超硬チップソー は、鋸刃の歯に使用される非常に硬く耐久性のある材料です。炭化タングステンの高い硬度と耐摩耗性は、鋸の先端は、標準的な鋼の歯よりもはるかに長くシャープな滞在することができます。タングステンカーバイドソーチップは劇的にブレードの寿命を延ばし、はるかに高速な切削速度を可能にします。
超硬チップソーの概要
炭化タングステンは、しばしば単にカーバイドと呼ばれ、タングステン粉末と炭素を混合して作られる。その後、形成され、2倍の密度で鋼よりも2〜3倍硬い信じられないほど堅牢な材料を製造するために加熱される。ここではタングステンカーバイドソーチップの簡単な概要です：
| プロパティ | 説明 |
|---|---|
| 硬度 | 89-93 HRAは、ロックウェル・スケールの85-88 HRCに相当する。 |
| 強さ | 非常に高い圧縮強度と引張強度 |
| タフネス | 硬質でありながら適度に強靭な複合材 |
| 密度 | スチールの約2倍 |
| 硬さ | スチールの3倍の剛性 |
| 熱伝導率 | 金属に比べて導電性が悪い |
| 電気伝導度 | 低い、叩くとスパークする可能性がある |
| 耐食性 | 腐食に強い |
| 一般的なフォーム | ペレット、パウダー、コーティング、工具 |
| 製造業 | 粉末冶金と焼結 |
| 主な用途 | 切削工具、金型、鋸刃、ドリル |
超硬合金は非常に硬いため、標準的な炭素鋼や合金鋼よりも耐摩耗性に優れています。同時に、複合構造と製造工程により、適度な靭性も保持しています。
この硬度、強度、靭性の組み合わせにより、炭化タングステンは、大きな力と温度に耐えなければならない鋸刃の歯に理想的な材料となっています。硬度は、高速できれいな切断に最も重要な鋭い刃先を維持します。
応用例 超硬チップソー
超硬チップソーは、硬い材料や研磨材を切断する必要があるほぼすべての業界で広く普及しています。コンクリート、石材、タイル、石積み、耐火レンガ、ダクタイル鋳鉄、その他の硬い物質を切断する必要がある場合、超硬チップソーは不可欠です。
ここでは、超硬チップソーを使用する最も一般的なアプリケーションのいくつかを紹介します：
| 申し込み | 材料カット |
|---|---|
| 建設と解体 | コンクリート、鉄筋コンクリート、石材、石積み、タイル、セメント板 |
| タイルとフローリング | セラミックタイル、磁器、御影石 |
| 金属加工工場 | 合金鋼、工具鋼、鋳鉄、ダクタイル鋳鉄 |
| 鋳物工場と製錬所 | 鋳鉄、合金鋼、耐熱合金 |
| 耐火物製造 | 耐火レンガ、セラミックファイバー断熱材 |
| インフラ | コンクリートの滑走路、道路、橋 |
タングステンカーバイドは、硬い材料や繊維質の材料を鋸で挽く際の摩耗や衝撃に耐えることができます。非常に硬いため、切断形状が維持され、チップの切れ味は他の製品よりも長く持続します。
しかし、この硬さには代償が伴う。タングステン・カーバイドは、鋼鉄に比べればまだそれなりに脆い。固いものを叩いたり、ブレードをひねったりすると、個々のチップにひびが入ったり、完全に折れたりすることがあります。超硬チップの価値を最大限に引き出すには、適切なブレードの選択と使い方が重要です。
炭化タングステンのグレードと仕様
他の粉末冶金製品と同様に、タングステンカーバイドの特性は製造中にカスタマイズすることができます。タングステンと炭素の比率、コバルトの含有量、腐食防止剤、粒度などを変えることで、さまざまな機能に合わせて超硬合金を調整することができます。
鋸の先端の用途に使用されるタングステンカーバイドの主な等級は4種類あります：
| グレード | 硬度 | 総コバルト含有量 | 主な特徴 |
|---|---|---|---|
| C1 | 86-88 HRA | 3-6% | 優れた耐摩耗性とエッジ保持性、脆性 |
| C2 | 86-88 HRA | 6-10% | 非常に優れた耐摩耗性と靭性 |
| C3 | 84-86 HRA | 10-13% | 断続カットに適したタフなグレード |
| C4 | 83-88 HRA | 13-30% | 衝撃や衝撃に対する最大限の耐性 |
コバルトは、耐破壊性を向上させるセメ ント剤として作用する。一般的に、コバルトの硬度が高いほど、耐衝撃性と靭性が大幅に向上します。C2およびC3材種は、非常に硬い被削材を切削する際に、最も優れたオールラウンドな特性を発揮する。
