純チタンのTiAlNコーテッド超硬による摩耗進行線図（条件No1～6）、チタン合金のTiAlNコーテッド超硬による摩耗進行線図（条件 No7～12）、TiAlNコーテッド粉末ハイスによる純チタン及びチタン合金の摩耗進行線図（条件No13～18）をそれぞれ図２、３、４に示す。 TiAlNコーテッド超硬による工具寿命線図を図５に示す。
図２ 純ﾁﾀﾝ-TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬による摩耗進行線図 図３ ﾁﾀﾝ合金-TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬による摩耗進行線図
図４ TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ粉末ﾊｲｽの摩耗進行線図 図５ TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬の工具寿命線図
試験終了時の工具の摩耗状況を図６に示す。
図６ 工具摩耗状況
TiAlNコーテッド超硬では、加工終了条件（工具寿命）を逃げ面摩耗0.1㎜とした。純チタン・チタン合金の両方ミスト噴霧・エアーブロー共に、 逃げ面の摩耗状態が一般的な正常摩耗ではなく、特に純チタンにおいてはコーティングが剥げたか擦れたような状態で進んで行った。
両被削材ともミスト噴霧の効果が現れていて、すくい側での溶着もエアーに比べると、ほとんど無く工具寿命も遙かに長くなっている。純チタンではエアーでの切削は不適切であり、ミストあるいは、切削油剤が当然のごとく必要である。
いずれにしても、工具母材が表出し摩耗してゆく状況は、ほとんど観察されず、本試験終了条件以降も加工を続けることは充分可能であるとえられる。ミスト噴霧では切削速度40m/minはもとより80m/minでもある程度の加工は可能である。
TiAlNコーテッド粉末ハイスでは、超硬でのエアーブローの効果が無かったため、ミスト噴霧のみの条件とし、加工終了条件を切削時間５分とした。 両被削材とも摩耗の形態は正常な摩耗であった。初期摩耗が現れた後、摩耗の進行はかなり緩やかであった。ただし切削速度が80m/minの場合、純チタ ン、チタン合金ともに初期摩耗の次150秒程度まで急激に摩耗し、その後は緩やかな進行になっていた。
超硬・粉末ハイス、純チタン・チタン合金のいずれにおいても、チッピング、欠損のような刃先の状況は生じていなかった。
３．２ 表面粗さ
工具摩耗進行線図に対応した表面粗さ測定の結果を図７、８、９に示す。尚、表面粗さの最大高さ表記はRz（従来のRy）としている。
図７ 純ﾁﾀﾝ-TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬による表面粗さ 図８ ﾁﾀﾝ合金-TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬による表面粗さ
図９ TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ粉末ﾊｲｽによる表面粗さ
表面粗さは切削開始の初期摩耗を測定する時点と、試験終了時で測定を行った。
純チタンの場合、TiAlNコーテッド超硬とTiAlNコーテッド粉末ハイスでは、試験終了時はもとより切削開始時から歴然とした差が現れた。チタ ン合金でも、切削初期は超硬とさほどの差は見られないが、加工が進むにつれ大きな割合で悪くなっているのがわかる。両被削材とも明らかに、TiAlNコー テッド超硬の加工面の方が良好な粗さとなっている。また、エアーでの切削においては切り屑の溶着による影響のためか、両被削材とも削り残しの形状がプロ ファイルに現れている。
しかし、TiAlNコーテッド超硬でもチタン合金に比べ、純チタンではRaの値として、ほぼ1.5倍から2倍近く粗くなっている。ただしチタン合 金での切削速度40m/minでの加工終了時点での表面粗さの悪化が特異な現象となっている。プロファイルとしては正常な送りマークを残していた。また純 チタンでは、切削速度が低くなるに従い粗さも良好になっている。
表面粗さプロファイルの一例として切削速度60m/minの加工終了時のデータを図10に示す。各図縦軸のスケールはプロファイルに合わせた任意の値である。
図１０ 表面粗さプロファイル（V60m/min切削終了時）
３．３ 切り屑
切削初期及び終了時の切り屑の外観を図11に示す。
切り屑は、純チタンでは巻きが少なくチタン合金ではかなり巻き込んでいる。エアブローでは切り屑どうしが溶着したりしていた。
図１１ 切り屑の外観
４．まとめ
純チタン及びチタン合金(Ti-6A-4V)のエンドミル切削において以下の結果を得た。
（１）純チタンのTiAlNコーテッド超硬切削ではミスト噴霧により、切削速度80m/minでも加工は充分可能であった。切削長さは80m /minで充分とれるとしても、工具寿命、表面粗さを考慮すると、切削速度60m/minあるいは40m/minでの切削条件の方が生産性は上がると考え られる。
（２）チタン合金のTiAlNコーテッド超硬切削でもミスト噴霧により充分な加工が可能であった。ただし、工具寿命、表面粗さを考慮すると切削60m/minが最適だと考えられる。
（３）TiAlNコーテッド粉末ハイスでの純チタン・チタン合金の切削では、工具摩耗に関しては進行は緩やかな方であるが、被削材の表面粗さが悪化してしまい、本切削条件では仕上げの加工には不適切であると考えられる。
（４）純チタン・チタン合金では、エアーブローによる切削は適さず、切削油の給油が必要である。
５．参 考
エアブローで切削を行う前に、純チタンに対しドライでの試し加工を行った。工具はφ8㎜TiAlNコーテッド超硬で６枚刃を使用し、切削速度 80m/min送り0.04mm/toohで、本実験と同じ条件で行った。１パス目の途中からで工具が熱を持ち、切り屑が巻き付きリード部に溶け込んだ。 被削材は過切削の状態となった。工具と純チタンの状況を参考図に示す。
参考図 ドライ加工による工具及び純チタンの損傷
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