超硬のグレードや用途を定義する国際規格はないため、ユーザーは自らの判断と基礎知識に頼って成功する必要があります。＃ベース
冶金用語の「超硬グレード」は特にコバルトで焼結された炭化タングステン (WC) を指しますが、この用語は機械加工においてはより広い意味を持ち、超硬合金とコーティングやその他の処理を組み合わせたものを指します。たとえば、同じ超硬材料で作られ、コーティングや後処理が異なる 2 つの旋削インサートは、異なるグレードとみなされます。ただし、超硬とコーティングの組み合わせの分類には標準化がないため、切削工具のサプライヤーごとにグレード表で異なる指定と分類方法が使用されています。これにより、エンドユーザーがグレードを比較することが困難になる可能性があります。これは、特定の用途に対する超硬グレードの適合性が切削条件や工具寿命に大きく影響する可能性があるため、特に注意が必要な問題です。
この迷路をナビゲートするには、ユーザーはまず超硬材種が何でできているのか、そして各要素が加工のさまざまな側面にどのように影響するのかを理解する必要があります。
バッキングは、コーティングおよび後処理が行われている切削インサートまたはソリッドツールの裸の素材です。通常、80～95％がWCで構成されています。基材に望ましい特性を与えるために、材料メーカーは基材にさまざまな合金元素を追加します。主な合金元素はコバルト (Co) です。コバルト含有量が高いほど靱性は大きくなり、コバルト含有量が低いほど硬度は高くなります。非常に硬い基材は HV 1800 に達し、優れた耐摩耗性を提供しますが、非常に脆く、非常に安定した条件にのみ適しています。非常に強力な基材の硬度は約 1300 HV です。これらの基板は低い切削速度でしか加工できず、摩耗が早くなりますが、断続切削や悪条件に対してはより耐性があります。
特定の用途向けに合金を選択する場合、硬度と靱性の適切なバランスが最も重要な要素です。硬すぎる材種を選択すると、刃先の微細な破損や致命的な破損につながる可能性があります。同時に、硬すぎる材種は摩耗が早くなったり、切削速度を下げる必要が生じたりするため、生産性が低下します。表 1 に、適切なデュロメーターを選択するための基本的なガイドラインを示します。
最新の超硬インサートと超硬工具のほとんどは、薄いフィルム (3 ～ 20 ミクロンまたは 0.0001 ～ 0.0007 インチ) でコーティングされています。コーティングは通常、窒化チタン、酸化アルミニウム、炭窒化チタンの層で構成されています。このコーティングは硬度を高め、カットアウトと基板の間に熱障壁を形成します。
ほんの 10 年ほど前に人気が出たばかりですが、コーティング後に追加の処理を追加することが業界の標準になっています。これらの処理は通常、最上層を滑らかにして摩擦を軽減し、それによって発熱を減らすサンドブラストまたはその他の研磨技術です。通常、価格の差は小さく、ほとんどの場合、品種の選択には後処理が推奨されます。
特定の用途に適した超硬グレードを選択するには、サプライヤーのカタログまたは Web サイトで手順を参照してください。正式な国際規格はありませんが、ほとんどのベンダーは表を使用して、P05 ～ P20 などの 3 文字と数字の組み合わせで表される「範囲」に基づいてグレードの推奨動作範囲を説明しています。
最初の文字は ISO 規格に基づく材料グループを示します。各マテリアル グループには文字と対応する色が割り当てられます。
次の 2 つの数字は、グレードの相対硬度レベルを表し、05 ～ 45 の範囲で 5 ずつ増加します。05 の用途には、良好で安定した条件に適した非常に硬いグレードが必要です。45 過酷で不安定な条件に適した非常に強靱なグレードを必要とする用途。
繰り返しになりますが、これらの値には標準がないため、それらが表示される特定のグレーディング テーブルにおける相対値として解釈される必要があります。たとえば、異なるサプライヤーの 2 つのカタログで P10 ～ P20 とマークされているグレードは、硬度が異なる場合があります。
