切削液は一般に「クーラント」とも呼ばれます。金属加工工程においては、潤滑、冷却、切りくず除去、防錆などの機能に加え、消泡、環境対応、抗菌などの機能も備えています。-切削液の選択は、ワークの表面品位や加工精度に関係するほか、加工材料、加工工程、工具材質とも密接に関係します。
1. CNCツールの代表的な材質
(1) ハイス-
ハイス-は、タングステン（W）、モリブデン（Mo）、クロム（Cr）、バナジウム（V）などの合金元素を大量に含む高合金工具鋼です。-ハイス-は高い硬度（62HRC～67HRC）と耐熱性を持ち、500度～650度の高い切削温度でも切削できます。ハイス鋼は、高強度（曲げ強度は一般超硬の2～3倍、セラミックスの5～6倍）と靭性に優れており、衝撃や振動を伴うシーンでも使用可能です。非鉄金属、構造用鋼、鋳鉄、高温合金などの幅広い材料の加工に使用できます。-ハイス-は製造加工性に優れ、研ぎやすいです。各種工具の製造に適しており、特にドリル、ブローチ、成形工具、歯車工具などの複雑な形状の工具の製造に適しています。
高速度鋼は、切削性能に応じて、普通の高速度鋼と-高性能高速度鋼-に分けられます。製造プロセスに応じて、製錬高速度鋼-と粉末冶金高速度鋼-に分けられます。
(2) 超硬合金
超硬合金は、高硬度の高融点金属炭化物（WC、TiC など）と金属結合剤（Cr、Ni など）を使用し、高温条件下で焼結された粉末冶金製品です。{0}超硬合金の室温硬度は89HRA～93HRAに達し、760度では77HRA～85HRAになります。超硬合金は800度～1000度の切削にも使用できます。工具寿命は高速度鋼工具の数倍から数十倍です。-高硬度鋼をはじめ、さまざまな材質の加工が可能です。ただし、超硬合金の強度と靭性は高速度鋼より劣ります。-室温での衝撃靱性は高速度鋼のわずか 18 ～ 130 です。-したがって、超硬合金は切削振動や衝撃に対する耐性が劣ります。表1にいくつかの超硬合金の種類を示します。
(3) セラミックツール
セラミック工具は、高い硬度、耐摩耗性、優れた高温機械的特性を備えています。{0}金属との親和性が低く、金属と結合しにくく、化学的安定性に優れています。セラミック工具は主に鋼、鋳鉄、その合金、および難削材の切断に使用されます。--超-高速-高速切削、高速-切削、硬質材料の切削に使用できます。
(4) 超硬工具
超硬材料とは、人工ダイヤモンドおよび立方晶窒化ホウ素 (CBN)、ならびにこれらの粉末と結合剤で焼結された多結晶ダイヤモンド (PCD) および多結晶立方晶窒化ホウ素 (PCBN) を指します。
超硬材料は耐摩耗性に優れており、主に高速切削や難削材の加工に使用されます。{{0}{1}{2}
一般的な切削油の種類
さまざまな加工要件を満たすために、さまざまな種類の切削液があります。化学組成と状態に応じて、水-ベースの切削液と油-ベースの切削液の 2 つのカテゴリに分類できます。一般に水で希釈する切削液を水系切削液といいます-、水で希釈する必要のない切削液を油系切削液といいます-。水-ベースの切削油は主に冷却に使用され、潤滑性能が劣ります。一般的に使用される水系切削液には、防錆エマルジョン、防錆潤滑剤エマルジョン、極圧エマルジョン、マイクロエマルジョンなどが含まれます。-オイル-ベースの切削液は主に潤滑に使用され、冷却効果や洗浄効果が不十分です。一般的に使用される油-ベースの切削油には、純粋な鉱油、脂肪油（または油性添加剤）+鉱油、不活性極圧切削油、活性極圧切削油などが含まれます。いくつかの主要な切削油の組成と用途特性を表2に示します。
切削油の合理的な選択
(1) ハイス鋼工具-
この材料は、クロム、ニッケル、タングステン、モリブデン、バナジウムをベースとした高級合金鋼です（一部にはアルミニウムも含まれています）。-耐熱性は工具鋼に比べて大幅に高く、最高許容温度は600度に達します。他の高温耐性金属やセラミック材料と比較して、高速度鋼には一連の利点があります。特に靭性が高く、複雑な幾何学的形状のワークピースや連続切削加工に適しており、高速度鋼は機械加工性が良好で、価格も容易に受け入れられます。
ハイス鋼工具は赤硬度が低いため、使用中に切削液が必要です。{0}低速および中速で切削する場合は、油性の切削液またはエマルジョンを使用することをお勧めします。{2}高速で切削する場合は、発熱が高いため、水系切削液の使用が適切です-。油性切削液を使用すると、オイルミストが多く発生して環境を汚染し、ワークの焼けや加工品質の低下、工具の摩耗が増加しやすくなります。また、粗加工には極圧水溶液または極圧エマルジョンを、微細加工には摩擦低減、面品位と精度の向上、工具寿命の延長を目的として極圧エマルジョンまたは極圧切削油を使用することをお勧めします。
(2) 超硬工具
超硬合金は、炭化タングステン (WC)、炭化チタン (TiC)、炭化タンタル (TaC)、および 5% ～ 10% のコバルトで構成されています。その硬度は高速度鋼よりもはるかに高いです。-最大許容動作温度は 1000 度に達することがあります。耐摩耗性に優れ、鋼材加工時の切りくず同士の凝着を軽減します。
超硬工具は赤色硬度が高いため、一般材料の加工では切削液を添加せずに乾式切削することが一般的です。しかし、ドライカットではワークの温度上昇が高く、ワークが熱変形しやすくなり、ワークの加工精度に影響を与えます。また、無潤滑切削では切削抵抗が大きくなり、消費電力が増大し、工具の摩耗が促進されます。超硬工具は高価であるため、経済的な観点から見ると、乾式切削は費用対効果が高くありません。-
切削液を選択する際は、超硬合金が急激な熱に弱いことを考慮し、工具をできるだけ均一に加熱する必要があります。そうしないとチッピングの原因になります。一般に、油性-切削液は熱伝導率が低く、水性切削液よりも工具の急激な冷却が起こりにくい-。したがって、一般的には耐摩耗添加剤を含む油性切削油-が使用されます。-切削液を使用して切削する場合は、工具を均一に冷却することが重要です。切削を開始する前に工具を事前に冷却することが最善です。-高速切削の場合、工具の不均一な加熱や刃の欠けを防ぐために、大量の切削液を使用して切削領域にスプレーする必要があります。これにより、過度の温度による蒸発によって引き起こされるオイルヒューム汚染も軽減できます。
(3) セラミック切削工具
この材料は、アルミナ、金属、超硬を高温で焼結して作られています。高温耐摩耗性は超硬合金よりも優れているため、一般的には乾式切削が使用されます。均一な冷却と過度の温度の回避を考慮して、水ベースの切削液もよく使用されますが、中断することなく連続的かつ完全に注入することが最善です。-
(4) ダイヤモンド切削工具
非常に硬度が高く、一般的に乾式切削に使用されます。セラミック材料のように過度の温度を避けるために、多くの場合、水ベースの切削液が使用されます。-
結論
工具の材質に応じて切削油を合理的に選択することにより、ワークの表面品位や加工精度が向上するだけでなく、ワークの熱変形や工具の摩耗が軽減され、工具の耐久性が向上し、生産コストが削減され、生産効率が向上します。したがって、生産時に注意する必要があります。
