機械工場のマネージャーを夜中に眠れなくさせるものがあるとすれば、それは工具のパフォーマンスが不安定になることへの恐怖です。その気持ちはわかります。航空宇宙部品を大量に注文し、機械が稼働していましたが、突然パチンと音が鳴りました。工具が壊れ、部品が廃棄され、マージンが打撃を受けます。 Dezhou Drillstar Cutting Tool Co., Ltd. では、このシナリオが常に進行していることを確認しています。根本的な原因は？多くの場合、それは機械ではありません。それは 切削工具の材質の選択.
この記事は、 切削工具の材質 風景。その理由を深く掘り下げていきます カーバイド は業界標準になっています。どこにあるのかを調べてください。 セラミック切削工具 輝いて、次のような超硬材料を見てください。 立方晶窒化ホウ素。カットしているかどうか 鋳鉄, アルミニウム、または硬化鋼、これらの材料の特性を理解することが、より適切なロックを解除する秘訣です。 工具寿命 そして表面仕上げ。
切削工具の材質の選択が機械加工にとって重要なのはなぜですか?
の 切削工具の選択 これはおそらく、製造プロセスにおいて最も重要な決定です。の 切削工具 はあなたの高価な製品との接点です 工作機械 そして生の ワークピース。その接点に障害が発生すると、他のすべてが停止します。
まず、熱について考えてみましょう。中に 機械加工作業、の温度 最先端 1000℃を超えることもあります。もし 切削工具の材質 欠けている 熱い硬さ、柔らかくなり変形します。これにより、公差が低下し、部品が不合格になる可能性があります。 切削工具に使用される材質 加熱中でも安定性を維持する必要があります。
第二に、私たちは次のことについて話さなければなりません 耐摩耗性。消耗が早すぎるツールは頻繁に交換する必要があります。このダウンタイムにより効率が損なわれます。を選択することで、 適切な切削工具 適切なバランスで 靭性と耐摩耗性、生産ラインが確実に動き続けるようにします。それは予測可能性に関するものです。あなたのような代理店が機械工場に工具を販売する場合、その工具が 50 個の部品で故障するのではなく、500 個の部品に耐えられることを知る必要があります。
現在入手可能な切削工具材料の主な種類は何ですか?
の歴史 金属切断 これはまさに材料科学の歴史です。過去 1 世紀にわたって、当社は単純な炭素鋼から、バターのような硬化合金を切断できる高度な複合材料に移行してきました。
ここではその簡単な内訳を示します 切削工具の材質の種類 私たちがよく目にするのは、次のようなものです。
- ハイスピード鋼 (HSS): 信頼できる古いもの。タフだがスピードに欠ける。
- 超硬合金: 主力製品。素晴らしい 耐摩耗性 そしてスピード能力。
- セラミックス: スピードの悪魔。高温には最適ですが、脆いです。
- サーメット: セラミックと金属のブレンド。仕上げに最適です。
- 超硬材料 (CBN & PCD): 極度の硬度または研磨材の専門家。
これらを理解する 切断の種類 材料は、ツールをアプリケーションに適合させるのに役立ちます。釘を打つのにガラスハンマーを使用すべきではありませんし、硬化した金型鋼を回転させるのにハイスを使用すべきではありません。
超硬合金が最新の機械加工の業界標準となっているのはなぜですか?
最新の CNC ショップに入ると、エンドミル、ドリル、インサートなどの工具の大部分が次の材料で作られています。 超硬合金。しかし、それは一体何なのでしょうか？
超硬合金 複合材料です。ハードで構成されています 炭化タングステン 金属結合剤、通常はコバルトによって粒子が結合されたもの。コンクリートのようなものだと考えてください。タングステンは骨材 (石) で、コバルトはセメントです。この組み合わせにより、 超硬工具 ユニークな利点。信じられないほど硬く、高い性能を発揮します 耐摩耗性しかし、コバルト結合剤は、すぐに粉砕することなく切削力に耐えるのに十分な靭性を提供します。
ドリルスターでは高品質のマイクログレインを使用しています カーバイド 当社のロッドを製造するための 超硬ソリッドロッド。粒子が細かいほど、刃先が鋭くなり、工具が強くなります。 超硬切削工具 HSS より 2 ～ 3 倍の速度で実行できるため、マシン時間の節約に直接つながります。
高速度鋼 (HSS) 工具は超硬切削工具とどう違うのですか?
こう疑問に思うかもしれません。 カーバイド とても素晴らしいのに、なぜそうなるのか ハイス鋼 まだ存在しますか？ ハイス鋼 (HSS) は導入されたとき革命であり、多くのことを可能にしました。 高い切断速度 年上よりも 炭素工具鋼.
