超硬ボタンインサート は、断続加工用の超硬合金製またはサーメット製の半球接触プロファイルを持つ円形刃先交換式チップを指します。多機能な切れ刃を備えたボタンチップは、優れた耐摩耗性、強度、衝撃減衰性を必要とする溝加工、パーティング加工、リセス加工用に最適化された形状を有しています。
概要 超硬ボタンインサートの
超硬ボタンインサートは提供する：
- 耐摩耗性を支える極めて高い硬度
- 欠けにくい強靭さと強度
- クラックの伝播を防ぐ熱衝撃安定性
- 切断力を最小限に抑えるポジティブ形状
- 多方向への工具力の伝達
- カスタム・エッジ・プレパレーションとチップ・ブレーカー
- 回転クランプによる割出しの容易さ
- 表面仕上げを促進するフラットな接触
これらの切削工具の利点は、自動車、航空宇宙、金型、医療、および一般的な機械加工分野での使用を促進します。ボタンチップは、信頼性が高く、費用対効果の高い断続切削や傾斜切削をサポートし、過酷な条件下でも工具の不慮の破損や損傷を最小限に抑えます。
超硬ボタンインサートの種類
主なボタンインサートの種類は以下の通り：
| タイプ | 構成 | 説明 |
|---|---|---|
| 超硬合金 | 94%タングステンカーバイド（WC）と6%コバルトバインダー | 最も広い応用範囲 |
| サーメット | 75%炭窒化チタン(Ti(C,N))セラミックと25%ニッケル/モリブデンバインダー | 優れた高速性能 |
| 立方晶窒化ホウ素（CBN） | 60-90% セラミック/炭化物バインダー付きCBN | 硬度範囲にわたって卓越した耐摩耗性 |
| 多結晶ダイヤモンド（PCD） | 80-95% コバルト・バインダー付き合成ダイヤモンド | 非鉄合金用の究極の低摩耗オプション |
このような材料の選択は、コストと切削性能を考慮したものであり、最適な選択を可能にする。
構成 超硬ボタンインサートの
一般的な超硬ボタンインサートの組成：
| 素材 | 主な成分 | 役割 |
|---|---|---|
| 超硬合金 | 88-94% タングステンカーバイド（WC）<br>6-12%コバルトバインダー | 耐摩耗性をもたらす硬質成分<br>破壊強度を与える延性バインダー |
| サーメット | 65-80%炭窒化チタン（Ti(C<sub>0.5</sub>N<sub>0.5</sub>)) <br> 20-35% ニッケル/モリブデンバインダー | 硬質セラミックカーバイド相 <br> 強化金属バインダー |
| PCBN | 80-90% CBN、10-20% セラミックバインダー | 超硬/セラミックバインダー付きCBN研磨材 |
| PCD | 80-90% ダイヤモンド、10-20% コバルトバインダー | 硬質ダイヤモンド砥粒による切断能力 <br> 金属コバルトバインダーによる耐熱性 |
これらの組成物は、オーダーメイドの硬度、強度、耐衝撃性を促進する。
プロパティ の 超硬ボタンインサート
よくデザインされたボタンインサートは、各属性のバランスに優れている：
物理的性質
| プロパティ | カーバイド | サーメット | PCBN | PCD |
|---|---|---|---|---|
| 密度 | 12～15g/cm3。 | 5.3～5.7g/cm3。 | 3.45～3.55g/cm3。 | 3.15～3.50g/cm3。 |
| 硬度 | 1600-2200 HV | 1600-2100 HV | 4000-5000 HV | 8000 HV |
| 横方向の破断強度 | 350-600 MPa | 100-350 MPa | 600-1200 MPa | 500-1350 MPa |
| 破壊靭性 | 9-12 MPa√m | 7-15 MPa√m | 6-9 MPa√m | ∼15 MPa√m |
超硬合金は、バランスの取れた硬度と耐破壊性を提供する一方、高度なサーメット、CBN、PCDは極めて高い硬度を誇ります。
切断性能
加工中の工具材料の相対挙動：
| パラメータ | カーバイド | サーメット | PCBN | PCD |
|---|---|---|---|---|
| 耐摩耗性 | グッド | より良い | ベスト | 素晴らしい |
| 耐薬品性/耐拡散摩耗性 | グッド | より良い | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 耐熱衝撃性 | グッド | スーペリア | フェア | 貧しい |
| 靭性と衝撃強度 | グッド | フェア | 貧しい | 貧しい |
| 高速加工能力 | グッド | 素晴らしい | 非常に良い | フェア |
