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。異なる素材の特性をどうやって使いこなすことができるのでしょうか？ ISO規格の金属材料は6種類のグループに分類されています。各タイプには、機械加工性の点で独自の特徴があります。この記事ではそれらを個別にまとめます。
金属材料は大きく6つに分類されます。 (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-焼入鋼
01-P鋼
鋼とは何ですか? - 鋼は金属切削分野で最大の材料グループです。 - 鋼は非焼入れ鋼または焼き入れ焼き戻し鋼（硬度は最大 400HB）です。・鋼は鉄（Fe）を主成分とした合金です。製錬工程を経て製造されます。 - 非合金鋼は炭素含有量が 0.8% 未満で、Fe のみを含み、他の合金元素は含まれません。・合金鋼は炭素含有量が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。
応用分野: 金属切削の範囲内では、P グループが複数の異なる産業分野をカバーする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切りくずを形成する長い切りくず材料です。特定の切りくずの形状は通常、炭素含有量によって異なります。 – 炭素含有量が低い=丈夫で粘着性のある素材。 – 高炭素含有量の=脆性材料。
加工特性： ・切りくずが長い材質。・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。
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、11%〜12%以上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% まで)。・合金は主に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層が形成され、耐食性が向上します。
用途: グループ M では、ほとんどの用途は石油およびガス、パイプ継手、フランジ、加工産業、製薬産業です。
切りくず形状：不定形のフレーク状切りくずを形成し、普通鋼に比べて切削抵抗が高くなります。ステンレス鋼にはさまざまな種類があります。切りくず分断性能（切りくずが分断しやすいものから、ほとんど分断されないものまで）は、合金の特性や熱処理によって異なります。
加工特性： ・切りくずが長い材質。 - 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。 - 比切削抵抗: 1800~2850 N/mm² - 高い切削抵抗、構成刃、熱および加工硬化が加工中に発生します。
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%) を含みます。 - 炭素含有量は、オーステナイト相中の C の最大溶解度である 2% 以上です。 - 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。
応用分野: K グループは主に自動車部品、機械製造、製鉄に使用されます。
切りくずの形状：材料の切りくずの形状は、粉状に近いものから長いものまでさまざまです。この材料グループを処理するのに必要な電力は通常より少なくなります。 *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、後者の切りくずの破壊は鋼に似ていることがよくあります。
加工特性： ・切りくずが少ない材質です。 - あらゆる作業条件下で良好な切りくず処理が可能です。 - 単位切削抵抗: 790 ～ 1350 N/mm2 - 高速で加工すると摩耗が発生します。 - 中程度の切削抵抗。
04-N 非鉄金属
非鉄材料とは何ですか? - 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 (Al) 合金が大部分を占めます。 - 銅、青銅、真鍮。
適用分野: 航空機製造および自動車用アルミニウム合金ホイールメーカーが N グループを支配しています。
立方インチあたりに必要な電力は低いですが、高い金属除去率を達成するには、必要な最大電力を計算する必要があります。
加工特性： ・切りくずが長い材質。・合金の場合、切りくず処理が比較的容易です。・非鉄金属（Al）は粘りがあり鋭い刃先が必要です。 - 単位切削抵抗: 350 ～ 700 N/mm² - ISO N 材料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。
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、チタンベースの材料が含まれます。グループ：鉄基、ニッケル基、コバルト基 加工条件：焼鈍、溶体化処理、時効処理、圧延、鍛造、鋳造。特徴：合金含有量（ニッケルよりコバルト）が高いため、耐熱性、引張強度、耐食性が向上します。
応用分野: 加工が難しい S グループの材料は、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。
加工特性： - 長い切りくず材。 - 切りくず処理が難しい（鋸歯状切りくず）。 - セラミックの場合はマイナスのすくい角が、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 - 要求される切削抵抗と動力は非常に高くなります。
06-H 硬化鋼
What are hardened steels? - Hardened steels are the smallest group from a machining point of view. - This group contains quenched and tempered steels with a hardness >45～65HRC。 - 通常、旋削加工される硬質部品の硬度は 55 ～ 68 HRC の範囲です。
用途: H グループの焼入鋼は、自動車産業とその下請け企業、機械製造産業や金型産業など、さまざまな産業で使用されています。
切りくずの形状: 通常は連続した赤熱した切りくずです。この高温は kc1 値を下げるのに役立ち、アプリケーションの問題を解決するのに重要です。
加工特性： - 切りくずの長い材料。・切りくず処理が比較的良好です。 - マイナスのすくい角が必要です。 - 単位切削力: 2550~4870 N/mm² - 要求される切削力と動力は非常に高いです。
