チタン合金 | 世界珍ネタHunter!

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比重が4.51と鉄の約60%の軽さでアルミに対しては約1.67倍の重さになる。単位重量辺りの強度は鉄の2倍、アルミでは6倍もの強度を有してるとされる。しかも、海水中ではプラチナに匹敵する錆びにくさ、高耐食性を示し、身体には無害と生体適合性に優れている為に整形外科のインプラント用に生体用チタン合金として用いられたり腕時計やメガネフレーム等と我々の様々な物に使われている。こう言った優れた金属特性を持った金属が始めて使われたのが航空機部品であり、具体的にはジェットエンジンのファンブレード、コンプレッサーケースだった。純度99.9%の金属チタンの抽出に成功したのが1920年で、量産化に成功しアメリカで航空機部品素材として工業化したのが1940年代の後半だった。因みに、日本でのチタンの生産に成功したのが1952年であった。既に60年程前に既に工業化していたチタン素材が此れまで自動車用素材として注目されなかったのはチタン素材の価格であった。鉱石が鋼材になるまでに必要な製造コストはステンレス材の凡そ7~10倍ものコストが掛かると言われている。現在、チタンの製造工程は、1948年にアメリカ デュポン社が開発したクロール法と呼ばれる製造法がとれている。これは酸化チタンである「ルチル鉱石」を塩素と反応させ四塩化チタンを作りだし、これをマグネシュウムで還元しチタンを取り出すという方法である。この方法で作り出されるのがスポンジチタンと呼ばれるもので、このスポンジチタンを更に溶解してインゴットを作り、これを更に圧延、或いは鍛造、熱処理等幾つの工程を経てチタンのコイル材、薄板、厚板、丸棒、シームレス菅、線材、鍛造素材品等が作り出されるが、それには莫大な設備費用とノウハウが必要とされる。今後、製造法の合理化で徐々に製造コストを下げて生産出来た場合、将来的には一般市販車用のボルトとして採用される事が可能となるだろう。現在チタンボルトは、切削で作られたり熱間鍛造で製造されている為にコスト高になり競技車両と一部市販車にしか用いられていなかった。近年になって加工材を1200℃前後迄過熱する必要の在る熱間鍛造に代わり加工材を過熱せずに常温で加工出来る冷間鍛造技術が開発され高強度のチタン製ボルトが作り出され様としてる。従来はJIS 2種材相当以上の強度を持つ素材の場合、断面内に材質異方性を生じる事が多く、その影響によりヘッダー加工時に加工性の劣る方向に沿ってクラックが伸展し易く、ボルトに成型出来ない問題があり、JIS 1種材並みの加工性を有し低コストで製造出来る、より強度の高い材料の必要性が高まり純チタンに15%のバナジュウム、クロム、スズ、アルミニウムが各3%で構成した素材により多段式フォーマーにより連続1万個以上の生産が実現している。しかしながら、現時点ではM12サイズのボルトを越えるボルトの製造では、金型の磨耗が大きく金型寿命が短い為、コスト高になってしまう問題が残るとされている。





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