WFL はチタン加工の課題を克服します

航空業界は、WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG にとって重要な市場セグメントを表しています。 この産業分野では、機械加工が難しいと考えられる材料の需要がますます高まっています。 特にチタン加工はWFLの豊富なノウハウが活かせる分野です。

特定の特性を持つ材料チタンは、切削プロセス中の工具や機械に常に特別な要求を課してきました。

近年、軽量素材の中でもチタン3.7165は優れた特性を持った素材として、特に航空・宇宙産業や医療分野などで普及してきています。 最も頻繁に使用されるチタン合金の 1 つで、6% のアルミニウムと 4% のバナジウムが含まれています。

通常 Ti6Al4V と呼ばれるこの合金は、強度、耐食性、および応力に耐える能力の非常に優れた組み合わせを示します。 この材料には優れた経験値と切削データがありますが、その加工は依然として機械加工における最高の専門分野の 1 つです。

あらゆる金属の巨人新しいチタン合金は特殊な用途向けに常に開発されており、多くの場合、特定の顧客の要件に基づいています。 いくつかの WFL 顧客は、航空業界の着陸装置の製造にチタン 5553 (Ti5Al5V5Mo3Cr) を必要としています。

この材料は、強度と靭性の向上により優れています。 また、加熱中の構造変化の影響も受けにくくなります。 この材料は確かに機械加工の分野における本物のタイタンの 1 つであり、その名前はギリシャ神話に由来しています。

Ti5553 は、現在市場で販売されている材料の中で最も加工が難しい材料の 1 つです。 60 m/min という低い切断速度では最大 2,780 N/mm² のせん断応力が発生する可能性があるため、加工中は 45 m/min の切断速度を超えないようにしてください。

チタン加工における課題

この材料では、熱伝導の悪さとそれに伴う材料の化学変化（高温での脆化）による点熱や構成エッジの形成などの問題が、他のチタン合金よりも大きく発生します。

したがって、Ti 5553 を使用する場合は、切削速度、送り速度、および侵入深さが互いに正確に一致していることが重要です。適切な冷却潤滑剤の使用は、正しい冷却戦略と同じくらい重要です。 切り粉の迅速かつ継続的な除去が保証されなければなりません。 熱放散はツールを介して大幅に発生します。

専門家によって「象皮」と呼ばれる鍛造皮の除去は、この素材のさらなる課題です。 上流の鍛造プロセスとその結果として生じる熱的および冶金的影響により、このスキンには非常に高いレベルの表面硬度が与えられます。

弾性率が低いということは、チタンが工具の圧力を回避して刃先と融合する傾向があることを意味します。 したがって、すでに述べたように、機械加工は低速の切削速度で行う必要がありますが、比較的高い均一な送り速度で行う必要があります。 どのような場合でも、振動がなく、クランプで固定された鋭利な工具を使用する必要があります。 切削材にはコバルトを多く含むハイス鋼、超硬、ステライトなどが使用されます。

経験が決め手となるこれらすべては、チタンには工具の選択と使用、そして加工戦略において多くの経験が必要であることを示しています。

製造中の機械加工の重要な側面に対応できる能力は、設計段階の早い段階で実証されなければなりません。 たとえば、ブランクワークピースの材料の厚さが異なると、加工方法を変更する必要があるという事実を考慮する必要があります。 発生する切削抵抗とともに熱影響部も考慮する必要があります。

チタンのような難削材は、WFL 機械の開発に影響を与えました。 WFL は、まさにこの種の要求の厳しいアプリケーションに対して個別のソリューションを提供します。 実機だけでなく冷却や生産戦略なども網羅しています。