化の提案と共同開発サービスを提供できます。
統合された品質管理システム:ISO品質基準と業界固有の仕様(AS9100、ISO 13485、その他のプロジェクト管理モデルなど)がプロセス全体に実装され、最終製品のプロセストレーサビリティと安全性を確保します。

材料供給と加工サービスを統合することで、納期とコストをより効率的に管理しながら、製品の性能が最終用途の要件を満たすようにすることができます。お客様にとって、カルコチタンを選択することは、チタン自体を選択するだけでなく、図面から物理的なオブジェクトまでの困難な部品の高品質な実装を達成するために協力する信頼できるパートナーを選択することです。