IHP処理はチタンの切削やプレス加工を可能にする表面処理です

チタンの加工について

チタンが難加工材の理由

チタンの加工がなぜ難加工材料なのかというと、結晶構造が加工しにくい構造なのです。
チタンは六方晶という構造で、これが加工を困難にしています。

 

変形抵抗が大きい

変形抵抗が比較的大きいため、加工熱が発生しやすい、そして加工熱で硬くて脆いチタン化合物を形成し加工の継続が困難になる。

 

金属活性が高い

化学的活性が強く、他の金属との親和力が強いため、成形時にチタンと工具は高温で合金を作り工具との焼き付きが発生する。

 

熱伝導が低い

チタンは熱伝導が低いため、加工熱が蓄積され局部的高温になりやすい。工具や金型が高温になり潤滑油の上限温度を超え焼付き、異常摩耗の原因になる。

 

ヤング率が小さい

ヤング率が小さいため、細物の旋盤加工時などにたわみやすいため、ビビりが生じ寸法精度が出にくい

チタンの加工について

前項の理由からチタンは熱伝導が低いため、切削やプレスで生じた加工熱が素材側に逃げず、工具の加工部に熱が蓄積され局部的に高温になる。
高温になるとチタンは金属活性が高くなり、工具との親和性が増加し、チタン化合物を形成し焼き付きが発生、その後の加工が困難になる。

 

なかでも金属活性の問題が一番厄介で、これを回避するには工具とチタンが直接接触しないようにするしか方法がありません。
例えば伸線加工では、材料の表面に陽極酸化処理を施し、チタンと穴ダイスが酸化物を介して直接触れないようにすれば、何の問題もなく伸線加工ができます。
このようにチタンと工具が直接触れなければ、ステンレスと同じように普通に加工できるのもチタンの特徴です。

 

弊社のIHP処理は、マイクロディンプルにより強固に流体潤滑を維持できチタンとの相性が良く、様々な場面でチタンの加工に利用されています。
このセクションではIHP処理とチタンの加工についてご紹介します。

チタンの深絞りとIHP処理について

チタンの深絞りではIHP処理の効果をすぐに確認できます。
処理をしていない金型で深絞りを施すと、製品の表面は白っぽくなります。これはチタンの酸化化合物が形成されていることになります。また金型も表面が荒れていくのもすぐに確認できます。
これは金型と材料が境界潤滑になり、接触しているため熱による影響です。

 

IHP処理を施した金型でチタンを深絞りすると、表面粗度はIHP処理のディンプルの影響か、鏡面ではなく若干の艶消し表面になります。しかし流体潤滑が維持されているため、変色や色むらのないキメのそろった表面になりました。

 

弊社はプレス加工メーカではないため加工技術は無く、お客様からのフィードバックされた情報しかありませんが、特にステンレス用の金型を修正することなく、IHP処理を施しただけで、そのままチタンの加工に使用できるとの話です。

チタンの切削とIHP処理について

チタンが切削しにくい理由は、チタンの熱伝導性が低いため切削時に発生した熱が、切りくず側に逃げずにバイトに蓄積され、局部的に高温になります。
そして高温になるとチタンが活性化するため、バイトと溶着し焼き付きが発生します。

 

焼き付きを防止するために、加工条件やクーラントの種類、バイトの切れ角、チップブレーカーの形状など、様々な方法が試されてきました。
IHP処理を施した切削工具は潤滑特性が向上するため、加工熱の冷却が効率的になったため、溶着を防ぎ焼き付きの防止に効果があります。

 

弊社は切削加工メーカーではないため、共同開発している切削メーカーからのフィードバックの情報しかありません、ぜひIHP処理の効果を試していただければと思います。
試作でIHP処理をさせていただきます、よろしくお願いいたします。

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