チタン合金ワイヤ の製造工程は、仕様 Φ12mm の円盤要素に圧延する TC17 チタン合金を選択すること、Φ12mm の円盤要素を 3 回研削すること、研削して総加工率が 30% に達した後、電気炉または真空炉で応力除去焼鈍を行う熱処理を行うこと、ワイヤ径が Φ10mm 以上の場合、延伸温度は 780℃ ± 20℃、ワイヤ径が Φ10mm 未満の場合、延伸温度は 730℃ ± 20℃、熱処理後、ワイヤを Φ5.5mm 以上になるまで焼鈍、延伸、研削、焼鈍を繰り返し、その後真空熱処理を行うことを特徴としています。完成品は出荷前に真空熱処理を受け、完成品のサイズに応じて、0～5°の内外角円錐状の丸みを帯びた金型を用いて材料表面の潤滑剤や酸化皮膜などの不純物層を除去した後、直径5.0mm以下の光沢線に引き伸ばされ、その後、完成品検査が行われます。検査に合格した完成品は完成品として工場から出荷されます。この発明は、中国におけるTC17チタン合金線の製造能力不足というギャップを埋めるものです。
チタン合金は中国の国家規格であり、米国ではTi-17という類似の海外ブランド名が用いられています。化学組成は、Al：4.5～5.5%、Sn：1.6～2.4%、Zr：1.6～2.4%、Mo：3.5～4.5%、Cr：3.5～4.5%で、残りはTiです。
チタン合金は、高い引張強度とクリープ強度、優れた破壊靭性、広い鍛造温度範囲といった利点を有しています。損傷許容設計、高い構造効率、高い信頼性、そして低い製造コストといった要求を満たすことができます。中国は第7次五カ年計画期間中にTC17チタン合金の開発を開始しました。現在、製品は主に棒材、鍛造品、板材であり、航空宇宙、航空機エンジンファン、コンプレッサーディスクなどの分野で使用されています。今後、中国の航空宇宙産業および大型航空機プロジェクトの発展に伴い、その応用範囲はさらに広がるでしょう。
しかしながら、現状では中国国内にTC17チタン合金線の製造に関する規格は存在せず、また、出願人は海外におけるTC17チタン合金線の製造工程に関する関連資料も発見していません。既存のチタンおよびチタン合金線の製造工程は、完成品の酸化皮膜や潤滑剤を除去するためにアルカリ洗浄や酸性洗浄が広く用いられているため、航空宇宙用途向けのチタン合金線に求められる要件を満たしていません。さらに、半製品のTC17線は、延伸時に大きな変形力と高い強度を示すという特性を持ち、一度延伸すると破断してしまうことがよくあります。そのため、現在に至るまで、TC17チタン合金線の成熟した製造工程は確立されていません。
TC17チタン合金線の製造工程
（１）円盤状成形：良質なTC17チタン合金のΦ60mmまたはΦ55mm角棒を選定し、930℃±20℃の温度でβ相領域において直径Φ12mmの円盤状成形体へと圧延する。最終圧延温度は600℃以上に制御する。
（２）研削：直径Φ12mmの円盤状成形体は、絞り加工前に表面欠陥を除去するための第１研削処理、直径Φ10mmへの絞り加工および剥離加工後に第２研削処理、直径Φ6mmへの剥離加工後に第３研削処理を行い、完成品の表面に穴、亀裂、介在物などの欠陥がないことを保証する。
（３）熱処理：各研削工程後、総加工率が30%に達した時点で、780℃±10℃～720℃±10℃の温度範囲で2時間保持後、空冷し、応力除去焼鈍を行う。電気炉または真空炉で加熱する。
（4）延伸温度：線径がΦ10mm以上の場合、延伸温度は780℃±20℃。線径がΦ10mm未満の場合、延伸温度は730℃±20℃。
（5）延伸：熱処理後、線材は1パスあたり5～10%の加工率で、総加工率が35%を超えないようにする。線径がΦ3.3±0.1mmになるまで、750℃±10℃の延伸温度で、焼鈍、延伸、研磨、焼鈍を繰り返す。線径がΦ3.15mmになるまで延伸し、750℃±10℃で真空熱処理を行う。延伸工程では、線材表面に傷や剥離が生じないよう注意が必要です。
（6）完成品：Φ3.15mmの線材を真空熱処理した後、内外角2°の円錐角丸縁金型を用いて、材料表面の潤滑剤や酸化皮膜などの不純物層を除去し、Φ3.0mmの光沢線に延伸します。その後、完成品検査を行います。加工温度は、過度の高温による二次酸化を防ぐため、720℃±10℃を超えないようにしてください。
（7）完成品検査：線材の先端と後端にある延伸収縮穴を除去し、表面に不純物残留物、亀裂、穴、介在物などがないかを目視で繰り返し検査します。目視検査に合格後、サンプルを採取し、試験機関に送付して元の化学組成の分析と比較を行います。この分析結果は、納品される完成品の合格材料証明書の発行の根拠となります。
