チタン合金研削における問題と解決策

チタン合金は、チタン合金、チタン合金、+チタン合金の3つのカテゴリに大別されます。最も広く使用されているチタン合金の仕様はTC4（Ti-6AI-4V）で、+相構造のチタン合金です。チタン合金は、強度が高く、熱安定性が良好で、高温強度が高く、化学活性が高く、熱伝導率が低いという特徴があります。温度が高いほど、硬度が高くなります。チタン合金は、加工が最も難しい材料の1つです。チタン合金の研削には通常、36＃-80＃の粒子サイズが使用されますが、これは研磨が非常に難しく、研削性能が悪いです。

1. 研削における問題
1>研削砥石の接着問題は深刻である
研削工程中に、表面のチタン合金が剥がれて研削ホイールに付着し、その後の研削中に接着面が研削ホイールの砥粒とともに剥がれ落ちるため、研削ホイールに大きなダメージを与えます。
2>ワークピースは焼け、変形、ひび割れが発生しやすい
チタン合金は、温度が高いほど硬度が高くなり、必要な研削力が大きくなるという特性があるため、発生する温度が高くなり、ワークピースに伝わった熱が放出されにくくなり、過熱するとチタン合金が損傷し、ワークピースが焼けたり、変形したり、さらには割れたりしやすくなります。

2. 適切な研磨剤
チタン合金は非鉄金属であるため、炭化ケイ素（SiC）またはグリーン炭化ケイ素（GreenSiC）、または超硬質ダイヤモンド研磨材（Diamond）での研削に適しています。グリーン炭化ケイ素と炭化ケイ素研削ホイールは付着性が低く、焼けや割れが少ないため、グリーン炭化ケイ素研削ホイールが一般的に使用されます。

3. 研削問題の解決
チタン合金の研削加工中に砥石が接着しやすく、ワークピースが焼け、変形、割れやすいのは、研削温度が高いためです。研削温度が高いと、激しい塑性変形が発生し、ワークピースの表面が損傷し、研磨材と金属が物理的または化学的吸着によって接着効果を生み出します。最も根本的な解決策は、放熱問題を解決することです。一般的な方法は、研削比を効果的に向上させ、できるだけ少ない研削ホイールの損失でより多くの除去を達成することです。

従来の方法：砥石の回転速度を遅くすると、研削温度が下がり、高速回転よりも優れた研削効果が得られます。ただし、この場合、速度が遅いため、砥石の消耗が加速され、ドレッシングの時間と頻度が増えると、加工効率が低下し、加工コストにも影響し、ワークピースの平面精度/寸法精度にも一定の影響を与えるため、これは最善の方法ではありません。

理想的な方法：一定速度の条件下で良好な放熱効果を実現します。研削ホイールまたはグラインダーが許容する最高速度で研削し、研削ホイールまたは研削液または処理条件を使用して、より優れた放熱効果を実現し、研削ホイールの回転速度を落とさないようにして、研削ホイールのコストを無駄にしないようにします。そのため、チタン合金研削液が生まれました。チタン合金研削液に対する要件は、冷却とフラッシングに加えて、チタンと研磨粒子の付着と化学反応を抑制することです。さまざまな極圧添加剤を含む水溶性研削液を使用することをお勧めします。

チタン合金研削液は、優れた生物学的安定性と防錆性能を備えています。最長耐用年数は2年を超え、防錆性能が優れており、切削液の消費量を削減します。同時に、チタン合金研削液には塩素、亜硝酸塩、フェノールなどの有害物質が含まれていません。皮膚を刺激せず、作業者の健康を守る環境に優しい研削液です。既存の研削ホイールを使用して効率を向上させたい場合は、研削ホイールの速度を下げて効果が達成されるかどうかを確認してください。そうであれば、問題は研削温度によって引き起こされていることがわかります。この状態から始めて、他の条件をどのように設定するかを確認できます。

一般的には、研削砥石の放熱を利用し、さらに切削液が適切に調整されているかどうかなど、他の放熱方法との調整により、より優れた放熱が実現されます。