同じカタログ内であっても、旋削用材種表にP10～P20と記載されている材種と、ミーリング用材種表にP10～P20と記載されている材種では硬さが異なる場合があります。この違いは、アプリケーションごとに有利な条件が異なることに起因します。旋削加工は非常に硬い材種で行うのが最適ですが、フライス加工の場合、断続的な性質があるため、好ましい条件ではある程度の強度が必要です。
表 3 は、切削工具サプライヤーのカタログに記載されている可能性のある、さまざまな複雑な旋削加工における合金とその用途の仮説的な表を示しています。この例では、A 級がすべての旋削条件に推奨されますが、重断続切削には推奨されません。一方、D 級は重断続旋削やその他の非常に不利な条件に推奨されます。MachineingDoctor.com の Grades Finder などのツールは、この表記を使用してグレードを検索できます。
クラスの範囲に公式の基準がないのと同様に、クラスの指定にも公式の基準はありません。ただし、主要な超硬インサートのサプライヤーのほとんどは、グレード指定に関する一般的なガイドラインに従っています。「クラシック」名は 6 文字の BBSSNN 形式です。ここで、
上記の説明は多くの場合正しいです。ただし、これは ISO/ANSI 標準ではないため、一部のベンダーはシステムに独自の調整を行っており、これらの変更を認識しておくことが賢明です。
グレードは、他のどのアプリケーションよりもアプリケーションの変換において重要な役割を果たします。したがって、サプライヤーのカタログを参照すると、旋削部品には最も多くのグレードが揃っています。
この幅広い旋削材種は、幅広い旋削加工の結果です。このカテゴリには、連続切削 (刃先が常にワークに噛み合い、衝撃を受けないが、多量の熱が発生する) から断続切削 (強い衝撃が生じる) までの範囲が含まれます。
スイス型機械の 1/8 インチ (3mm) から重工業用途の 100 インチまで、幅広い旋削グレードが製造時のさまざまな直径に関連付けられています。切削速度は直径にも依存するため、低速または高速の切削速度に最適化されたさまざまな材種が必要です。
大手サプライヤーは、多くの場合、材料グループごとに個別のシリーズ グレードを提供しています。各シリーズには断続切削用の高硬度材から連続切削用の高硬度材までのグレードがあります。
フライス加工の場合、提供される材種の範囲は狭くなります。用途が断続的であるため、フライス工具には高い耐衝撃性を備えた丈夫な材種が必要です。同じ理由で、コーティングは薄くないと衝撃に耐えられません。
ほとんどのサプライヤーは、剛性バッキングとさまざまなコーティングを備えたさまざまな材料グループをフライス加工します。
突切り加工や溝入れ加工では、切削速度の要因により材種の選択が制限されます。つまり、カットが中心に近づくにつれて直径が小さくなります。したがって、切断速度は徐々に遅くなります。中心に向かってカットすると、最終的に速度がゼロになり、カットではなくシャー動作になります。
したがって、離型品質は広範囲の切断速度に対応できる必要があり、基材は作業終了時のせん断に耐えるのに十分な強度がなければなりません。
浅溝は他のタイプの例外です。旋削加工との類似性のため、溝入れインサートの幅広い品揃えを備えたサプライヤーは、特定の材料グループや条件に合わせて幅広い材種を提供していることがよくあります。
穴あけの際、ドリルの中心部の切削速度は常にゼロですが、外周部の切削速度はドリルの直径と主軸の回転速度に依存します。高速切削用に最適化された材種は適切ではないため、使用しないでください。ほとんどのベンダーは数種類しか提供していません。
多くの店舗は、高度なツールがプラグ アンド プレイであると誤解しています。これらの工具は既存のツールホルダーに適合し、超硬インサートと同じシェルミルまたはターニングポケットにも適合しますが、類似点はそこまでです。
粉末、部品、製品は、企業が積層造形を推進するさまざまな方法です。超硬と切削工具は、成功する別の分野です。
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投稿日時: 2023 年 8 月 21 日