チタン用の粉砕ホイールを選択する方法は？

ちょっと、そこ！粉砕ホイールサプライヤーとして、チタン用の適切な研削ホイールを選択することになると、顧客のかなりの割合が頭をかきました。チタンはトリッキーな金属であり、間違ったホイールを使用すると、仕上げが悪い、ホイール摩耗が過剰に、またはワークピースの損傷など、あらゆる種類の問題が発生する可能性があります。したがって、このブログでは、チタンの粉砕ホイールを選ぶときに考慮する必要がある重要な要素を説明します。

チタンの特性を理解する

まず最初に、チタンをそのようなユニークな金属にしている理由について話しましょう。チタンは、強度と重量の比率、優れた腐食抵抗、および生体適合性で知られています。しかし、これらの同じプロパティは、グラインドするのも挑戦です。チタンの熱伝導率は低いため、粉砕中に発生した熱は、ホイールやクーラントに散逸するのではなく、ワークピースに蓄積する傾向があります。これにより、チタンが過熱する可能性があり、表面損傷、冶金の変化、さらにはひび割れさえします。

別の問題は、粉砕ホイールの研磨粒と反応するチタンの傾向です。ホイールがチタンと接触すると、金属は穀物に接着し、ホイールを詰まらせ、切断効率を低下させることができます。これにより、研削プロセスが遅くなるだけでなく、車輪の摩耗や破損のリスクも高まります。

研磨選択

選択した研磨剤のタイプは、チタンを粉砕するときに重要です。金属を切断するのに十分なほど硬い研磨剤が必要ですが、化学反応や詰まりにも耐性があります。チタン研削に使用される最も一般的な研磨剤の一部は次のとおりです。

• 酸化アルミニウム：酸化アルミニウムは、汎用粉砕に人気のある選択肢です。比較的安価で、良い切断能力があります。しかし、それは金属と反応する傾向があり、詰まりと迅速な車輪摩耗を引き起こす傾向があるため、チタンにとって最良の選択肢ではありません。
• 炭化シリコン：炭化シリコンは、酸化アルミニウムよりも硬くて脆性研磨剤です。化学反応や目詰まりにより耐性があるため、チタンを粉砕するのに適しています。ただし、特に経験の浅いオペレーターにとっては、より高価であり、使用がより困難になる可能性があります。
• 窒化キュービックボロン（CBN）：CBNは、炭化シリコンよりもさらに難しい合成研磨剤です。それは化学反応や目詰まりに非常に耐性があるため、チタンを粉砕するのに最適です。ただし、最も高価な研磨剤でもあるため、通常、高精度アプリケーションにのみ使用されるか、大量のチタンを粉砕する場合にのみ使用されます。
• ダイヤモンド：ダイヤモンドは利用可能な最も硬い研磨剤であり、化学反応や詰まりにも非常に耐性があります。これは、特に高い表面仕上げまたは緊密な許容範囲を必要とするアプリケーションのために、チタンを粉砕するための最良の選択肢です。ただし、CBNと同様に、ダイヤモンドも非常に高価であるため、通常は専門的なアプリケーションにのみ使用されます。

グリットサイズ

粉砕ホイールのグリットサイズは、研磨粒のサイズを指します。グリットのサイズが小さくなると、粒子が小さいことを意味し、その結果、材料の除去率が遅くなりますが、材料の除去率が遅くなります。グリットのサイズが大きいと、粒子が大きくなることを意味し、その結果、粗い仕上げが速くなりますが、材料除去率が速くなります。

チタンを粉砕するときは、通常、媒体から細かいグリットのサイズを使用したいと考えています。中程度のグリットサイズ（約60〜80グリット）は、大量の粉砕と大量の材料を除去するのに適した万能の選択肢です。滑らかな表面を仕上げて達成するには、細いグリットのサイズ（約100〜120グリット）が適しています。

ボンドタイプ

研削ホイールの結合タイプは、研磨粒を一緒に保持する材料を指します。利用可能ないくつかの異なるタイプの債券があり、それぞれに独自の利点と短所があります。チタン粉砕に使用される最も一般的な結合タイプの一部は次のとおりです。

