超硬ボタンビット は、さまざまな業界の穴あけや機械加工に不可欠な部品である。この記事では、超硬ボタンビットの詳細な概要、その組成、特性、製造工程、等級、規格、用途、選択基準、サプライヤーなどについて説明します。
超硬ボタンビットの概要
ボタンビットカッターとしても知られる超硬ボタンビットは、ドリルビット本体にろう付けまたはクランプされた刃先交換式チップである。耐摩耗性の高い炭化タングステン製で、岩石、石工、コンクリート、その他の硬い研磨材に穴を開けるのに使用される。
超硬ボタンビットの主な特徴には、以下のものがある：
- 非常に硬い切削面は、硬くて脆い被削材の穴あけ加工に適しています。
- 刃先交換式チップは、ドリルビット全体ではなく、磨耗した場合に交換することができます。
- さまざまな穴あけニーズに対応するため、さまざまなサイズ、形状、グレードをご用意しています。
- ドリルビットの性能を最適化する高度な形状とコーティング
表1：超硬ボタンビットの種類
| タイプ | 説明 |
|---|---|
| ろう付けボタンビット | 鋼製シャンクにろう付けされた超硬製ボタン |
| クランプ式ボタンビット | リテーナリングで固定された超硬製ボタン |
| アンダーリーマー・ボタンビット | 大口径への穴あけ用 |
| コアドリルボタンビット | 岩石/コンクリートからのコアサンプルの抽出用 |
| オーガーボタンビット | 杭基礎などの深い穴あけ用 |
構成 超硬ボタンビット
超硬ボタンビットの耐摩耗性、硬度、強度は、炭化タングステンとバインダーとして使用される少量の他の元素から得られます。
表2：化学組成
| 素材 | 構成 |
|---|---|
| 超硬合金グレード | 94% タングステンカーバイド(WC) + 6% コバルトバインダー(Co) |
| スチールシャンク | 鉄、炭素、クロム、マンガン、ケイ素など。 |
| ろう付け合金 | 銅、亜鉛、ニッケル、銀など |
正確な組成と割合は、超硬合金の等級や製造業者によって異なる場合があります。WC粒子を結合するコバルトバインダーも、強度、破壊靭性、摩耗特性に重要な役割を果たします。
超硬ボタンカッターの特性
超硬ボタンチップは、非常に硬い材料の穴あけ、切断、加工に適した優れた特性を兼ね備えています：
表3：超硬製ボタンビットの特性
| プロパティ | 価値 | 意義 |
|---|---|---|
| 硬度 | 1600～2200ビッカース | 岩石やコンクリートのような硬い材料の切断が可能 |
| 圧縮強度 | 5500-6500MPa | 掘削時の高圧に耐える |
| 横方向の破断強度 | 3000-4800 MPa | 曲げ荷重下での破壊に対する耐性 |
| タフネス | 最大30 MPa√m | 亀裂伝播に対する耐性 |
| 耐摩耗性 | 素晴らしい | 交換までの寿命が長い |
| 化学的慣性 | 非常に不活性 | 室温ではほとんどの化学薬品に反応しない |
| 熱伝導率 | スチールより低い | 加工中に刃先が熱くなることがある。 |
組成、粒度、バインダー含有量、製造方法、後処理によって特性を調整することができる。
製造工程
超硬ボタンインサートは、製造中に複雑な一連の工程を経る：
表4：典型的な製造工程
| ステップ | 詳細 |
|---|---|
| 粉砕とブレンド | 炭化タングステン、コバルト、その他の粉末のブレンド |
| コンパクション | 粉体を高圧で金型に押し込む |
| 脱バインダー | 約300～600℃でバインダーを除去 |
| 焼結前 | 圧粉体を1000～1500℃に加熱して強化する |
| エッジの準備 | インサートエッジを必要な形状に研削する |
| 表面処理 | インサートに施されるコーティング、熱処理など |
| ロー付け/クランプ | スチール製ドリルビット本体へのチップの取り付け |
| 仕上げ | 出荷前の最終研磨と品質チェック |
粉末冶金プロセスにより、特性と品質を厳密に管理することができます。カスタマイズされた形状、コーティング、後処理は、機能性をさらに高めます。
超硬ボタンビットの等級
超硬合金のグレードは、耐摩耗性、靭性、硬度などの特性に基づいて分類され、さまざまな用途に合わせて調整されます。
表5：標準グレードと用途
| グレード | 硬度 | タフネス | 代表的なアプリケーション |
|---|---|---|---|
| C1-C3 | 最高 | 低い | ねずみ鋳鉄または非鉄金属の加工 |
| C5-C8 | 非常に高い | ミディアム | 焼入れ鋼や鋳鉄の連続切断 |
| C8-C9 | 非常に高い | 低い | 焼入れ鋼の断続加工 |
| P10～P50 | 中～非常に高い | 中～高 | 削岩工具、石油・ガス掘削用ボタン |
標準等級以外のカスタム・グレードも、最近ではいくつかのメーカーが提供している。
国際基準
ボタンビットに関連する刃先交換式超硬チップの要件、試験方法、品質パラメータを規定する主な規格には、以下のものがある：
- ISO 513:硬さによる硬質切削材料の分類と応用
- ANSI B212.15:形状、識別、公差、テストをカバーする米国の超硬チップ規格
- ISO 1832:刃先交換式チップの図面、寸法およびマーキング規則
- ISO 8249-1:シングルポイント旋削工具の工具寿命試験基準
