純チタン及びチタン合金の耐摩耗処理（ＴＴＫ処理）について

yasuodes — 2008-02-07T00:00:00+09:00

ＴTＫ耐摩耗処理とは

　TTK処理はチタンの物理的性質（比重、強度、非磁性、光沢など）、化学的性質（耐食性）を変えることなく従来の性能を超えるチタンの表面硬化技術です。チタンに多用されるTiNのコーティング、鋼に施される浸炭処理、軟窒化処理鋼、ｽﾃﾗｲﾄ肉盛やMo肉盛軸受鋼と同等の耐磨耗性能を持ち、耐磨耗性を必要とする純チタン及びチタン合金部品に広く適用できるな真空技術を使わない経済的な表面硬化技術です。

原理・性能・機能

　鉄鋼材料における浸炭、窒化と同様にTTK処理は酸素をチタンの表面から適当な条件で拡散・浸透せしめ、その固溶体硬化により　図.１、図２の]
ような連続的な表面硬化プロフィルを付与させます。　表面に独立した硬質の皮膜が無いので「表面皮膜の剥離」、「表面皮膜の亀裂の発生」のような懸念が無く、最表面まで安定したチタンの性質を保っています。

（１）表面硬化特性（図をクリックすると拡大されます）

図１：チタン（６-４）合金の表面硬化プロフィル（処理条件別）

図２：純チタン(2種)の表面硬化プロフィル（処理条件別硬度分布）

（１）耐摩耗性

チタン合金に適用した場合の耐磨耗性能（６Al―4V－Ti ）表３；ファレックス試験結果

	試験材	相手材	焼付荷重（Kg）	％	評価	状況
1	タフトライド/鋼	鋳鉄	5333	100	基準○
2	Mo溶射/Ti合金	同上	4622	87	△	焼失
3	TK-2/ Ti合金	同上	5422	102	○	赤熱
4	TK-3/ Ti合金	同上	5155	97	○	赤熱
5	無処理/ Ti合金	同上	1066	20	×××	火花
6	無処理/ 軸受鋼	同上	5066	95	○

表３；ファレックス試験結果

生理食塩水のような湿潤状態でも耐磨耗性は確保できます。
摺動摩擦試験での摩擦係数は耐摩耗めっきKENI COATの
６５～７０％　と良好な耐摩耗性を示している。　
相手材；SUSJ2(10mm径ボール　荷重200~500g)

(2) 仕上げ表面状況

　そのまま、ショットブラスト、バレル研磨、ヘアーライン加工、ばふ研磨により各種表面が可能です。
　表面の色調、光沢（黒っぽい、灰色、白っぽい、明るい、くすみ）は
ショットブラスト研磨材の選択により選べます。　ばふ研磨の場合、角部分の表面硬化層が無くなる恐れがありましたがこの問題もプラストロン処理により解決いたしました。
　鏡面仕上げは砥粒をサブミクロンの多角形ダイヤモンドを使用して
Ra；0.0643μm Ry；0.2984μm まで到達していますがさらに改善は
可能です。
（TiNコーティングを施しますと下地がすでに硬質となっていますので
TiNの硬質の特徴がさらに活かせます）

（３）プロセス

図１、２のように硬度プロフィルを処理条件により制御できます。

　プロセス；脱脂洗浄、拡散熱処理（650～850°C×0.1～6hr)、雰囲気、
保持方法　
　
適用実績

自動車（レース用）及びオートバイ（レース用）のエンジン部品

適用の可能性

　疵対策、摩耗対策、ファスナーおよびねじの締り／リリース改善
（非磁性、腐食環境下も含めて）
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　以上