チタン合金成形の7つの主要なプロセスを紹介する記事

チタン合金は、強度、耐食性、生体適合性に優れているため、航空宇宙、医療、海洋工学などの分野で広く使用されています。ただし、チタン合金の成形プロセスは複雑であり、部品の形状、サイズ、性能要件に基づいて適切な成形方法を選択する必要があります。この記事では、曲げ、スタンピング、スピニング、射出成形、熱間静水圧プレス、ダイレス多点成形、絞り技術という 7 つの主要なチタン合金成形プロセスについて詳しく説明し、そのプロセスの特徴と応用分野を分析します。
1.曲げる
コンテンツ：形状制御は、塑性変形と弾性回復の組み合わせによって実現されます。スプリングバック補正が必要です (2 度から 5 度のマージンを考慮してください)。最小曲げ半径は通常、チューブ直径の 3 倍 (冷間曲げ) または 2 倍 (熱間曲げ) です。酸化を防ぐために不活性ガス雰囲気を使用し、熱間曲げ温度は 177 度から 427 度の間に制御されます。

応用分野:深海探知機の耐圧ハウジング、-化学装置のパイプライン、-。
特徴：冷間曲げ後に歪取り焼鈍が必要であり、熱間曲げの反発角は1度以内に制御でき、表面酸化層の厚さは<0.1mm.
2. スタンピング
コンテンツ：コールドスタンピング（肉厚）<2mm) and hot stamping (deformation >50%）を使用し、温度制御により複雑な形状を実現します。ホットスタンピングでは、熱応力を軽減するためにブランクを 600 ～ 800 度に加熱し、金型を 150 ～ 200 度に予熱することが優先されます。
応用分野:航空機の翼パネル、化学装置のヘッド。
特徴：コールドスタンピング後、応力を除去するために最終焼鈍が必要です。高温ホットスタンピングにより、60% の単一変形と Ra の表面粗さを達成できます。<0.8μm.

3. スピニング
コンテンツ：スピニングツールは回転するブランクに圧力を加えて、中空の回転部品を形成します。このプロセスは、標準スピニング (壁厚一定) と高圧スピニング (壁厚可変) に分かれています。-重要なパラメータは、スピナーの送り速度とコア ダイの速度です。
応用分野:航空宇宙ロケットの燃料タンク底部、航空機エンジンのノズル。
特徴：材料利用率は90%以上で、チタン合金薄肉部品の公差は0.03~0.05mm以内に制御可能です。-

4. 射出成形
コンテンツ：チタン合金粉末をバインダーと混合し、射出成形します。脱脂、焼結を経て精密部品が得られます。粉末の粒度分布と酸素含有量を制御する必要があります。
応用分野:歯科インプラント、手術器具。
特徴：生体適合性に優れ、小型・複雑な構造部品に適しており、寸法精度も高い。

5. 熱間静水圧プレス
コンテンツ：100 MPa 以上の圧力と 900 ～ 1200 度の温度範囲の高温高圧下でチタン合金粉末またはビレットを完全に緻密化します。
応用分野:航空機エンジンや原子力機器の高温部品。-
特徴：内部の気孔を排除し、材料の機械的特性を向上させ、高い信頼性が要求されるコンポーネントに適しています。

6.モールドレス多点成形-
コンテンツ：マルチポイントダイを使用してチタンプレートを局所的に塑性変形させ、大きな曲面を実現します。-変形を調整するには、各点の変位を制御することが重要です。
応用分野:船舶の耐圧船体、宇宙船の殻。
特徴：従来の金型が不要なため、単一部品または小ロット生産に適しており、製造コストが削減されます。

7. 描画技術
コンテンツ：チタンシートに軸張力と横圧力を加えて二重曲率成形を実現します。亀裂を避けるためには、引張力とブランク保持力の比率を制御する必要があります。
応用分野:宇宙船の外皮、自動車のカバー部品。
特徴：高い成形精度、優れた表面品質、曲率の高い複雑な形状の部品に適しています。チタン合金の用途が拡大し続けるにつれて、その成形プロセスも継続的な革新と開発が行われています。将来的には、新しい材料やプロセスが継続的に登場することで、チタン合金の成形技術はより効率的、精密かつ環境に優しいものとなり、ハイエンド製造の発展を強力にサポートすることになります。-