• ビトリファイド債：Vitrified Bondは、非常に硬くて硬いセラミック絆です。粉砕ホイールに使用される最も一般的な結合タイプです。これは、優れた寸法の安定性、高い切断効率、長いホイール寿命を提供するためです。ただし、比較的脆弱なため、多くの柔軟性や衝撃性耐性を必要とするアプリケーションには適していません。
• レジノイド結合：レジノイド結合は、硝酸塩の結合よりも柔軟で衝撃耐性のある合成結合です。多くの場合、滑らかな仕上げを必要とするアプリケーションや薄壁の部品を粉砕するために使用されます。ただし、拘束された絆よりも剛性が低いため、より速く摩耗することができ、次元の精度を提供しない場合があります。
• ゴム製の結合：ゴム製の結合は非常に柔軟な結合であり、湾曲した表面や薄壁の粉砕部品など、高度な柔軟性や衝撃耐性を必要とするアプリケーションによく使用されます。ただし、これは最も硬い結合タイプでもないため、非常に迅速に摩耗する可能性があり、切断効率を提供しない場合があります。

ホイール構造

ホイール構造は、粉砕ホイールの研磨粒子間の間隔を指します。密な構造とは、穀物が密接に詰め込まれていることを意味し、その結果、切断効率が高くなりますが、粗い仕上げになります。多孔質構造とは、穀物がより広く間隔を空けていることを意味し、その結果、切断効率が低くなりますが、より細かい仕上げになります。

チタンを粉砕するときは、一般に、媒体から開く構造のホイールを使用したいと思うことがあります。中程度の構造（構造スケールで5〜7件）は、大量の粉砕と大量の材料を除去するための優れた万能の選択肢です。開いた構造（構造スケールで約8〜10）は、滑らかな表面を仕上げて達成するのに適しています。

その他の考慮事項

上記の要因に加えて、チタンの粉砕ホイールを選択する際に考慮する必要がある他のいくつかのことがあります。

• クーラント：チタンを粉砕する場合、クーラントを使用することが不可欠です。クーラントは、熱を放散し、摩擦を減らし、チタンが研磨穀物との過熱や反応を防ぐのに役立ちます。チタン粉砕用に特別に設計されたクーラントを使用して、その使用に関するメーカーの推奨事項に従ってください。
• ホイール速度：ホイール速度は、考慮すべきもう1つの重要な要素です。ホイールスピードが研磨剤、結合タイプ、およびワークピース素材の種類に適していることを確認する必要があります。高すぎるホイール速度を使用すると、ホイールが素早く摩耗し、ワークピースにダメージを与える可能性があります。低すぎるホイール速度を使用すると、切断効率が低下し、表面が粗く仕上げられる可能性があります。
• ホイールバランス：バランスの取れた研削輪は、滑らかで正確な粉砕を実現するために不可欠です。使用する前にホイールのバランスをとって、不均衡の兆候があることを定期的に確認してください。不均衡なホイールは振動を引き起こす可能性があり、それが表面仕上げが不十分で、ホイールの過度の摩耗、さらには機械への損傷を引き起こす可能性があります。

チタンに推奨される研削輪

粉砕ホイールサプライヤーとしての私の経験に基づいて、チタンの推奨される研削輪の一部を以下に示します。

• リアウィンドウグラインディングホイール：このホイールは、リアウィンドウやその他の自動車用ガラスを粉砕するために特別に設計されています。高品質のダイヤモンド研磨剤とビトリファイドボンドを使用して、優れた切断効率と滑らかな仕上げを提供します。
• バイストロニック研削ホイール：このホイールは、バイストロニックレーザー切断機で使用するように設計されています。 CBN研磨剤とレシノイド結合を使用して、高精度と長いホイールライフを提供します。
• 自動車ガラス用のダイヤモンド研削輪：このホイールは、フロントガラス、サイドウィンドウ、リアウィンドウなど、自動車ガラスを粉砕するために設計されています。ダイヤモンド研磨剤とゴム製の結合を使用して、滑らかな仕上げと優れた衝撃抵抗を提供します。

結論

チタン用の右の研削ホイールを選択することは課題になる可能性がありますが、上記の要因を考慮することで、情報に基づいた決定を下し、アプリケーションに最適な結果を提供するホイールを選択できます。常にクーラントを使用し、適切なホイールの速度とバランスを維持し、車輪の使用に関するメーカーの推奨事項に従ってください。

ご質問がある場合や、アプリケーションに適した研削ホイールを選択するのに役立つ場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちはあなたがあなたのニーズに最適なソリューションを見つけ、最高品質の製品とサービスを提供するのを手伝うためにここにいます。

参照

• 「チタン合金の粉砕」、ASMハンドブック、第16巻：機械加工、ASM International、2008。
• 「チタンとチタン合金」、金属ハンドブック、第2巻：プロパティと選択：非鉄合金と純粋な金属、ASM International、1990。
• 「グラインドホイールセレクションガイド」、ノートンAbrassives、Saint-Gobain Abrasives、Inc.、2019年。