HSS の主な利点はその靭性です。折れてしまうような衝撃や振動を吸収します。 カーバイド ツール。これにより、HSS は次の用途に最適になります。
- 古くて安定性の低いマシン。
- 中断されたカット。
- 超硬ソリッドの研削が難しい複雑な形状の工具。
ただし、HSS には大きな弱点があります。 熱い硬さ。とき 切断速度 増加すると、熱が急速に発生します。 600℃くらいになると、 ハイスは硬さが失われます。対照的に、 超硬工具 はるかに高い温度でも硬度を維持します。サイクルタイムが重要な高生産環境の場合、 超硬切削 ほとんどの場合、これが優れた選択肢となります。
機械でセラミック切削工具を使用する必要があるのはどのような場合ですか?
セラミック切削工具 魅力的なカテゴリーです。それらは主に次のもので構成されています 酸化アルミニウム または 窒化ケイ素。これらの材料は非常に硬く、化学的に安定しています。彼らはそれに反応しません ワーク材質、クレーター摩耗と呼ばれるタイプの摩耗を防ぎます。
セラミック切断 特定のシナリオで威力を発揮します。
- 高速旋削： セラミックを驚異的な表面速度で走行させることができます。
- ハードターニング: 高硬度鋼の機械加工 (最大 60 ～ 65 HRC)。
- 超合金: ジェットエンジンに使用されるニッケル基合金の機械加工。
ただし、 セラミック材料 持っています 低熱 耐衝撃性（一部のグレード）があり、非常に脆いです。ベアリングが緩んでいる機械を使用している場合、または重度の断続切削を行っている場合は、 セラミック切削工具 砕けるかもしれない。厳密な設定が必要です。しかし、正しく適用すると、 セラミック切削工具 以下の速度で金属を除去できます カーバイド ただ触れられないだけ。
立方晶窒化ホウ素 (CBN) とは何ですか? なぜ 2 番目に硬い材料なのでしょうか?
地球上で最も硬い物質について話すとき、ダイヤモンドがナンバーワンです。でもそのすぐ後ろには 立方晶窒化ホウ素 (CBN)。 CBNは、 2 番目に硬い材料 人間に知られている。
CBN は主に硬質鉄金属の加工に使用されます。ダイヤモンドとは異なり、CBN は高温でも炭素と反応しないため、鋼を安全に切断できます。 道具が使われている CBN チップを使用して焼き入れ鋼、鋳鉄、焼結鉄を加工します。
CBN を使用することで、メーカーは研削作業を機械加工に置き換えることができます。これは「ハードターニング」として知られるプロセスです。砥石車をセットアップする代わりに、CBN インサートを使用して、硬化したシャフトを所定のサイズに回転させます。これは、冷却剤の使用量が少ないため、はるかに高速で環境に優しいものです。
ダイヤモンド切削工具 (PCD) は非鉄材料に対する究極のソリューションですか?
多結晶ダイヤモンド (PCD) 工具は、入手可能な切削工具の中で最も硬いです。 ダイヤモンドカット 比類のないものを提供します 耐摩耗性。ただし、落とし穴があります。ダイヤモンドを使用して鋼を切断することはできません。
なぜですか？なぜなら、鋼には炭素が含まれており、ダイヤモンドは純粋な炭素だからです。高温の機械加工では、ダイヤモンド内の炭素原子が鋼の中に移動しようとします。これにより、急速な化学的摩耗が発生します。
したがって、 PCD ツール は 最高の切削工具 の選択 非鉄材料。これには以下が含まれます。
- アルミニウム 合金（特に自動車エンジンに使用される高ケイ素アルミニウム）。
- 銅と真鍮。
- 炭素繊維複合材。
- 研磨材 木や陶器など。
電子機器用のアルミニウム ハウジングを加工する場合、PCD 工具は、他の工具よりも 50 ～ 100 倍長く使用できます。 超硬切削工具.
窒化チタンのようなコーティングはどのようにして刃先を改善するのでしょうか?
ベースとなる素材は話の半分にすぎません。ツールの性能を最大限に引き出すために、コーティングを薄く塗布することがよくあります。最も有名なものは、ドリルビットに見られる金色のコーティングです。 窒化チタン (TiN)。
コーティングにはいくつかの目的があります。
- 硬度: 基板よりも硬く、基板を保護します。 最先端.
- 潤滑性: 工具とチップ間の摩擦を軽減し、熱を軽減します。
- 遮熱層: 彼らはもっと低いです 熱伝導率熱をチップ内に保ち、ツールの外に逃がします。
TiN 以外にも、炭窒化チタン (TiCN) や窒化アルミニウムチタン (AlTiN) などの高度なコーティングを使用しています。 AlTiN は特に次のような用途に適しています。 超硬切削工具 高温になると保護層を形成するため、乾式加工に使用されます。 酸化アルミニウム.
切削工具の選択はどのような要素に基づいて行う必要がありますか?