評判の良い超硬ボタンビット製造業者は、製造および品質試験において、これらの規格または同等の国内/国際規格に準拠しています。
代表的なサイズと寸法
超硬ボタンビットは、お客様のご要望に合わせた幅広い標準サイズとカスタムサイズをご用意しています：
表6：標準ボタンビット寸法
| パラメータ | サイズ範囲 |
|---|---|
| ボタン直径 | 8 mm～150 mm |
| ボタンの厚み | 2 mm～20 mm |
| ドリル径 | 1200mmまで |
| 穴の深さ | 最大30m |
| ボタン数 | 最大30 |
| ボタンエッジ半径 | 0.4 mm～3 mm |
| ボタン中心角 | 通常90°または115 |
用途と産業
超硬ボタンビットの主な用途分野と産業分野には、以下のようなものがある：
表7 超硬ボタンビットの用途
| セクター | 代表的なアプリケーション |
|---|---|
| 建設 | コンクリート、石工、天然石、タイルの穴あけ |
| 鉱業 | 石炭、鉱石探査の掘削、コアサンプルの採取 |
| オイル/ガス | 坑井掘削用ダウンホールボタンビット |
| 採石 | 花崗岩、石灰岩、砂岩の掘削 |
| 地熱 | 硬い岩盤を掘削する深井戸 |
| 基礎工事 | ボーリング杭建設 |
| 考古学 | 構造物や岩石からサンプルを採取する |
超硬ボタンビットは、硬度の高い材料にドリル、ボーリング、コアリングを行う必要がある場合、あらゆる産業で不可欠な存在です。
選び方 超硬ボタンビット
超硬ボタンビットが最適な寿命と性能を発揮するには、組成、サイズ、設計を適切に選択することが不可欠です。
表8 超硬ボタンビット選定基準
| パラメータ | 考慮すべき要素 |
|---|---|
| ビット径 | 穴の大きさ、穴/杭の深さ |
| ボタン数 | ビット重量、ドリルパワー、内径 |
| ボタンサイズ | 均等な摩耗と負荷分散のためのボタンのサイズと位置 |
| ボタンのグレード | 耐摩耗性、衝撃強度が必要 |
| ビットタイプ | 機械／取付け方法（クランプ式かろう付け式か）に基づく |
| コーティング | 非コーティング、TiN、TiCNなど、靭性や潤滑性のためのコーティング |
| クーラント適合性 | 超硬合金のグレードとコーティングがクーラントに耐えることを確認する。 |
最適な選択のために、ボタンビットの性能をシミュレートするコンピュータ・モデリング・サービスを提供するメーカーに相談する。
主要メーカーとサプライヤー
世界中の超硬ボタンビットのトップブランドには、以下のようなものがある：
表9：主な超硬ビットメーカー
| 会社概要 | 所在地 |
|---|---|
| アトラスコプコセコロック | スウェーデン |
| パルビット | インド |
| ミンコン | アイルランド |
| ロックモア・インターナショナル | アメリカ |
| ヌマ・ツール社 | アメリカ |
| ドリルコツールズ | 英国 |
| ロック・アイ | 南アフリカ |
価格
超硬ボタンビットの価格は、サイズ、グレード、コーティング、注文数量によって異なります。一般的な価格帯は インサート1枚につき4～12米ドル.カスタムビットはより高価です。大量注文にはボリュームディスカウントが適用されます。
超硬ボタンビットの長所と短所
表10：利点と限界
| メリット | 欠点 |
|---|---|
| 非常に硬い切断面 | 衝撃荷重で割れやすい脆性材料 |
| 硬質材料での高い穿孔速度 | スチール製ボタンビットより高価 |
| 刃先交換式チップ | 軟質地層の掘削には推奨しません。 |
| 幅広いグレードと形状 | 取り付けと工作機械に剛性が必要 |
| 耐摩耗性と耐熱性に優れたコーティング | 温度制御に必要な冷却剤 |
| 一貫した穴径 | ビットが不均一に摩耗していると、穴がずれることがある。 |
よくあるご質問
Q: 超硬ボタンビットはローラーコーンビットより優れていますか？
A: 超硬ボタンビットは、花崗岩やコンクリートのような硬質で研磨性の高い地層において、より軟らかい堆積岩で優れた性能を発揮するローラーコーンビットよりも高い貫入率を発揮します。最適な用途が異なります。
Q: 超硬ボタンビットの寿命はどのくらいですか？
A: 超硬の等級、穴あけ用途、使用条件によって寿命が決まります。平均して、超硬ボタンビットは交換が必要になるまでに50～200リニアフィート掘削できるのに対し、ローラーコーンビットは25～100フィートしか持たない場合があります。
Q: 超硬チップは再研磨して再利用できますか？
A:いいえ。超硬ボタンは、スチールビットと違って、鈍くなった後に再研磨することはできません。チップ全体を廃棄し、新しい超硬ボタンに交換して穴あけを続ける必要があります。
Q: 超硬ボタンはどのようにドリルビットに取り付けられているのですか？
A: 超硬ボタンは、ドリルビットのスチールシャンクに精密に加工された溝にろう付けすることができます。あるいは、リングやブロックを使用したクランプシステムを使用して、チップを所定の位置に固定し、簡単に割出できるようにします。
Q: 鉄筋コンクリートを穿孔できるドリル・ビットは何ですか？
A: 鉄筋コンクリートの穴あけには、TiCNコーティングを施したC6～C8のような超硬グレードの超硬ボタンビットが一般的に使用される。ダイヤモンドコアビットも適していますが、より高価です。
