チタン鍛造

出典: https://alloysintl.com/titanium-applications/titanium-forging/ (改訂)

金属の需要が高いのは、主に鍛造チタン合金の優れた強度対密度比と、金属の優れた耐腐食性によるものです。これらの特徴により、陸上、空中、さらには海中でもうまく機能する耐久性と信頼性の高い素材が生まれ、これらすべてがチタン合金の多用途性を示しています。

チタン鍛造プロセスには次のものが含まれます。

自由型鍛造 – ブランクのチタン素材を変形させ、2 つの型の間のキャビティ内でプレスして成形します。これらの型は材料を完全に封入するのではなく、余分な材料が流出できる狭い隙間を提供します。チタンはキャビティ内で、所望の形状が得られるまで繰り返し打ち抜かれます。

密閉型鍛造 – 印象型鍛造としても知られるこの方法は、高圧下での圧縮を使用して、加熱されたチタンブランクを成形します。ブランクは、必要な形状を達成するために上から下に向かって相互に移動するダイによって完全または部分的に覆われます。

自由鍛造 – 小規模および/または単純な注文は、内部空洞のない 2 つの平坦なダイ間で実行されるチタン鍛造方法である自由鍛造で実現できます。これは比較的安価で柔軟な方法ですが、多大な労働力が必要なため、大量のチタン金属を鍛造する最も一般的な方法ではありません。

等温鍛造 – 出発材料と金型を高度に制御された同等の温度に加熱して、最小限の圧力で高い変形率を達成するプロセス。

多方向型鍛造、押出型鍛造、部分型鍛造、圧延リング鍛造などの他のタイプのチタン合金鍛造も、同様に熱、圧力、金型の独自の調整に依存して所望の形状を実現します。

鍛造品のメリット

高強度

耐食性

耐熱性

生体適合性

溶接性

さらに、特定のアプリケーション要件に応じて異なります。チタン鍛造会社を探すときは、鍛造プロセスで使用されるさまざまなグレードのチタン合金を使用することで、関心のある会社が必要な仕様に合わせてチタンを鍛造できるかどうかを確認できます。

最も一般的なグレードには次のようなものがあります。

Gr5: Ti6al-4v: 鍛造で最も広く使用されているチタン合金の 1 つである 6-4 チタンは、航空宇宙部品で特に人気があります。

Ti6-2-4-2 (UNS R54620): 高温での優れた耐クリープ性と強度が高く評価されている 6-2-4-2 チタンは、高熱と応力が存在するコンポーネントに使用されます。

Ti6-2-4-6 (UNS R56260): 6-2-4-2 チタンに似ていますが、靭性と延性が向上しています。

Gr9 (Ti 3-2.5) UNS R56320: 優れた溶接性と耐食性で知られる 3-2.5 合金は、医療業界でインプラントによく使用されます。

鍛造温度の影響

チタン合金はどのような温度でも鍛造できますか?技術的にはそうです。ただし、使用する温度はプロセスと部品にとって正しいものでなければなりません。

熱間鍛造は冷間鍛造よりも一般的ですが、後者の方が安価で環境に優しい場合があります。特に、低温（華氏 1650 度未満）は非合金チタンにのみ適しており、合金チタンには高温が必要です。

鍛造時に重要なのはチタン自体の温度だけではありません。過度の熱損失や熱の変動は部品の欠陥につながるため、金型の温度も制御する必要があります。

チタン鍛造プロセスにおける温度の重要性は、主にさまざまな熱レベルにおける金属の構造要素に関連しています。出発材料と金型の適切な熱レベルで鍛造することにより、鍛造機は、目前の作業に構造的に適した、より堅牢で信頼性の高い最終製品を作成できます。

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