精密鍛造チタンサービス

Wstitaniumは、圧延リング、角形、長方形、円筒形から型鍛造チタン部品まで、主に航空宇宙および医療機器製造向けにチタン鍛造製品を提供する、高い評価を得ているサプライヤーです。圧延機、鍛造機、熱処理炉などの先進設備への投資も行っています。

精密鍛造チタン製品メーカー

鍛造により、予測可能で均一な結晶粒径と流動特性が得られ、優れた冶金特性と機械的品質が実現し、最終部品の方向性靭性が向上します。また、鍛造によりチタン部品の内部空隙や気泡が排除され、予測可能な構造的完全性が実現し、熱処理と機械加工が簡素化され、負荷条件下での最適な性能が確保されます。このように、鍛造品の高強度特性により、最終的な完全性を損なうことなく、断面の厚さと総重量を削減できます。より複雑なチタン部品をご希望の場合は、喜んでお引き受けいたします。Wstitaniumは鍛造品メーカーであり、技術的に訓練された営業スタッフ（多くは機械工学の学位または工場経験者）を擁しており、現場での鍛造に関する情報を提供できるソリューションです。

チタン鍛造とは？

チタン鍛造は、固体チタン金属ブランクに外力を加えて塑性変形させ、特定の形状、サイズ、特性を得る製造プロセスです。鍛造はチタンの結晶粒を微細化し、組織をより緻密で均一なものにし、強度と靭性を大幅に向上させます。例えば、一般的なTC4チタン合金は、鍛造後に900MPa以上の引張強度に達し、大きな衝撃荷重にも耐えることができます。チタン自体は、ほとんどの媒体中で安定した緻密な酸化膜を形成できますが、鍛造によってこの特性がさらに強化されます。鍛造後のチタンは長期間の耐腐食性を備え、海洋工学、化学工業などの分野で明らかな利点を持っています。

チタン鍛造の利点

鍛造工程によりチタン内部の結晶粒が微細化され、より緻密に配列することで強度が大幅に向上します。例えば、TC4の引張強度は900MPa以上に達し、大きな外力にも変形や損傷を受けにくくなっています。

航空宇宙や自動車など、重量が重要な要素となる用途では、チタン鍛造により強度を損なうことなく大幅な軽量化が可能です。チタンの軽量特性により、より効率的な構造設計が可能になり、燃費と性能が向上します。

前述の通り、鍛造チタン部品は過酷な腐食環境にも耐えられるため、保護コーティングやメンテナンスの必要性が軽減されます。この特性は、機器が腐食性物質に頻繁にさらされる石油・ガス産業などにおいて特に有用です。

チタン鍛造は、他の製造プロセスよりも優れた設計柔軟性を実現します。複雑な形状や幾何学的形状を形成できるため、エンジニアは性能と機能性を重視した設計を最適化できます。この柔軟性は、イノベーションとカスタマイズが不可欠な業界において非常に重要です。

チタンは高価な素材と思われがちですが、チタン鍛造の長期的なコストメリットは無視できません。鍛造チタン部品の耐久性と長寿命により、メンテナンスや交換にかかるコストを長期的に削減できます。

鍛造チタンは強度を向上させると同時に、優れた靭性も維持します。つまり、エネルギーを吸収・分散し、衝撃や振動を受けても容易に破損せず、ある程度の大きな動的負荷にも耐えることができます。

チタン鍛造能力

Wstitaniumの熟練した鍛造チームは、チタン合金加工の複雑さを理解し、少量生産から大量生産まで、高品質な製品を提供します。Wstitaniumは、お客様の信頼できるチタン鍛造パートナーです。4,000トンプレス機は、ハブ、ブランク、フランジ、シャフト、リング、ディスク、段付きシャフト、クランクシャフト、クランクなど、様々な形状とサイズのチタン部品をカスタマイズできます。鍛造サービスには、自由鍛造、型鍛造、ローリングリング、ラジアル鍛造、熱間鍛造、冷間鍛造などが含まれます。

無料鍛造

自由鍛造とは、衝撃力または圧力を用いてチタンビレットを上下のアンビル間で変形させ、所望の形状とサイズを得る鍛造方法を指します。自由鍛造工程中、チタンビレットの変形は制限されません。

