チタンの特徴

チタンのメリット

まずチタンのメリットは　

①軽量性
②比強度が高い
③耐熱性
④耐食性
⑤熱伝導率が低い
⑥高い生体適合性

の６点が主に挙げられます。下記にこの６点について詳しく述べます。

軽量性

含まれている不純物が微量である純チタンは、比重（物質の重さを表す基準）は4.51となっています。鉄が7.85、銅が8.96ですので、チタンは鉄の約3/5、銅の約1/2の重さですので非常に軽い金属と言えます。マグネシウムやアルミニウムには敵いませんが、代表的な金属の中では軽い部類に入ります。

比強度が高い

チタンの比強度は金属の中で最大クラスです。比強度とは「引張強さ」を「比重」で割った値のことです。つまりチタンの比強度が高いということは、チタンが軽くて強いということを示します。またチタン合金は純チタンに比べてさらに比強度が高くなっています。

耐熱性

チタンの溶融点は1668℃で、ステンレスやアルミニウム、銅に比べると高融点の金属です。高い温度（500℃以下）でも高い強度を保てるため耐熱性が高く、自動車や航空機の耐熱性が要求される部品に使用されている。

耐食性

チタンは他の金属に比べて耐食性に優れており、錆びにくい金属です。チタンが耐食性に優れている理由は、チタンが非常に活性な金属であるためです。酸素との結合力が強いので、チタン表面に瞬時に酸化皮膜を形成します。この形成された酸化皮膜が酸素を通さないため、酸化が進むのを防ぎます。特に海水には完全耐食であるため、船や橋など海洋の造形物によく用いられています。

熱伝導率が低い

チタンの熱伝導率は１７(W/mK)で、鉄の約1/4、銅の約1/23となっています。つまりチタンは他の金属と比べると、温まりやすく冷めやすい金属といえます。そのため鍋に使われたりもします。

高い生体適合性

チタンは水に触れてもイオンがほとんど析出しないため、金属アレルギーを引き起こしにくい金属です。また有毒性もないため、人体に優しい安全性の高い金属です。そのため、アクセサリーや医療機器などにもよく使われています。

チタンのデメリット

チタンは上で述べたようにメリットの多い金属ですが、デメリットもあります。

①比剛性が低い
②加工が困難
③高価格

が主なデメリットです。下記にこの3点について詳しく述べます。

剛性が低い

チタンは銅やアルミニウムに比べると比剛性が低い金属です。つまりチタンは変形しやすい金属といえます。そのため細長い加工は出来ません。

加工が困難

上記のメリットで述べた通り、チタンは強度が高い金属です。そのため切削加工やプレス加工が難しくなります。また活性な金属であるために切削熱が多く発生し、工具の磨耗量が大きくなります。さらにチタンは耐摩耗性が低いため、加工時に発生する切り粉が燃えやすく、金属火災が発生しやすいです。チタンは優れた点が多い金属ですが、このメリットのせいで加工が困難になってしまっています。

高価格

チタンは高価な金属です。金属チタンの原材料である酸化チタンは、全金属の中でも5番目くらいの埋蔵量なので決して少ないわけではありません。そのためチタンは希少金属ではありません。ではなぜ、希少金属でもないチタンの価格が高いのかというと、原材料の酸化チタンを金属チタンに精製するのに手間がかかるためです。さらに上記で述べたように、チタンは加工が困難なため加工コストがかかり、価格が高くなりやすくなっています。

まとめ

チタンのには多くのメリットがあり、

①軽量性
②比強度が高い
③耐熱性
④耐食性
⑤熱伝導率が低い
⑥高い生体適合性

など他の金属に比べると優れた点の多い優秀な金属です。
しかし強度が高いために加工が困難であったり、高価格であったりと、使う場所を選ぶ必要のある金属です。

チタン加工品の事例紹介

実際に当社が加工したチタン加工品の事例紹介です。

チタン製自動機用フレーム

こちらは、チタン製のIMPフレーム部品です。サイズは0.3*6.5*19.5mmで、主に自動機関係で用いられます。こちらは、決められた形状にワイヤーカット加工をして、曲げ加工を行っております。

