のサプライヤーとして超硬インサートグレードブレード、これらのブレードがハードターニング用途に適しているかどうかについてよく質問されます。硬度 45 HRC 以上の硬化した材料を機械加工するハードターニングは、優れた性能の切削工具を必要とする難しいプロセスです。このブログ投稿では、超硬インサートグレードのブレードがハードターニング加工に実行可能な選択肢であるかどうかを検討します。
超硬インサートグレードのブレードについて
超硬インサートグレードのブレードは、超硬合金で作られた切削工具です。超硬合金は、金属結合剤 (通常はコバルト (Co)) によって結合された炭化タングステン (WC) 粒子からなる複合材料です。タングステンカーバイドの高硬度とバインダーの靭性の組み合わせにより、超硬インサートに優れた耐摩耗性、高温安定性、および切削性能が与えられます。
超硬インサートのグレードは、さまざまな機械加工用途に合わせて調整された、その特定の組成と特性を指します。たとえば、汎用加工用に設計された材種もあれば、高速切削、断続切削、または高硬度材用に最適化された材種もあります。超硬チップ材種の選択は、被削材の材質、切削条件、希望する表面仕上げなどの要因によって異なります。
ハードターニングにおける超硬インサートグレードブレードの利点
高い硬度と耐摩耗性
ハードターニングにおける超硬インサートグレードのブレードの主な利点の 1 つは、その高い硬度です。炭化タングステンの硬度は約 1600 ～ 2200 HV で、これによりブレードは硬化した材料を加工する際に発生する高い切削抵抗や摩耗に耐えることができます。この高い耐摩耗性により工具寿命が長くなり、工具交換の頻度が減り、生産性が向上します。
熱安定性
ハードターニングでは、高い切削抵抗と被削材の硬度により、大量の熱が発生します。超硬インサートグレードのブレードは優れた熱安定性を備えており、高温でも硬度と切削性能を維持できます。この特性により工具の摩耗や変形が防止され、加工プロセス全体を通じて一貫した切削品質が確保されます。
多用途性
超硬インサートグレードのブレードには幅広い形状とコーティングがあり、さまざまなハードターニング用途に適しています。さまざまなチップ形状と切れ刃設計を選択して、切りくず形成を最適化し、切削抵抗を低減し、表面仕上げを向上させることができます。さらに、窒化チタン (TiN)、炭窒化チタン (TiCN)、酸化アルミニウム (Al₂O₃) などの高度なコーティングにより、ブレードの耐摩耗性と切断性能をさらに向上させることができます。
費用対効果
立方晶窒化ホウ素 (CBN) インサートなど、ハードターニングで使用される他の切削工具と比較して、超硬インサートグレードのブレードは一般にコスト効率が高くなります。 CBN インサートは一部の用途では優れた性能を発揮しますが、その高コストがすべてのハードターニング加工に正当であるとは限りません。超硬インサートは性能とコストのバランスが取れているため、多くのメーカーに人気があります。
課題と限界
脆さ
超硬インサートグレードのブレードをハードターニングで使用する際の主な課題の 1 つは、その脆さです。炭化タングステンは比較的脆い材料であるため、高い切削力や衝撃荷重がかかると欠けたり破損したりする傾向があります。これにより、工具が早期に故障し、表面仕上げが悪化する可能性があります。このリスクを軽減するには、適切な超硬インサートのグレードと切削パラメータを選択し、適切な工具の取り扱いと取り付けを確実に行うことが重要です。
切断速度の制限
超硬インサートグレードのブレードは熱安定性に優れていますが、CBN インサートに比べて切削速度の限界が低くなります。非常に硬い材料を高速で加工する場合、発生する熱により炭化物が軟化して摩耗が早くなる可能性があります。したがって、高い切削速度が必要な用途では、CBN インサートがより良い選択となる可能性があります。
ワーク材質の適合性
すべての超硬インサートグレードがすべての硬質材料に適しているわけではありません。一部のグレードは、特定の種類の硬化鋼では良好な性能を発揮しますが、鋳鉄や超合金などの他の材料では効果が発揮されない場合があります。特定の被削材の材質に適した超硬インサートのグレードを選択するには、工具メーカーまたは機械加工の専門家に相談することが重要です。
