加工プロセスとソリューションの紹介
ステンレス鋼の機械加工では、高い切削抵抗、刃先の構築、高熱、加工硬化した表面が発生するため、溝摩耗が発生しやすくなります。{0}{1}さらに、ステンレス鋼の加工では切りくず処理が困難です。フェライト/マルテンサイト材料の制御は比較的簡単ですが、オーステナイトおよび二相ステンレス鋼の加工ではより複雑になります。
そのため、お客様からは安定した工具寿命と良好な切りくず処理が強く求められています。 AH6200 & T6200 シリーズの材質とそのブレーカは、ステンレス鋼旋削加工用に特別に開発されており、優れた切削性能を発揮します。
02. ワーク加工の課題
①このワークは自動ラインで生産されており、安定した工具寿命が求められます。
② 工具寿命の向上により工具交換頻度が減少し、生産効率が向上します。
③切りくず処理が良好です。
03. タコラの加工方法
Takola は PVD ステンレス鋼材-AH6225 と SM チップ ブレーカを組み合わせて使用し、優れた切りくず処理と競合他社の 2 倍の工具寿命を実現しています。
04. 加工事例と結論
部品名: コネクタ;
部品材質: SUS304/X5CrNi18-9;
工作機械: CNC 旋盤;
冷却方法: 機械内部冷却。
加工タイプ: 外径旋削;
ツール: ACLNR2525M12-A/CNMG120404-SM AH6225;
切削パラメータ: vc=90m/min、ap=1mm、f=0.2mm/r。
05. ツールの利点と効果
① T6215:高速切削に適したCVD-コーティング材で、連続切削において優れた耐摩耗性を発揮します。
② T6225：連続切削から軽断続切削まで対応する汎用性の高いCVD材です。中速切削領域で優れた耐摩耗性を発揮します。-
③ AH6225: ステンレス鋼のさまざまな用途で優れた性能を発揮する汎用性の高い PVD 材料です。
④ AH6235: 断続切削や深切込み条件において高い信頼性を発揮します。-
コーティングテーパーエンドミル
01. ステンレス鋼の加工性能と用途の紹介
ステンレス鋼は、優れた耐食性と優れた機械的特性により、現代の産業において不可欠な主要材料となっています。ステンレス鋼は、その微細構造と性能特性に基づいて、主に次の 5 つのカテゴリに分類できます。
(1) オーステナイト系ステンレス鋼:-非磁性で耐食性に優れ、高い靱性と塑性を兼ね備えたステンレス鋼の中で最も一般的で広く使用されています。一般的な用途には、化学装置、食品および製薬産業、医療機器、厨房機器、家庭用電化製品などがあります。
(2) フェライト系ステンレス鋼：磁性があり、適度な耐食性、高強度、良好な熱伝導性を備えています。主に自動車の排気システム、家電製品のハウジング、建物の装飾、台所用品などに使用されます。
(3) マルテンサイト系ステンレス鋼：磁性を持ち、焼き入れや焼き戻しなどの熱処理により強度や硬度を大幅に向上させることができます。耐摩耗性は良好ですが、耐食性は比較的弱いです。メス、シャフト、ベアリング、バルブ部品、蒸気タービンブレード、食器などの切削工具の製造によく使用されます。
(4) 二相ステンレス鋼: その微細構造は約 50% のオーステナイトと 50% のフェライトで構成され、両方の利点を組み合わせています。例えば、オーステナイト系ステンレス鋼の約2倍の強度を有し、良好な靱性や溶接性を維持しながら、耐塩化物応力腐食性にも優れています。主に海洋工学、海水処理装置、石油・ガス産業、紙パルプ産業などの腐食性の高い環境で使用されます。
(5) 析出硬化型ステンレス鋼：析出硬化処理により良好な耐食性と靱性を維持しながら、非常に高い強度が得られます。航空宇宙、原子力産業部品、高性能ギア、シャフト、スプリング、および高強度と一定の耐食性を必要とするその他の精密部品の高強度部品に適しています。-
02. 加工の特徴と課題
