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2017年06月24日

チタンに挑戦

市 (2017年06月24日 23:18) │Comments(5)市ホルスタ


これは、ハーフインチのアルミパイプを熱してハンマーで叩いてフラットにしたものです。
肉厚は1mmほど。

MIZさん、アルミパイプの先端部を6センチほどつぶしてフラットにしたいのですが、熱してハンマーで叩くのと常温で叩くのとでは角に出るヘアラインクラックに特性が出るのでしょうか?
それと、アルミにはヤキをいれることは可能ですか?

ワシの簡易な実験ですと、どれも大して変わらないみたいなんです(^_^;

これはホルスを吊るためのハンガーの心棒なのですが、全重量を軽くしたかったらアルミを・・・でも重い鉄や真鍮のほうが慣性の法則でか銃をスカッと気持ち良く抜けるのですよね。
またホルスタには全体的な剛性感もとても大切だと感じています。

なのでさんざ作ってきたアルミの心棒はやめたほうがいいかな〜・・・と感じています。

でも・・やはり軽い心棒にも未練があり、ピギタンに頼んでチタンのチューブをゲットしてもらい、もうすぐ届くのです。

さて、本題なのですが、
チタンのチューブをつぶすには、どういう方法が良いのかをご教授ねがいたいのです。
穴をあけたり削ったりするときの注意事項なども教えてくださいませ。
サイズは径12.7mm 肉厚1.2mmです。

by チタンとカーボンファイバーの工作は手強いと聞いていましたがチタン童貞のままでは死にきれないので血痰を吐いてもよいからチャレンジしたい工作員より





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Posted by 市 at 23:18Comments(5)市ホルスタ
この記事へのコメント
一般的に市販されている表面処理がアルマイト処理のアルミパイプは熱処理アルミの6000系アルミ合金だと思います。
このアルミ合金はMg(マグネシウム)とSi(シリコン)を添加して熱間整形後に空冷、冷却後に熱処理を行い材料強度を高めます。
結果、引張強さや耐力が向上する変りに伸び性が落ちます。非熱処理アルミ合金のような変形し易さがありません。
パイプの潰しの様な極小Rの180°曲げに相当する加工には適しておらず、曲げ部の割れがどうしても発生します。
(曲げ部表面がオレンジピール状になっていると微小なクラック発生していると思います。)
熱処理アルミ合金を使用してのパイプの潰しの様な加工がどうしても必要な場合は熱処理前に整形加工し、加工後に熱処理を行う事になります。

熱しての加工はと言いますと、溶体化温度(520〜540℃)で行えば加工性は良くなりますが、バーナーを使用での温度の維持管理は現実的ではありません。融点が600℃程なので溶け出す可能性が高いです。

ヤキ入れですが、個人では不可能だと思ってください。基本的に熱処理をしたアルミの再熱処理は出来ません。どーしてもの場合は、溶体化処理をしてからの再熱処理になりますが過剰な熱を加えますから変形は避けられません。また、材料強度も低下します。
(溶体化処理をせずに再熱処理しても元々の強度硬度以上には上がりませし、逆に180℃以上の熱を加えると強度が低下します。しかし伸び性が向上する程ではないので熱しての加工と冷間加工との差が現れません。)
加工し易い非熱処理系のアルミ合金には熱処理が入りませんし、熱処理前の熱処理系アルミ合金で加工しても熱処理条件を作り出し維持するのが困難です。
(180〜210℃の雰囲気温度で数時間処理します。処理後は放冷でOK。)

実際この様な部品製造はどうしているかは、先に書いたように加工後に熱処理し表面処理をするか、パイプにブラケットを溶接します。溶接すると熱が加わった部分が弱体化しますから構造による強度計算が重要になります。

