チタンとその特徴

 チタンは非常に優れた特徴を持つ金属であり、航空機部品、輸送機器用のエキゾーストや、腕時計、アタッシュケースなどの、高価な金属製品を中心に幅広く使用されています。このように、高価な製品を中心として積極的に使用されている背景には、チタンの優れた特徴があります。

・軽量かつ高比強度

 チタンが使用される最大の理由は、軽量と高い比強度をもつためです。鉄の6割ほどの重量しかなく、それでいて鉄の2倍ほどの比強度があるため、製品を小さく、あるいは薄くすることが可能です。加えて、チタン合金は耐熱性に優れているため、熱を帯びる箇所やその付近の部品として使用することも可能です。

・腐食しにくい

 チタンは腐食しにくい金属です。チタンは、空気に触れた瞬間、不動態皮膜を形成します。この不動態被膜が酸素を通さないため、腐食が進行しないというメカニズムです。また、この不動態被膜は、酸素はもちろんのこと、塩分も通さないため、海水中においても高い耐食性を実現しています。

 このようにチタンは、製品の材質として使用する上で、非常に多くの長所を持つ金属です。その一方で、チタンの優れた特性ゆえの短所もあります。

・高価

 チタンは高級製品に頻繁に使用されていることからも分かるように、非常に高価な材質です。高価な材質である理由としては、特殊な装置で複数工程に及ぶ加工と精製が必要となってきます。そのため、どうしても高価になってしまうのです。

・加工難度が高い

 チタンは加工難度が高い材質として知られており、特に切削と溶接にはノウハウが必要な材質です。切削の際は、その高強度故に、刃先に大きな力がかかるため、注意して加工を進めないと、刃物を破損する恐れがあります。また、たわみやすいという特徴もあるため、寸法を出すためにはノウハウが必要となります。加えて、マグネシウム同様、チタンも切粉が燃えやすい性質を持っており、加工の際には細心の注意を払う必要があります。

 また、溶接難度が高いことでも知られています。酸化すると脆くなるのでアルゴンガスでシールドをし溶接する必要があります。

チタン製の製品

チタン溶接の様子

チタンの加工におけるポイント

 上記のように、チタンは加工が非常に難しい材質です。そのため、加工の際にはチタンにあった加工方法を適用する必要があります。たとえば、切削の際には、超硬またはハイスバイトを使用することや、加工速度を遅めにする、切削油にも配慮し、工具の破損に留意しながら加工を進めていく必要があります。

 また、溶接の際には、高温時にチタンが酸化して変質してしまうのを防ぐため、シールド治具などを用いて、溶接後の温度が下がるまで大気を遮断する、などの工夫が必要となります。

 このようにチタンは、元々の原材料の高さと、その加工の難しさから、どうしても製品が高価になってしまいます。そのため、チタン製品の製作にお困りのお客様も多くいらっしゃるのではないでしょうか。

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