① 顕著な加工硬化：ステンレス鋼は可塑性に優れているため、切削中に大きな塑性変形が起こりやすく、加工面の硬度が大幅に上昇し、工具の摩耗が悪化してワークの表面品質に影響を与えます。 ② 高い切削抵抗：ステンレス鋼は高い強度と良好な靭性を兼ね備えており、切削時の塑性変形が大きくなります。これにより、通常の炭素鋼よりも切削抵抗が約 50% 高くなり、工作機械や切削工具の耐荷重能力に対してより高い要求が課せられます。{3}
③ 切断温度が高く、放熱が難しい：材料の熱伝導率が低いため、切断中に発生した熱を素早く放散することが困難です。工具-のチップ接触領域に大量の熱が蓄積し、工具の温度が上昇し、工具の寿命が大幅に短くなります。
④ 切りくずの破壊と除去の困難: 良好な可塑性と靭性により、切りくずは自然に破壊されにくく、連続したリボン状の切りくずが容易に生成されます。{0}}これらの切りくずは工具やワークに絡みつき、加工面に傷を付けるだけでなく、作業の安全性に影響を与え、工具の異常摩耗を増加させる可能性があります。
⑤ 工具の付着と摩耗が容易: 高温高圧下では、切りくず材料が工具すくい面に付着しやすく、成長と剥離を繰り返す「構成刃先」が形成され、切削加工の安定性に影響を与えるだけでなく、加工されたワークの面粗度も悪化します。-
03. Xiweiの改善策
① 工具材料の最適化：コーティング超硬合金（PVD コーティング）、サーメットなど、加工要件に応じて適切な工具材料を選択します。表面品質と効率に対する非常に高い要件が求められる用途には、CBN ツールを使用できます。
② 工具形状の最適化: より鋭い切れ刃を使用し、すくい角と逃げ角を適切に増加させることで、切削抵抗を効果的に低減し、工具の摩耗を軽減し、切削の滑らかさを向上させます。
③ 切りくず処理の向上：ポジティブすくい角と特別に最適化されたチップブレーカを採用することで、工具先端強度を向上させながら切削加工をよりスムーズにし、切りくずの流れの方向と形状を効果的に制御します。
④ 放熱性の向上：工具先端半径を適切に大きくすることで、切削領域の放熱状態を改善し、工具の使用温度を下げ、耐久性を向上させます。
⑤ 切削パラメータの最適化: 切削速度、送り速度、切込み深さを体系的に最適化して、構成刃先の形成を効果的に抑制しながら、加工効率とワーク品質を確保し、工具寿命と切削の安定性を確保します。{0}}
04. 加工事例
部品名: 蒸気タービンインペラ;
部品材質: 析出硬化型ステンレス鋼 (17-4PH)。
工作機械：5軸マシニングセンター/HSK63;
冷却方法: 水溶性オイル- (内部冷却)。
加工タイプ：蒸気タービンインペラの仕上げ（インペラプロファイル）。
工具名: コーティングテーパーエンドミル;
ツール仕様: R3x8 度 x105xd25x165-4Z。
切削パラメータ: vc=120m/min、fz=0.03mm/Z、ap=0.2mm。
05. ツールの特徴
① 工具は大きなねじれ角（40 度）と不等歯ピッチ設計を採用しており、切削プロセスをよりスムーズにし、切削抵抗と切削振動を大幅に低減し、加工硬化を効果的に抑制します。通常のコーティング超硬と比較して工具寿命が50％以上向上します。
②シャープな切れ刃：すくい角と逃げ角を大きく設計することで、鋭い切れ刃を実現し、材料の入り込みを容易にし、良好な仕上げ面を実現します。切削抵抗を30％低減し、加工効率を20％向上させます。
③ 切りくず保持スペース：スパイラル溝により十分な切りくず保持スペースを確保し、スムーズな切りくず排出を実現し、切りくず詰まりによる工具折損やワーク表面傷を防止します。これにより、歩留まりが 90% から 98% に向上します。
④ 高速切削に適した耐摩耗性ナノ{{0}コーティングを採用し、工具寿命をさらに延長します。-
06. 工具の特徴と実際の加工結果
統計データによると、上記の合金テーパーエンドミルを使用すると、タービンインペラの全体的な加工コストが 30% 削減されました。