いよいよチタンについてですが、実際にチタンの製造加工実務に携わった事がないので聞きかじりになります。
チタンも純チタンのブツと6-4チタンのようなチタン合金のブツがあります。
純チタンにも種類があり機械的性質に差があるのて加工性にも差が出ると思います。
純チタンのパイプであれば耐力が高くて500MPa、伸びで15%以上あるので、パイプの端をバイスで潰して整形、ハイスのドリルで穴開けで問題無いと思います。
(機械的性質からすると普通の鋼材レベルだと思います。)

6-4チタンのパイプだと難易度がグンと上がると思います。
耐力が900MPa以上となり鋼材の1.8倍程。バイスで潰してがキツくなります。
ハンマーで力ワザが必要になるかも。チタンは耐熱金属なのでガスバーナーで炙ってが出来ません。
ただ、伸びが15%以上と熱処理アルミ合金より伸び性が良好なので割れは発生し難いと思います。t=1.2だと微妙か?。
穴開けもSUS並みに開けにくいと思います。新品のドリルで潤滑冷却しながら根気よく、のような気がします。

チタンやインコネル、カーボンやカーボンケブラー、そしてチタンカーボン。
軽くて強いマテリアルってどれも魅力的です。軽さは技術!ってところが大好き!。
Posted by MIZ at 2017年06月25日 01:39
MIZさん、ていねいに書いてくださりほんとありがたいですよ(^^)

http://www.ofa-titanium.com/order/titan/pipe.html

チタンはこの会社のをゲットしたのですが、
とくに材質のインフォがないので・・あっても解りませんし(^◇^;)
まあとにかく来たら叩いてみますよ。

で、アメリカのアマゾンでは、こういうのがあって、4フィートで76ドルとオニダンにビビッています・・
けど、いじってみたいです(^-^)↓
Ticon Industries - Titanium .5" Inch Diameter Exhaust Tubing 4 Foot Length 1mm/.039" wall (Qty 1) - 102-01243-0000
Posted by 市 at 2017年06月25日 03:23
イチローさんがゲットされたパイプは純チタンの溶接接合管になります。ただグレードまでは不明です。

純チタンにはJIS規格上4種類のグレードがあり、添加物の量により1種〜4種に分類されています。
(弱い柔らかい→強い硬い、が1種→4種の関係。1種と4種では機械的性質が別金属?ってぐらい違います。)

純チタンパイプは一般的には2種の板材から曲げ整形溶接接合で製造されるようですから、機械的性質は一般的な鋼管と同程度、曲げ加工性も同程度だと思います。
(曲げ加工に影響するのは耐力と伸びなので、規格数値から判断しました。ちなみに曲げ加工で1番支配的になるのは断面積です。)

端面潰しの時にチョット注意した方が良い点が、パイプ接合部で曲げない、です。
パイプの内側を見ると変色や段で接合部が分かると思います。その箇所で折り曲げない方が割れ防止のため良いと思います。

アルミパイプだと製造方法の関係から再溶着箇所が4点発生します。(溶着線と言います。パイプ長手方向に連続して発生します)
こちらも割れ起点となり得るので注意です。断面を見るとうっすらと見る場合があります。

以前にも書きましたけど、ウン年前に某車種用の曲げ加工用の材料を手掛けました。機械的性質の管理、断面積の管理、シビアでシビアで。「こんなの工業製品じゃナイ!」ってアバレてましたね。

あっ、そうそう。チタンはバーナーなんかで熱を加えると綺麗な焼き色が出ますよ。
温度によって色が異なるので加減が難しいですが。
Posted by MIZ at 2017年06月25日 10:09
MIZさん、
ますますチタン心棒が楽しみで届くまで辛抱できないですわ(^◇^)
今日はAAホルスにカーボンファイバーの心棒をつけてドロウしてみたところ、剛性感はすごく良かったですよ。けっこう美しいですし、こうなると真鍮とでは良い勝負で、、それにチタンをアブルと色が付くと聴いたらもう嬉しくてね〜\(^O^)/
Posted by 市 at 2017年06月25日 13:06
とにかく楽しみに待ってま~す。(^〇^)
Posted by 張れ晴れショー at 2017年06月26日 23:00
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