の 切削工具の材質の選択 推測であってはなりません。それは、特定の変数に基づいて計算された決定である必要があります。お客様から弊社に関するご相談をさせていただく場合、 超硬ドリル、私たちは尋ねます：
- ワーク材質: 軟質アルミニウムですか、それとも研磨性のある鋳鉄ですか? のような材料 チタンの場合は、焼き付きを防ぐために特定の化学的特性を備えた工具が必要です。
- 硬度: HRCが50を超える場合は、高性能超硬またはCBNが必要です。
- マシンの状態: スピンドルは硬いですか？ 「はい」の場合は、より硬くて脆いグレードを使用できます。そうでない場合は、タフさが必要です。
- 生産量: プロトタイプの場合は、HSS が安価で十分かもしれません。 10,000 個の部品の場合、コーティングされた部品の部品あたりのコスト カーバイド ツールははるかに低いです。
の 適切なツール 穴または加工面あたりのコストが最も低いものは、箱に貼られている価格が最も低いものであるとは限りません。
さまざまな材料の工具寿命をどのように定義し、測定するのでしょうか?
工具寿命 は一般に、工具が故障したり許容できない部品が生成される前に、工具が効果的に切削する時間として定義されます。失敗が起こる原因は、 工具の摩耗、欠け、または塑性変形が発生する可能性があります。
で 超硬合金切断、予測可能な摩耗パターンを探します。側面の摩耗がゆっくりと均等に大きくなるようにしたいと考えています。もし 最先端 チップ (微小亀裂) が発生すると、ツールが壊滅的に故障する可能性があります。
違う 切断の種類 さまざまな摩耗が発生します。
- クレーター摩耗: 凹面のくぼみ 工具面、化学反応と熱によって引き起こされます。鋼の切断によく見られます。
- 逃げ面摩耗: 工具側面の磨耗。これは、ほとんどの製品の通常の耐用年数終了メカニズムです。 超硬工具.
高い素材を使用し、 熱い硬さ 化学的安定性（ 炭化チタン コーティングや 窒化ケイ素 セラミックス）は、これらの摩耗メカニズムを遅らせます。
熱伝導率は切断プロセスにどのような影響を与えますか?
暑さは大敵です。材料の熱処理能力は、その材料の熱処理能力によって定義されます。 熱伝導率.
場合によっては、高い導電性が必要になります。たとえば、PCD (ダイヤモンド) は非常に高い熱伝導率を持っており、機械加工時に切削ゾーンから熱を奪うのに役立ちます。 アルミニウム.
他の場合には、低い導電率が必要です。 セラミック切削工具素材 熱伝導率が低いことが多い。これにより、チップとワークピースの熱が維持され、ツール構造が保護されます。ただし、これは次のことも意味します。 セラミック ～の影響を受けやすい 熱衝撃。熱いセラミックインサートにクーラントを吹き付けると、冷水に入れた熱いガラスのようにひびが入る可能性があります。
これを理解すると、次のことに役立ちます。 切削工具の選択 戦略 - ウェット (クーラントを使用) で実行するか、ドライで実行するかなど。
コストとパフォーマンスのバランス: メーカーの視点
のメーカーとして 超硬インサート, 私はディストリビューターに、なぜツールにその機能がかかるのかを説明しなければならないことがよくあります。
標準ツールではより粗い粒度が使用される場合があります 炭化タングステン。安くなります。プレミアムツールは、12% のコバルトを含むサブミクログレインカーバイドと多層ナノコーティングを使用しています。プレミアム ツールの価格は 30% 高くなりますが、寿命は 300% 長くなります。
のために 機械加工作業 ダウンタイムが高くつく場合 (大規模な自動生産ラインなど)、高価なツールは実際には安価なオプションになります。ただし、1 回限りの修理を行う小規模な修理工場の場合、 ハイカット プレミアムグレードのパフォーマンスは過剰かもしれません。
の 切削工具のガイド 購入は簡単です。工具ごとのコストではなく、部品ごとのコストを計算します。
概要: 切削工具材料を選択するための重要なポイント
の世界をナビゲートする 切削工具インサート また、ソリッドツールは複雑になる場合があります。このガイドで覚えておくべき最も重要な点は次のとおりです。
- 超硬合金は王様です: 最適なバランスを提供します 硬さ 80％の靭性 切断用途.
- 素材を合わせる： PCD を使用する場合 非鉄材料 好き アルミニウム。高硬度鋼にはCBNを使用してください。超合金にはセラミックスを使用します。
- 熱管理: 高温 ツールを殺します。適切な材料を選択してください 熱い硬さ そして 熱伝導率.
- コーティングは重要です: 窒化チタン およびその他の PVD/CVD コーティングは大幅に延長されます。 工具寿命 摩擦を軽減し、熱をブロックします。
- コストと価値: 値札だけを見ないでください。あ 鋭い刃先 より長く続くことで、機械のダウンタイムとスクラップ率が削減されます。
- HSS にはニッチな分野があります。 割引しないでください ハイス鋼 不安定なセットアップや古いマシンの場合、 靭性 スピードを上回ります。
Drillstar では、お客様が 適切な切削工具 仕事のために。標準が必要かどうか ドリルビット研削盤 ソリューションやカスタム超硬プロファイルについては、材料の科学を理解することが機械加工の成功への第一歩です。