サーメットとPCBNは、高生産性のボタンターニングと溝加工に不可欠な温度性能と摩耗性能を誇ります。PCDは、より低い切削速度に適しています。
デザインとジオメトリー 超硬ボタンインサートの
信頼性の高い機能に貢献する、便利なボタン挿入機能：
| パラメータ | 詳細 | メリット |
|---|---|---|
| プロフィール | 精密半球接触曲線 | 点接触で低切削力、平坦度制御で仕上げ要件に対応 |
| ノーズ半径 | パーティングには鋭く、ターニング／グルービングには大きく。 | 刃先の半径を通した切削力と強度のバランス、積極的な切削作用 |
| クリアランス角度 | 通常、接点下7°のサイドリリーフ | エッジの破損を防ぎながら、切り屑や潤滑油の侵入を防ぎます。 |
| ワイパーフラット | 曲率に割り込む小さなファセット | 表面仕上げのコントロールを容易にし、振動に対してインサートを安定させます。 |
クランプの柔軟性と組み合わされたポジティブな形状は、有害な荷重とたわみを最小限に抑えます。
超硬ボタンチップ用ツールホルダー
特殊な治具は、ワークピース上にインサートを正確に配置します：
| ホルダー | 説明 | 取り付け方法 |
|---|---|---|
| ソリッドスタイル | インサートの半分に接触する機械加工ポケット付きのシンプルなバー | ツールブロックへの固定具クランプ、位置決めの柔軟性が制限される |
| カートリッジ式 | 精密チップシート付きインデクサブルカーバイドカートリッジ | スクリュークランプにより、より優れた剛性と深さ制御を実現 |
| ツールブロックシステム | 複数のチップ、カートリッジまたは固定工具を保持するミニツールブロック | 旋盤タレットまたはブロックツールホルダーインターフェース、高精度 |
専用ホルダは、振れを0.01mm以下に抑え、精密な溝、スロット、パーツプロファイルの加工をサポートします。
超硬ボタンインサート 製造業
ボタンインサートの製造工程：
1.粉体の粉砕 - 炭化物、セラミックス、バインダー成分が湿式ボールミル粉砕を受ける
2.スプレー乾燥 - 造粒は流動性と一貫性を築く
3.コンパクション - 一軸加圧と静水圧加圧によりグリーン密度を生成
4.焼結 - 1400℃の初期サイクルにより研削強度が向上
5.エッジ研磨 - ダイヤモンドドレッシングは、仕上げ形状とエッジの状態を作成します。
6.最終焼結 - 制御された熱処理が微細構造を緻密化
7.ろう付け - 超硬プレートは、組立てチップ用のスチールシャンクに高周波ろう付けされます。
8.コーティング - 接触面に特殊なPVD、CVDコーティングを施す
9.パッケージング - エッジや表面の損傷を防ぐ保護パッケージ
このような広範な加工は、他の方法では不可能な複雑な刃先輪郭を誇る刃先交換式チップに結実します。
超硬ボタンインサート アプリケーション
超硬ボタンインサートが役立つ代表的な用途：
自動車
バルブガイドボアの溝加工、シリンダーヘッド、ブロック、クランク、カムの機械加工、エンジン部品の外旋加工
航空宇宙
ロータースロット加工、ブレードルートプロファイル加工、フレームとバルクヘッドリセス加工、ミサイルモーターケーステーパー加工
医療と歯科
強靭なステンレス鋼やTi/CoCr合金からのインプラント加工、歯列矯正ブラケット成形
金型
鋼鉄金型キャビティ・プランジング；グラファイト電極プロファイリング；H13工具鋼溝加工
一般機械加工
在庫の切り離し、材料間のリセスとショルダー加工、幅広部品の溝加工
グレード 超硬ボタンインサートの
超硬製ボタンには、標準化されたISO材料規格が適用されます：
| グレード | 構成 | 特徴 |
|---|---|---|
| 超硬合金 | ||
| P20～P50 | WC-Co中粗 | 一般機械加工用鋼/ステンレス |
| M10-M40 | WC-Coマイクログレイン | 高硬度、耐摩耗性 |
| K20 | WC-Coのミックス・セラミックス | 高いエッジ強度と耐熱性 |
| サーメット | ||
| T15-T50 | TiCN-NiMo | 高速度鋼および硬化金属 |
| MT10-MT50 | TiCN-NiMoマイクログレイン | 優れた耐摩耗性 |
さらに、エッジ処理などの特別な特徴を示すユニークな接尾辞が付加される。
寸法 超硬ボタンインサートの
典型的なメートル法の範囲：
| パラメータ | レンジ |
|---|---|
| 内接円 | 3 mm～25 mm |
| インサートの高さ | 2 mm～6 mm |
| エッジ半径 | シャープ；0.4mm；0.8mm；1.2mm |
| 厚さ | 1.5 mm～4 mm |
