超硬チップは、部品を効率的に加工するために金属加工業界全体で不可欠な刃先交換式切削工具です。このガイドでは、様々な特殊グレードの超硬チップの種類、製造方法、主な用途、および材料選択の際の注意点について説明します。
構成 特殊超硬チップ グレード
| グレード・ファミリー | 主な合金元素 | 共通グレード |
|---|---|---|
| コーティング炭化物 | TiC、TiCN、TiAlN、AlCrN | GC4225、IC907、AC630 |
| サーメット | TiCN-Ni/Mo | TF35, 883 |
| CBN/PCBN | CBN、TiCバインダー | BN250、BZN800 |
| セラミックス | Al203、SiC、Si3N4 | CC670、SC850 |
| ダイヤモンド | CVD/PCDダイヤモンド | DA100、PD5100 |
特殊超硬チップは、エキゾチックコーティング、セラミック複合材、多結晶ダイヤモンドを使用し、極めて高い硬度、耐熱性、工具寿命を実現しています。
製造工程
| 方法 | 説明 |
|---|---|
| 粉末冶金 | ブレンドされたパウダーを圧縮成型し、焼結したもの |
| 物理蒸着 | 厚さ1～10μmの蒸着金属／セラミック・コーティング |
| 化学蒸着 | インサート基板上に成長したダイヤモンド膜 |
| 高圧高温 | グラファイト粉末を多結晶CBN/ダイヤモンドに変換 |
精密サブトラクティブ研削は、旋盤加工、フライス加工、穴あけ加工などの加工に必要な最終的なチップ形状とエッジを定義します。
特殊超硬チップ 代表的なアプリケーション
| 産業 | 一般的な機械加工 |
|---|---|
| 自動車 | エンジンブロックまたはドライブトレイン部品の高速加工 |
| 航空宇宙 | 難加工合金、精密ボーリング/ドリル加工 |
| 金型 | 焼入れ鋼の金型製造 |
| メディカル | 生体適合性合金、厳しい公差カット |
| 石油・ガス | バルブ、コンプレッサー、配管の旋盤加工およびボーリング加工 |
CBN/セラミック材種は、焼き入れされた鉄系材料の工具寿命を向上させます。ダイヤモンドチップは、炭素繊維複合材料や輸送用AlSi合金に優れています。TiAlN/TiSiN PVD膜は、理想的な汎用安定コーティングです。
インサート仕様
| スタンダード | 説明 |
|---|---|
| ISO 1832 | 切削工具用刃先交換チップ - 名称 |
| ANSI B212.4-1986 | 超硬インサート - 識別 |
| JIS B4104 | 刃先交換式インサートの呼称 |
規格は、インサートの形状、サイズ、公差、等級、メーカーを分類し、適切な識別と交換に役立ちます。
グローバルサプライヤー
| 会社概要 | 対象学年 |
|---|---|
| サンドビック | GC415、RX720、PC5025 |
| ケナメタル | KC730, KC935M |
| 三菱 | VP15TF、SDEH120 |
| 住友 | AC700G、S700 |
| 京セラ | CX610、HD2050 |
すべての主要な切削工具メーカーは、特定の被削材と動作条件に合わせた独自のチップ材種を幅広く提供しています。
選考基準の挿入
インサートグレードを選択する際の主な検討事項：
- 被削材の種類と硬度
- 目標とする切削パラメータ（速度/送り）
- 冷却方法
- 公差と表面仕上げのニーズ
- 工作機械の剛性と振動レベル
- 相対的なチップコストと工具寿命
費用対効果の高い工程のために特殊材種を選択する前に、加工環境の制約を理解する。サプライヤーの技術サポートを受ける。
特殊インサート・グレードの長所と短所
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 非常に高い金属除去率 | エッジあたりのコストがはるかに高い |
| 長く安定した工具寿命 | 利用可能なインサート形状は限られている |
| 表面仕上げの向上が可能 | 適切な機械能力が必要 |
| 必要な力と電力が少ない | アプリケーション・サポート必須 |
| ドライ/ニアドライ加工が可能 | プロセス全体の経済性を変える |
特殊超硬材種を評価する際には、高いチップコストに見合う具体的な加工上の利点を評価すること。
よくあるご質問
特殊コーティングを施したインサートは、どのように扱い、保管すべきですか？
コーティングされたエッジが欠けないように注意すること。溶剤洗浄不可。加熱すると反応するコーティングもあります。使用可能な環境については、メーカーのガイドラインに従ってください。
CBNチップの使用は、どのような場合に経済的な意味を持つのでしょうか？
通常、安定した精密工作機械で、50～60 HRC 以上の高硬度鋼を長時間加工する場合に使用される。工具寿命が20～50倍向上し、チップコストの上昇を相殺する価値がある。
セラミックチップのフランク摩耗を早める原因は何ですか？
表面仕上げ不良、振動問題、低送り/低速度によるエッジの盛り上がり、不十分なクーラント衝突、結合相の化学溶解など。剛性の高い加工システムが必要。
CVDダイヤモンドの膜厚が厚ければ良いというわけではないのはなぜですか？
基材の露出を長引かせる一方で、膜厚が厚すぎると密着性が損なわれ、刃先が摩耗して精度が落ちます。最適なバランスは、指数関数的なコストを回避します。
ソリッドCBN（SCBN）チップを活用できる加工方法は？
用途はアルミニウム、黄銅、銅などの非鉄合金に限定される。非常に低い熱膨張と極端な硬度により、SCBNチップは断続切削には脆すぎます。
結論
最後に、超硬チップの特殊材種は、予測可能な工具寿命と、現代の様々な産業における競争力のある製造に不可欠な高性能加工を可能にします。入念な工程分析と作業環境に適合した材種特性により、生産性の向上が促進されます。