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自動車向けチタン製プレス部品

こちらは、チタン製の自動車用プレス部品です。サイズは0.8×4.0×9.0mmで、プレス加工後に曲げ加工を行っております。

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チタン製装飾品

こちらは、チタン製の装飾品です。サイズは1.5*50*20mmで、まず専用の金型を製作し、その後プレス加工で成型後にバレル研磨を行っております。

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64チタン製インゴット

こちらは、医療業界向け用のインゴットです。材料は64チタンで、30Φの直棒を決められた寸法にワイヤー加工を行いました。また、表面を磨く為にバレル加工を行いました。

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陽極部品

こちらは、電気機器用の陽極部品です。材料は純チタンで、ワイヤーカット加工、穴あけ加工と曲げ加工によって製作されています。まずはワイヤーカットにて展開形状で削り出して、必要な箇所を曲げります。その後、外径を研磨し、面を鏡面仕上げとして研磨加工を施しています。

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スケラー(ミラー)

こちらは、スケラー(ミラー)という医療器具です。材料はチタンで、スウェージング加工によって製作されています。まずは、材料をスウェージング加工をします。その後、ミラ―部をプレス加工を行い、ロー付けをして接合します。

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眼鏡用塗装治具

こちらは、眼鏡用塗装治具です。材料はチタンとβチタンで、スウェージング加工、穴あけ加工、タップ加工と曲げ加工によって製作されています。まずは、材料を板抜きして、穴あけ加工とタップ加工を行います。その後、丸線の部分を曲げて仕上がります。

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表札

こちらは、表札です。材料はチタンで、マシニング加工によって製作されています。まずは、表札のデータを作成し、マシニング加工を行います。その後、材料を削り出して、メッキをして仕上がります。

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耳かき

こちらの製品は耳かきで、一般的に日用品で使用される製品です。材質は純チタンのTP340で、安心して使用することができます。従来このような耳かきなどの細径長尺製品は切削加工によって製作されていましたが、１つの製品を製作するのに時間がかかっていたため、割高な商品となっていました。そのため、お客様がさらなるコストダウンをご要望されており、当サイトへご依頼をされました。

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チタン製装飾品①

こちらは、チタン製の装飾品①です。サイズは1.5*20*55mmで、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらは、プレス加工を10工程通した上で製作されるプレス部品です。

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チタン製装飾品②

こちらは、チタン製の装飾品②です。サイズは1.0*3.0*30で、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらはやや小さめのプレス加工品ですが、細かいデザイン模様もつけるようにしています。

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チタン製装飾品③

こちらは、チタン製の装飾品③です。サイズは1.3*40*50で、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらのプレス品は、リングが重なるような特徴ある形状となっており、精密金型の設計製作に工夫を凝らしました。

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チタン製装飾品④

こちらは、チタン製の装飾品④です。サイズは1.2*40*50で、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらのプレス品は、幅が約50mmと広めの部品ではありますが、当社ではチタン板材からの抜き加工によって形状出しをいたします。

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チタン製装飾品⑤

こちらは、チタン製の装飾品⑤です。サイズは3.5*20*50で、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらのプレス品は、表面の模様がとても細かくなっているため、細心の注意を払ってプレス加工をしております。

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チタンの特徴

チタンのメリット

軽量性

比強度が高い

耐熱性

耐食性

熱伝導率が低い

高い生体適合性

チタンのデメリット

剛性が低い

加工が困難

高価格

まとめ

チタン加工品の事例紹介

チタン製 自動機用フレーム

自動車向け チタン製プレス部品

チタン製 装飾品

64チタン製 インゴット

陽極部品

スケラー(ミラー)

眼鏡用塗装治具

表札

耳かき

チタン製 装飾品①

チタン製 装飾品②

チタン製 装飾品③

チタン製 装飾品④

チタン製 装飾品⑤