超硬チップソーは、刃の互い違いの歯が連続して切断される際に、材料の切り屑がチップに衝突することによる高い繰返し応力に耐える必要があります。等級と形状は、切断される材料の脆性や研磨性によって、用途に固有です。
製造工程
炭化タングステンは、タングステンと炭素化合物の微粒子をブレンドする粉末冶金技術によって製造されます。ここでは、その段階を簡単にご紹介します：
1.ミキシング タングステン、カーボン、コバルトの粉末を測定し、一時的な結合剤とブレンドする。これは、ボールミルやアトリションミルで行うことができる。
2.を押す パウダーミックスは、1平方インチ当たり最大4トンの高圧で金型に押し込まれる。これにより粒子が融合し、成形体が標準的な形状に成形される。
3.焼結 プレスされた部品は、真空または水素雰囲気下の超高温キルンに入れられます。温度は2,800°Fを超え、コバルトの拡散結合と液相焼結により、粉末は緻密で強固な部品に融合します。
4.コンディショニング 最終調整では、粒組織を加工し、研削/ラッピングによって超硬合金を最終公差に寸法調整する。また、部品に処理やコーティングを施すこともできます。
この粉末冶金技術は、非常に均質な混合と一貫した材料特性を可能にする。微細な炭化物粒子は硬度を提供し、コバルトは延性バインダーとして破壊靭性を高めます。混合とプロセスパラメーターを変えることで、さまざまな切削用途に最適化されたグレードが生まれます。
超硬チップソーの比較特性
タングステンカーバイトチップと鋸刃に使用される一般的なスチール合金の比較は次のとおりです：
| プロパティ | 炭化タングステン | 高速度鋼 | 炭素鋼 |
|---|---|---|---|
| 硬度 | 93HRAまで | 62-65 HRC | 50-55 HRC |
| 強さ | 非常に高い | 高い | ミディアム |
| タフネス | ミディアム | 高い | より高い |
| 耐摩耗性 | 非常に高い | ミディアム | 低い |
| 熱伝導率 | 低い | ミディアム | より高い |
| 耐食性 | 高い | ミディアム | 低い |
| 価格 | 高い | ミディアム | 低い |
炭化タングステンは、標準的な工具鋼や合金鋼に比べ、硬度、強度、耐摩耗性において明らかに優れています。その代償として、靭性と耐欠損性が低下します。高温になると硬度が低下するため、急激な鈍化を避けるには熱管理が重要です。
適切なブレード設計は、重要な摩耗面にのみ必要最小限の超硬合金を使用することで、これらのトレードオフを軽減します。これにより、鋼の費用対効果を維持しながら、超硬刃先の利点を最大限に引き出します。
超硬チップソーの種類とスタイル
鋸刃の設計、直径、アーバー、歯の形状など、切削性能や用途への適合性に影響を与えるものは数多くあります。しかし、ほとんどの工業用超硬鋸刃は、いくつかの主要なスタイルに分類されます：
丸鋸
これらの一般的な丸鋸の刃は、4インチから大型の石工用またはコンクリート用の4フィート以上の直径をカバーしています。歯は多くの場合、スチールコアの周囲にセグメントでろう付けまたはレーザー溶接されています：
超硬チップは、刃先の耐摩耗性を最大限に高めます。左右対称に成形された歯や、リーディング/トレーリングエッジとチップブレーカーをすべて超硬合金に研削した特殊な形状のものがあります。
バンドブレード
バンドソーは、2つのプーリーホイールに巻かれた薄く連続した帯状の鋼材で構成されている。リーディング・トゥースのエッジにはカーバイドをろう付けすることができる：
これらのブレードは、工具鋼や鋳鉄のような材料に曲線や不規則な切断を行います。可変歯形は切り屑の排出を助けます。
レシプロ/ジグソーブレード
一般的なレシプロソーの刃は、片面に歯を研磨した硬化工具鋼で構成されています。超硬チップは、硬度を高めるために歯を覆うことがあります：
ジグソーのデザインは、柔らかい材料でも硬い材料でも、カッティングの攻撃性を変えるために軌道アクションを調整することができます。
オシレーティング・マルチツール・ブレード
小型の振動工具用ブレードは、細部の切断に人気がある。超硬グレードは、タイル、釘、乾式壁などを鋸で切断する際の寿命を向上させます。
