金属チタンの表面処理方法は何ですか？

1. 陽極酸化処理

陽極酸化処理はよく知られた成熟したプロセスなので、ここではあまり紹介しません。 一般的に使用されるアルミニウム合金陽極に加えて、チタン金属も陽極として使用でき、ほとんどのチタン着色プロセスは陽極酸化によって実現され、氷の結晶の花、糸、などなど色々。 その他のオプション。

装飾に加えて、陽極酸化処理は製品の金属表面に緻密な皮膜層を形成し、機械的特性、耐摩耗性、耐候性、絶縁性を高め、コーティングとの結合力を向上させます。

ここで、チタン合金はアルミニウム合金とは異なることに言及する価値があります。 陽極としてのチタンは高価であるが、チタン合金によって形成される酸化皮膜の硬度はそれ自体よりも悪い。 したがって、一般的に、多くのメーカーは純チタン製品の表面に陽極を作成することを選択します。 たとえば、写真のいくつかの製品は、GR5 純チタン素材の表面に陽極効果をもたらします。

ほとんどのチタン製品は陽極酸化プロセスを使用して着色されていますが、保護のためにいくつかの表面処理が必要です。 例えばiPhone 15 Proでは、オリジナルカラーのチタンシルバーに加え、他の3色（ブラック、ホワイト、ブルー）はすべてアルマイト技術によりカラーリングされています。 その後、機能保護のために PVD ​​が続きます。

2.PVDコーティング

PVD は真空コーティングの一種である物理蒸着であり、このプロセスは非常に成熟しています。 チタン合金表面にPVD処理を施すことができます。 主な目的は、表面を保護し保護する機能性コーティングを追加することです。 ただし、機能性材料としての PVD ​​は現状では試験に合格するのがやっとであり、PVD プライマー材料の性能がよほど優れていない限り耐久性を向上させる必要があることに注意してください。

iPhone 15 Proを例に挙げます。 ブラックチタン、ホワイトチタン、ブルーチタン、ナチュラルチタンの4色のうち、原色のチタンシルバーを除く他の3色は陽極ベースで、製品の表面性能を向上させるPVDコーティング処理が施されています。 しかし、その後の色褪せなどの問題は依然として発生しており、耐久性の点で PVD ​​の欠点も反映しています。

もちろん機能性だけでなく、カラーリング効果も得られます。 全体として、製品の設計品質は大幅に向上します。

3.CNC

チタン合金のCNC加工は主に成形と仕上げの役割を果たします。 機械加工中の大きな問題の 1 つは工具の損失です。 チタン合金は硬いため、他の金属に比べて機械加工が困難です。 切削加工中、工具は高温、大きな切削抵抗、長い摩擦距離、大きな振動変形、工具の固着などにさらされ、その結果、深刻な工具摩耗が発生します。 チタン合金は従来の工具では加工が困難です。 CBN ナイフでうまく加工するには、特殊な複合コーティングされたナイフ、さらにはダイヤモンド ナイフを使用する必要があります。 スマートウォッチのケースを例に挙げてみましょう。 平均すると、時計ケースが 4 個製造されるごとに 1 個の工具が失われ、これは莫大なコストとなります。

4. 研削・研磨

研削と研磨は、ほとんどすべての材料の加工に必要なステップです。 より正確なサイズとより繊細な質感を表現できるようにするためです。 製品表面のあらゆる箇所を細かく研磨するには、細かい研磨粒子や消耗品を使用する必要があることがよくあります。 同時に、高光沢ミラー、マットフロスティングなどの特定のプロセスソリューションを通じて特殊効果を実現することもできます。

5. 描画

チタンの表面をブラッシングしてマットな質感を作り出すことができます。 このチタンのブラッシュ効果は、家庭用電化製品業界の製品に非常に頻繁に現れます。 繊細なタッチと見た目の美しさを考慮し、より多くのお客様に認知され、ご愛用いただいております。

6. レーザー彫刻

主にレーザー穴あけや溶接などの加工が含まれます。

7.サンドブラスト

チタン合金表面のサンドブラスト処理の主な目的は、依然として機能性です。 金属チタンの表面密着性の向上、耐用年数の延長（表面の不純物の除去など）、製品表面の平滑性と美観の向上が含まれます。 他の表面処理工程の効果を兼ねているとも言えます。

Apple の新しい特許では、前述のチタン合金とサンドブラスト プロセスについて言及しました。 チタン合金の表面効果は、エッチングと陽極酸化を組み合わせた新しいサンドブラストプロセスによって実現されます。 ざらつきを取り除き、エッセンスを抽出して保護力と外観を向上させます。 Appleの最新iPhone 15 Proのチタンフレームにはサンドブラスト加工が採用されていることが分かりました。

金属チタン製品の表面処理、特に精密電子製品の分野では、異種金属を組み合わせて外観を作り出すのが良い方法です。 難点は、コストが比較的高いことです。 その理由は、異種金属複合材料は、独自の特性や特性を維持しながら量産に対応する必要があるため、比較的高価であるためです。 Apple の最新の iPhone 15 Master は、新しい熱機械加工やその他のプロセスを使用した、100% リサイクルされたアルミニウム金属で作られた新しい二次構造で包まれた新しい構造設計を特徴としています。 超高圧の固体拡散により、2 つの金属間の高強度の結合が可能になります。 しかし、その実際の効果はまだ満足できるものではなく、金属チタンの表面処理技術には更なる改良が必要である。