ハードターニングで超硬インサートグレードのブレードを使用する場合に考慮すべき要素
ワーク材質
ハードターニング用の超硬チップ材種を選択する際には、被削材の硬度、組成、微細構造を考慮する必要があります。材料が異なれば、必要な切削戦略とインサート材種も異なります。たとえば、硬化鋼の機械加工には、鋳鉄やチタン合金の機械加工とは異なる材種が必要な場合があります。
切削条件
切削速度、送り速度、切込み深さなどの切削条件も、ハードターニングにおける超硬インサートグレードのブレードの性能に重要な役割を果たします。工具寿命、生産性、表面仕上げのバランスをとるために、最適な切削パラメータを選択する必要があります。一般に、ハードターニングでは切削抵抗と発熱を減らすために、より低い切削速度と送り速度を推奨します。
工具の形状とコーティング
すくい角、逃げ角、刃先半径などの超硬インサートの形状は、切削性能に大きく影響します。荒加工、仕上げ加工、断続切削などのさまざまな用途に合わせて、さまざまなインサート形状が設計されています。さらに、コーティングの選択により、ブレードの耐摩耗性と切断性能を向上させることができます。
工作機械の剛性
超硬インサートグレードのブレードを使用してハードターニングを成功させるには、工作機械の剛性が不可欠です。剛性の高い工作機械は振動を最小限に抑え、安定した切削条件を確保できます。これは良好な表面仕上げと工具寿命を達成するために重要です。ハードターニングに伴う高い切削抵抗に対処するために、十分なパワーと剛性を備えた工作機械を使用することが重要です。
ケーススタディ
ケーススタディ 1: 高硬度鋼の機械加工
あるメーカーは、超硬インサート グレードのブレードを使用して、硬度 55 HRC の硬化スチール シャフトを機械加工していました。適切なチップ材種を選択し、切削パラメータを最適化することにより、以前の方法と比較して工具寿命の大幅な向上を達成することができました。機械加工部品の表面仕上げも要求仕様を満たしており、生産性が向上し、生産コストが削減されました。
事例2：高硬度材の断続切削
別のケースでは、ある企業は硬化した歯車ブランクに対して断続切削を行っていました。標準の超硬インサート材種を使用した場合、当初は工具の欠けが頻繁に発生し、表面仕上げが不十分でした。工具サプライヤーと相談した結果、より強靱な母材と特殊コーティングを備えた、より適切なインサート材種に切り替えられました。この変更により、工具の破損が大幅に減少し、機械加工された歯車の表面品質が向上しました。
結論
結論として、超硬インサートグレードのブレードはハードターニング用途に使用できますが、その適合性は被削材の材質、切削条件、工具の選択などのさまざまな要因によって異なります。それらには、高硬度、耐摩耗性、熱安定性、コスト効率などのいくつかの利点がありますが、脆性や切断速度の制限などのいくつかの制限もあります。これらの要素を慎重に考慮し、適切な超硬インサート材種と切削パラメータを選択することで、メーカーは超硬インサート材種のブレードを使用したハードターニングで良好な結果を達成することができます。
の使用方法を検討することに興味がある場合は、超硬インサートグレードブレードハードターニング用途や当社製品についてご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。当社には、お客様の特定の加工ニーズを満たすための個別のアドバイスとソリューションを提供できる専門家チームがいます。私たちの除雪用超硬刃先そして超硬インサート 除雪機ブレード高品質の超硬製品を提供するという当社の取り組みも紹介します。ディスカッションを開始して、お客様の作業に最適な切削工具を見つけてください。
参考文献
- 「硬質材料の機械加工」 - ASM ハンドブック、第 16 巻: 機械加工
- 「切削工具テクノロジー」 - スティーブンソン、DA、アガピウ、JS
- 「機械加工用途向け超硬ツーリング」 - サンドビックコロマント技術資料