型鍛造

型鍛造とは、チタンビレットを所定の形状の鍛造金型内に配置、圧力を加えることでビレットを塑性変形させ、金型内の形状と同一の形状の部品を得る製造工程です。金型の形状が鍛造品の形状を決定します。

ローリングリング

ローラーは、様々な直径と重量のチタンリングを製造します。円形のチタン部品を打ち抜いてリング部品を形成し、再結晶温度まで加熱した後、アイドラーロールに載せ、駆動ロールに向かって移動させて所定の直径まで拡張します。

ラジアル鍛造

ラジアル鍛造とは、鍛造設備のハンマーヘッドが円状に配置されていることを指します。稼働中は、複数のハンマーヘッドがブランクを高頻度かつ同時に叩きます。チタンロッド、チタンチューブ、チタンシャフトの製造に広く用いられるプロセスです。

熱間鍛造

チタンの熱間鍛造とは、チタンまたはチタン合金を加熱した後、鍛造するプロセスを指します。このプロセスにより、チタンの結晶粒組織が微細化されます。加熱後、チタンの可塑性は大幅に向上します。熱間鍛造温度はチタン合金によって異なりますが、通常は800～1100℃です。

冷間鍛造

冷間鍛造とは、チタンまたはチタン合金を室温で鍛造するプロセスを指します。冷間鍛造されたチタン部品は、精度、表面品質、強度、硬度に優れ、サイズと形状の精密制御も優れています。冷間鍛造にはより高い圧力が必要となるため、鍛造設備への要求は高くなります。

熱処理

鍛造チタン部品は、通常、応力を除去し、金属組織と性能を最適化するために熱処理が必要です。その後、チタン部品は、旋削、フライス加工、穴あけ加工など、実際のニーズに応じて機械加工され、必要な寸法精度が得られます。

ストレス解消

鍛造工程では、チタン部品の内部に残留応力が発生します。これは、チタンが外圧によって塑性変形すると、内部の格子構造がねじれ歪み、変形の程度が部位によって異なるため、応力が発生するためです。これらの残留応力を除去しないと、部品はその後の加工や使用中に変形したり割れたりする可能性があります。応力除去焼鈍などの適切な熱処理工程を経ることで、部品内部の原子配列を再調整し、これらの残留応力を効果的に除去することで、部品の寸法安定性と信頼性を向上させることができます。

組織構造の改善

チタン部品は鍛造後に組織構造が不均一になることがあります。鍛造工程によって結晶粒を微細化することは可能ですが、場合によっては結晶粒の大きさや形状が理想的な要件を満たさなかったり、縞状組織などの鍛造欠陥が発生することがあります。このような状況は熱処理によって改善できます。例えば、再結晶焼鈍処理によって、変形した結晶粒が再び核形成・成長し、より均一で微細な結晶粒組織が得られるため、部品の機械的特性が向上します。また、適切な熱処理によって合金元素がマトリックス内により合理的に分散し、より良好な相構造が形成され、部品の強度、靭性、硬度などの特性がさらに最適化されます。

機械的特性の調整

– 部品の具体的な使用要件に応じて、熱処理によって機械的特性を調整する必要があります。例えば、一部のチタン部品は、より高い強度と硬度が求められます。溶体化処理と時効処理を組み合わせた熱処理プロセスにより、合金元素をチタンマトリックスに完全に溶解させ、その後、時効処理中に強化相を析出させることで、部品の強度と硬度を大幅に向上させることができます。逆に、部品に優れた可塑性と靭性が必要な場合は、適切な焼鈍処理を施すことで材料の硬度を低下させ、可塑性を向上させることができ、衝撃や複雑な変形を受けた場合でも部品が破損しにくくなります。

鍛造チタングレード

異なるグレードの鍛造チタンチタン材料は、微量元素比率の違いにより異なる性能特性を示し、それぞれ異なる応用分野に適しています。実際の応用においては、機械的特性、耐食性、熱的特性、生体適合性など、具体的な用途要件に応じて、総合的に検討し、適切なチタングレードを選択する必要があります。同時に、鍛造プロセスも材料の性能に重要な影響を与えます。したがって、チタン材料の優れた性能を最大限に発揮し、様々な工学・産業用途のニーズを満たすためには、グレードに応じて適切な鍛造プロセスパラメータを策定する必要があります。