Reactivity Titanium with Abrasive Materials and Its Polishing Osamu Miyakawa Abstract: Titanium is a difficult-to-machine metal, due to its high reactivity with abrasives. The cutting rate alumina is significantly low. In contrast, at higher rotational speed and greater grinding force, cutting rate carborundum is much greater, but accompanied by severe loss tool. Since titanium has low rmal conductivity, grinding temperature influencing titanium-abrasive reactions should be kept from rising. Relatively low rotational speed and small force are recommended. In addition, tool should not be depressed against work during grinding but moved over work, orwise unfavorable results are yielded: abrasive attrition, chip loading and oxidation surface, or grinding burn. Since polishing is also a procedure cutting by abrasives, inhibition titanium-abrasive reaction is an important key to efficient polishing. Recently, two finishing techniques were successfully applied in dentistry, electrochemical buffing and mechanical buffing with colloidal silica as abrasive. When reaction-inhibition mechanism is clarified in se techniques, a new development will be possible. Key words: titanium, polishing, abrasive material, chemical wear Department Dental Materials and Technology, Niigata University School Dentistry

補綴 誌42巻4号(1998) 16 542 方,カ ー ボ ラ ン ダ ム に よ る研 磨 面 のSiはSicの と似 て い た.カ 結 合状 態 ー ボ ラ ン ダ ム は と も か く,ア ル ミ ナ 砥 粒 は 研 磨 面 に埋 め 込 ま れ る だ けで な く,研 磨 面 を擦 過 す る と き に チ タ ン との 間 で 何 ら か の 反 応 が 起 き る こ と が こ れ か ら も 示 唆 さ れ る. IV.研 図2は,市 用 い,乾 述)し 間 値)と 削 販 の カー ボ ラ ン ダ ム(GC砥 式 で 純 チ タ ン(KS-50)鋳 た 場 合10)に つ い て,ホ 12,000rpmの お,直 イ ール を イ ー ル の 周 速 が 削 除 量(1時 研 削 比 に 及 ぼ す 影 響 を,研 し て 示 す.な 粒)ホ 造 体 を 送 り研 削(後 削 力 をパ ラ メ ー タ ー と 径20mmの ホ イール の 回 転 数 が と き,ホ イ ー ル の 周 速 は 約700m/minで る.当 然 の こ とな が ら,研 削 力 が 大 き い ほ ど,ホ 周 速 が 大 きい ほ ど 削 除 量 は 大 きい が,こ 研 削 比11)で あ る.こ あ イール の こで注 目す べ きは れ は 被 削材 の 削 除 され た 体 積 を ホ イ ー ル の損 耗 し た 体 積 で 除 し た 値 で,砥 石 車 の性 能 を評 価 す るパ ラ メ ー タ ー の1つ よ れ ば,研 で あ る.図2に 削 比 は ホ イ ー ル の 周 速 に ほ とん ど影 響 さ れ な い が,研 が 大 き い と1に 近 い 値 を と る.つ 削力 ま り,削 除 し た 被 削 材 と 同 じ体 積 だ け砥 石 車 が 消 耗 す る こ とで あ っ て,カ ーボラン ダ ム ポ イ ン トで研 削 す る と そ の 直 径 は み る間 に 小 さ く な る こ とが わ か る. 図3のSE像 は脱 落 した 砥 粒 と切 屑 の 形 態 を 示 す.丸 を も っ た 粒 子 が 脱 落 砥 粒 で,不 あ る.理 想 的 な研 削 で は,鉋 リボ ン状 の"せ ん 断 型 切 屑"が くず の よ う に カ ー ル し た 薄 い 排 出 さ れ る が,チ 削 で は この 図 に み られ る よ う に,む 型 切 屑"が 図1A9μm-alumina-abraded SE surface image along a image. face Iine priles horizontal To line estimate abraded 9μm-ア by surface in lower OKα, and quarter degree "Ratio"represents dividing by that AIKαintensity from ほ とん どで あ る.周 速 が 大 き い と,研 AIKα from SE sur- value alumina ル ミナ で研 磨 した チ タ ン表 面 と,SE像 TiKβ,OKα,お の1/4高 よ びAIKα さの 水 平 線 に 沿 っ ての の 線 分 析.表 程 度 を 定 性 的 に 評 価 す る た め に,研 面 の汚 染の 磨 面 か ら のAIKα 強度 を ア ル ミナ か らの それ で 割 っ た値 を"Ratio"で 示 す 図2Grinding performance タ ンの 研 し り取 られ た"む titanium TiKβ, qualitatively contamination, obtained SE像 and み 規 則 な形 状 の もの が 切 屑 で a carborundum wheel カ ー ボ ラ ン ダム ホ イ ー ル の研 削 性 能 しり 削条痕 を

2) Miyakawa O, Watanabe K, Okawa S et al. Layered structure cast titanium surface. Dent Mater J 8: 175-185, 1989. 7) Miyakawa O, Watannabe K, Okawa S et al. Surface contamination titanium by abrading treatment, Dent Mater J 15: 11-21, 1996. 8) Miyakawa O, Okawa S, Kobayashi M et al. Surface contamination titanium by abrading treatment. Dentistry in Japan 34: 90-96, 1998.