金属切削では、さまざまな被削材が使用されます。 材料が異なれば、切断形成および除去特性も異なります。 さまざまな素材の特性をどのように習得すればよいでしょうか? ISO規格の金属材料は6種類に分類されており、それぞれの種類に被削性の特徴がありますので、今回はそれを分けてまとめていきます。
金属材料は次の 6 つのカテゴリに分類されます。
(1) P鋼
(2) M-ステンレス鋼
(3) K鋳鉄
(4) N-非鉄金属
(5) S耐熱合金
(6) H焼入れ鋼
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↑↑各種材質の切削特性↑↑
01-P鋼
鋼とは何ですか?
- 鋼は金属切削における最大の材料グループです。
・鋼は未焼入れ鋼または焼き入れ焼き戻し鋼（硬度400HBまで）が可能です。
・鋼は鉄（Fe）という元素を主成分とした合金です。 製錬工程を経て製造されます。
- 非合金鋼の炭素含有量は 0.8% 未満で、Fe のみで他の合金元素は含まれません。
- 合金鋼の炭素含有量は1.7％未満で、Ni、Cr、Mo、V、Wなどの合金元素が添加されています。
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応用分野: 金属切断の範囲内では、グループ P は複数の異なる産業分野をカバーするため、最大の材料グループです。
材料は通常、連続した比較的均一なチップを形成する長いチップ材料です。 特定の切りくずパターンは通常、炭素含有量によって異なります。
– 低炭素含有量の=丈夫で粘着性のある素材。
– 高炭素含有量の=脆性材料。
処理特性:
・ロングチップ材です。
・切りくず処理が比較的容易でスムーズです。
- 軟鋼は粘りがあり、鋭い刃先が必要です。
- 単位切削抵抗 kc: 1500~3100 N/mm²
・ISO P材の加工に必要な切削抵抗と動力は限られた範囲内にあります。
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02-M ステンレス鋼
ステンレス鋼とは何ですか?
- ステンレス鋼は、少なくとも11％〜12％のクロムを含む合金材料です。
- 炭素含有量は通常非常に低いです (最大 0.01% 程度)。
・主な合金はNi（ニッケル）、Mo（モリブデン）、Ti（チタン）です。
- 鋼の表面に緻密なCr2O3層を形成し、耐食性を高めます。
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応用分野: グループ M では、ほとんどの応用は石油とガス、パイプ継手、フランジ、プロセス産業、製薬産業に属します。
切りくず形状: この材料は不規則で薄片状の切りくずを形成するため、普通鋼よりも高い切削抵抗が得られます。 ステンレス鋼にはさまざまな種類があります。 切りくず破壊性能（簡単なものからほぼ不可能なものまで）は、合金の特性と熱処理によって異なります。
処理特性:
・ロングチップ材です。
- 切りくず処理はフェライトでは比較的スムーズですが、オーステナイトおよび二相ではより難しくなります。
- 単位切削抵抗: 1800~2850 N/mm²
- 高い切削抵抗、構成刃先、機械加工中の熱と加工硬化。
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03-K 鋳鉄
鋳鉄とは何ですか?
- 鋳鉄には、ねずみ鋳鉄 (GCI)、ダクタイル鋳鉄 (NCI)、圧縮黒鉛鋳鉄 (CGI) の 3 つの主な種類があります。
- 鋳鉄は主に Fe-C で構成されており、比較的高いシリコン含有量 (1% ～ 3%) を持っています。
- 炭素含有量がオーステナイト相中の C の最大溶解度である 2% を超えています。
- Cr (クロム)、Mo (モリブデン)、V (バナジウム) を添加して炭化物を形成し、強度と硬度を高めますが、被削性を低下させます。
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応用分野：グループKは主に自動車部品、機械製造、製鉄業界で使用されています。
切りくず形状：粉状に近い切りくずから長い切りくずまで、材料によって切りくずの形状は異なります。 この材料グループの処理に必要な電力は通常小さいです。
*注: ねずみ鋳鉄 (通常、切りくずはほぼ粉末です) とダクタイル鋳鉄の間には大きな違いがあり、後者の切りくず破壊は鋼と同様であることがよくあります。
処理特性:
・チップ材質が短い。
- あらゆる動作条件において良好な切りくず処理が可能です。
- 単位切削抵抗: 790~1350 N/mm²
- 高速での加工では摩耗が発生します。
- 中程度の切削抵抗。
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04-N 個の非鉄金属
非鉄金属材料とは何ですか？
- このカテゴリには、非鉄金属、硬度 130 HB 未満の軟金属が含まれます。
- シリコン (Si) を約 22% 含む非鉄金属 (Al) 合金が大部分を占めます。
- 銅、青銅、真鍮。
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適用分野：航空機製造や自動車用アルミ合金ホイールメーカーがグループNの主要な地位を占めています。
立方インチあたりに必要な電力は低いですが、高い金属除去率を得るには、必要な最大電力を計算する必要があります。
処理特性:
・ロングチップ材です。
・合金の場合、切りくず処理が比較的容易です。
- 非鉄金属（Al）は粘着性があり、鋭い刃先を使用する必要があります。
- 単位切削抵抗: 350~700 N/mm²
・ISO N材の加工に必要な切削抵抗と動力は限られた範囲内にあります。
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05-S 耐熱合金
耐熱合金とは何ですか？
- 耐熱合金 (HRSA) には、多くの高合金鉄、ニッケル、コバルト、またはチタンベースの材料が含まれます。
グループ: 鉄系、ニッケル系、コバルト系
加工条件：焼鈍、溶体化処理、時効処理、圧延、鍛造、鋳造。
特性: 合金含有量 (ニッケルよりコバルト) が高いほど、耐熱性、引張強度、耐食性が向上します。
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応用分野: 加工が難しいグループ S 材料は、主に航空宇宙産業、ガスタービン産業、発電機産業で使用されています。
範囲は広いですが、通常は高い切削抵抗が発生します。
処理特性:
・ロングチップ材です。
・切りくず処理が難しい（切りくずがギザギザになる）。
- セラミックスの場合はマイナスのすくい角が必要であり、超硬の場合はプラスのすくい角が必要です。
- 単位切削抵抗：
耐熱合金の場合: 2400~3100 N/mm²
チタン合金の場合: 1300~1400 N/mm²
- 高い切削抵抗と動力が必要です。
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06-H 硬化鋼
焼き入れ鋼とは何ですか?
- 機械加工の観点から見ると、焼入れ鋼は最小のグループです。
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45～65HRC。
- 一般に、旋削される高硬度部品の硬度範囲は、一般に 55 ～ 68 HRC の間です。
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応用分野: グループ H の焼入鋼は、自動車産業とその下請け業者、機械製造や金型事業など、さまざまな産業で使用されています。
切りくずの形状: 通常、連続した赤熱した切りくず。 この高温は kc1 値の低下に役立ちますが、これはアプリケーションの課題を解決するために重要です。
処理特性:
・ロングチップ材です。
・切りくず処理が比較的良好です。
- 負のすくい角が必要です。
- 単位切削抵抗: 2550~4870 N/mm²
- 高い切削抵抗と動力が必要です。
