アルミニウム切削性向上：クリーンな切削と強靭な部品のためのヒント

アルミニウムの機械加工しやすさは、それを加工用途で第1位の金属にしています。その材料特性により、フライス、穴あけ、切断、パンチングが容易で、アルミニウム切削部品は強靭で耐久性があり、美観にも優れます。総じて、アルミニウムは市場で最も切削性に優れた金属です。

それでも、アルミニウムは完璧ではありません。その優れた切削性は、長く糸状で邪魔なチップ、チップの巻き付き、粗いネジ仕上げ、過度に「加工された」外観、直線度の問題など、特定の問題によって相殺されます。

幸いなことに、機械加工ビジネスに携わる人々にとって、エンジニアと冶金専門家は、材料自体の改良、加工プラクティスの改善、適切な合金の選択を通じて、アルミニウムとそのさまざまな合金の切削性を向上させるソリューションに常に取り組んでいます。

冶金プロセス

アルミニウムの切削性を向上させる最初の方法は、アルミニウムワークピースを作成するために使用される冶金プロセスを合理化することです。現在、アルミニウムで最も広く使用されている押出方法は、ダイレクトプレスを用いるもので、ラムがビレットを大きな力でダイスを通して押し出します。このプロセスは通常「前進押出」と呼ばれ、ビレットとラムが同じ方向に前進します。

前進押出は大型アルミニウム部品を高速で製造するのに有用ですが、欠点もあります。ビレットをダイスを通して押し出すには大きな力が必要ですが、その力はプロセス全体を通じて均一ではありません：開始時が最大で、ビレットが前進するにつれて減少します。この力の変動により結晶粒の不均一性が生じ、ビレットの一端は一般的に使用不能になります。

間接プレスと「後退押出」プロセスを使用すれば、より一貫性があり高品質なワークピースを製造できます。間接プレスは容器とビレットを押し、ラムとダイスは静止したままです。これはステムを使用して可能になり、摩擦力が低減し、割れの可能性が減ります。ただし、このプロセスは前進押出ほど汎用性はありません。

合金選択

言うまでもなく、すべてのアルミニウムが切削性の面からは同じではありません。A6061は機械加工界で最も普及しているアルミニウム合金ですが、唯一の選択肢ではなく、すべてのプロジェクトにとって理想的な金属でもありません。A6061は優れた機械的特性と耐食性を提供し、機械部品と消費者製品に適していますが、特定のテンパー条件では割れにくいチップを生成します。

A6042やA6262のような他の合金は、切削性を向上させる材料特性を持っています。前者はA6061より小さなチップを生成し、後者は機械加工用途向けに特別に開発されています。A6042と同様に、A6262は小さくカールしたチップを生成しますが、優れた仕上げ特性と熱処理可能という追加の利点があります。

どの合金が特定のプロジェクトに適しているか不明な場合は、3ERPのような機械加工専門家にアドバイスを求めてください。3ERPの加工用金属ラインナップには、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼（17-4、インコネル625＆718）、マグネシウム、チタン、亜鉛、真鍮、青銅、銅が含まれます。

工具

アルミニウムの切削性は、アルミニウム加工時に使用される工具と加工技術に細心の注意を払うことでも向上させられます。一般的に、アルミニウムは工具鋼、ハイス、超硬合金、ダイヤモンド製の工具に適しており、セラミックや合成材料製の工具にはあまり適しません。

切削工具のメンテナンスも切削性に大きな影響を与えます。切れ刃を鋭く保ち、精密に研磨されたエッジを維持し、適切なすくい角を使用し、クーラント供給システムを用いることで、機械工場はアルミニウムを最良の方法で加工できます（工具を可能な限り長寿命で維持することにもなります）。チップはワークピースから離れるよう、またはチップブレーカーへ誘導すべきです。特に切削性の低い合金を使用する場合は重要です。

アルミニウムCNC加工での部品変形を防ぐ7つの方法も参照し、加工プロセス中のアルミニウム切削性向上のためのさらなるヒントを得てください。