より大きなアメリカANSIサイズおよび分数サイズもご利用いただけます。用途に応じたカスタム形状も可能です。
超硬ボタンインサート 規格
重要な仕様は以下の通り：
- ISO 1832:2012 - 切削工具用インサート
- ANSI B212.4 - 超硬インサート、硬化鋼
- JIS B4104 - 工作機械用超硬チップ
超硬ボタンインサート サプライヤー
世界の主要ボタンインサートメーカー
| 会社概要 | 本部 |
|---|---|
| イスカー | イスラエル |
| サンドビック | スウェーデン |
| 住友 | 日本 |
| 京セラ | 日本 |
| ケナメタル | アメリカ |
| ウォルター・ツールズ | ドイツ |
| コルロイ | 韓国 |
| マパール | ドイツ |
これらの技術リーダーは、進化する工具材料とエッジの準備を形成し、産業用途全体でボタンインサートの実用性を進化させています。
コスト分析
一般的な品種の代表的なコスト：
| インサート・タイプ | 参考価格 |
|---|---|
| 超硬製ボタン、グレードP20 | $12-18/個 |
| 微粒超硬ボタン、グレードM20 | $15-22/個 |
| TiCNサーメットボタン、グレードT30 | $35-60/個 |
| PCDボタン、高さ2 mm | $45-75/個 |
| PCBNボタン、高さ3mm | $65-95/個 |
より大きなサイズ、特殊形状、高級材種は、より高い価格で取引される。チップの刃先交換が可能なため、複数の刃先にコストを分散させることができます。
長所と短所
メリット
- 極めて高い硬度が荒加工での耐摩耗性をサポート
- 高い切削速度と送りに耐える
- ポジティブな形状が切削力を最小化
- 丸い形状が集中応力を拡散
- 軽いカットや断続的なカットを容易にする
- 多方向加工が可能
- 精密な溝入れ/溝加工が可能
- 刃先交換式工具の物流を簡素化
- 生産性とエッジ強度を高めるコーティング
制限事項
- 長尺の連続旋削には適さない
- 三角形インサートより低いエッジ強度
- 特定の環境下で振動しやすい
- アライメントを維持するための強固なセットアップが必要
- 割り出し治具や工具ブロックの方向付けが必要
- エッジごとの交換可能なチップより高価
- 仕上げのパスでは、直径の変遷のショルダー・マークが見られることがある。
適用可能な長所と管理可能な限界を認識することで、ニーズに合った最適なツール選択が可能になる。
よくあるご質問
| 質問 | 回答 |
|---|---|
| 超硬ボタンインサートとは？ | 軽切削/断続切削用の超硬/サーメット製接触プロファイルを持つ丸型刃先交換式チップ |
| ボタン・インサートの素材は何ですか？ | 主にWC-Co組成の超硬合金；先進サーメット、PCBN、PCDオプションもある。 |
| ボタン式インサートはどのような操作に使用されますか？ | 旋盤、フライス、ドリルによる溝加工、パーティング、リセス、プランジング、溝加工、プロファイリングなど |
| 超硬ボタンの利点は？ | 極めて高い耐摩耗性、ポジティブな形状による低い切削力、多方向切削、精密プロファイル |
| どのような寸法がありますか？ | 3mmから25mmサイズのメートルボタン、インチサイズもある。高さは2～6mmが一般的。 |
| インサートはどのように指定されるのですか？ | P20、M25などの一般的なISO等級は組成を示す。接尾辞は面取りやコーティングのような特別な特徴を示す。 |
| インサートが早期に破損する原因は何ですか？ | 剛性不足、刃先の盛り上がり、クーラントアクセス不良、過度の送り/速度、断続切削による刃先のチッピング |
| ボタンの寿命を最大限に延ばすには？ | 剛性の要求に合わせてサイズを選択し、送り/速度のコンボを最適化し、切り屑を効果的に除去するポジティブなリード角を確保します。 |
概要
ボタン型超硬チップは、難易度の高い溝加工、リセス加工、スロッ ト加工を、信頼性の高い簡素化された作業に変える、重要な生産性ツールで す。慎重に設計された形状は、切削力に対する強度のバランスをとり、刃先の破損を防ぎ、高硬度材でもミクロンレベルの精度を可能にしながら、これまで不可能だった軽量化を実現します。
メーカーが、短納期、カスタム部品、在庫の最小化に取り組むソリューションを求める中、刃先交換式ボタンインサートは、性能の限界を押し広げながら、ニッチから大量生産領域まで、ジャストインタイムの能力をコスト効率よく促進します。刃先交換式工具プラットフォームと超耐摩耗性材料科学の継続的な進歩により、半球状超硬テクノロジーは、拡大し続ける開口部のニーズに正確に対応する態勢を維持しています。