特殊な形状やカスタムメイドのブレードは無限にある。一般的に、丸鋸はスピードと効率性を重視し、レシプロ／バンドデザインはカーブカットにより柔軟に対応できる。
超硬チップブレードのコスト分析
超硬チップ付きブレードは、スチール製ブレードに比べ、価格面で大きなプレミアがつく。しかし、寿命が延びることで、1カットあたりの長期的なコストは低くなります。以下は、7-1/4 "の24枚歯フレーミング・ソーで釘や材木を切断する場合の典型的な価格と寿命です：
| ブレードタイプ | 価格帯 | 平均寿命 | ダリング前のカット | エストライフ・カット | カット単価 |
|---|---|---|---|---|---|
| スチール | $8 – $15 | 1日～3日 | ~500 | 1,500 – 4,500 | $0.006 – $0.02 |
| カーバイド | $25 – $60 | 30日～90日 | ~5,000 | 150,000 – 450,000 | $0.0006 – $0.0008 |
価格は超硬合金の方がはるかに高いが、控えめに見ても、寿命期間中に少なくとも30倍の材料を切削できる。その結果、1カットあたりの償却コストは5～10倍低くなります。生産量の多い職人や商業施設では、生産性の向上により、多額の先行投資を容易に正当化できます。たまにしかカットをしない住宅所有者にとっては、コスト面でのメリットはないだろう。
カッティングのコツと注意点
超硬材種は、非常に硬い物質や研磨性の高い物質を鋸で切断する際の生産性を一変させます。しかし、極端な硬度には、靭性と耐衝撃性のトレードオフが伴います。基本的なヒントは以下の通りです：
- ブレードに仕事をさせる-ブレードを曲げたりねじったりする過度の送り力を避ける
- ブレードが通過する際のたわみを最小限に抑えるため、ワークピースの安定性を確保する。
- 蓄積された切り屑による超硬合金の破損を防ぐため、切り屑は頻繁に清掃する。
- 良好な切り屑形成ができる最低のブレード回転数を使用する
- 歯が十分にセットされ、ボディがこすれてガレットが摩耗しないようにする。
- 切削油剤を塗布し、切屑の除去と冷却を改善
- 切削速度が著しく低下した場合は、定期的にチップを研ぎ／ドレッシングする。
- 金物、鉄筋、コンクリート中の砂など、個々のチップが急速に破損する可能性のある材料の切断は避けてください。
適切な予防措置を講じることで、ブレード回転間の稼働時間を最大限に延ばすことができる。しかし、超硬合金は摩耗品目であることに変わりはなく、等級が下がり過ぎると交換が必要になります。稼働時間は、使用状況に応じて数日から数ヶ月に及ぶ。
よくあるご質問
Q:超硬チップのブレードが高価なのはなぜですか？
A: タングステンカーバイドは、粉末冶金法と大規模な処理により製造コストが高くなります。また、タングステンの入手可能性が限られていることも、工具鋼の2～4倍の価格につながっています。しかし、超硬チップは寿命が大幅に延びるため、総切削量に対する初期コストの高さを相殺することができます。
Q: 超硬のこ刃を研ぐことはできますか？
A: はい、軽いホーニングや研磨を施すことで、時間の経過とともに徐々に摩耗していく非常に硬い刃先を回復させることができます。しかし、破損したチップを交換するには、ろう付けや溶接が必要になります。材料の除去が早すぎる研磨性の高い砥石は避けてください。
Q: 超硬の歯が割れる原因は何ですか？
A: 破断は通常、靭性能力を超える急激な動的衝撃荷重によって生じます。蓄積された切り屑は、歯が交互に切断される際に高速でチップに衝突します。また、隠れた釘や鉄筋にぶつかると、歯に亀裂が入ります。コバルトの等級が高いほど、破損に強くなります。
Q: 超硬チップ・ブレードの寿命はどのくらいですか？
A: 用途により、スチールブレードの30倍から100倍の寿命と推定されます。研磨性の高い材料を切断すると、稼働時間が短くなります。適切な注意を払えば、超硬チップは通常使用で数週間から数ヶ月持ちます。温度と摩耗は、最終的に切削形状を劣化させます。
Q: 超硬ブレードで鋼を切断できますか？
A: 超硬合金は標準的な工具鋼よりも硬度が高いので、柔らかい金属も切削できます。しかし、摩擦によって刃先は急速に劣化します。鋼材には砥石の方が適しています。鋼材への使用は、たまに合金を切断したり、木材に釘を埋め込んだりする場合に限定してください。
