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精密加工成功のための工具材料必須特性

工具材料は工具の切削性能を決定する根本的要因であり、加工効率、加工品質、加工コスト、工具寿命に大きな影響を与えます。被削材の発展もまた、工具材料の発展を大きく促進してきました。

優れた性能を持つ工具材料は、工具が効率的に働くための基本条件です。金属切削において、工具の切削部はワークと切りくずに直接接触し、大きな切削圧力と衝撃力を受け、ワークおよび切りくずと激しい摩擦を生じ、切削温度が上昇します。これは、工具の切削部が高温、高圧、激しい摩擦という過酷な条件下で働くことを意味し、工具材料の基本特性を把握する必要があります。

では、工具材料の基本特性とは何でしょうか?

精密加工成功のための工具材料必須特性

1. 高硬度

工具材料の硬度は、被削材の硬度より高くなければなりません。そうでなければ、高温高圧下で工具の鋭利な形状を維持できず、これは工具材料の基本性能です。

2. 十分な強度と靭性

工具の切削部材料は、切削時に大きな切削力と衝撃力に耐えなければなりません。

強度とは、切削力の作用下で刃先が欠けたり折れたりしない性能を指し、一般に曲げ強度で表されます。

衝撃靭性とは、断続切削や衝撃的な作業条件下で工具材料がチッピングしない能力を指します。一般に硬度が高いほど衝撃靭性は低く、材料は脆くなります。硬度と靭性はトレードオフの関係にあり、工具材料が克服すべき重要な課題です。

3. 高耐摩耗性

工具材料の耐摩耗性とは、摩耗に抵抗する能力を指します。一般に、工具材料の硬度が高いほど耐摩耗性に優れます。耐摩耗性は金属組織とも関係し、金属組織中の炭化物が多く、粒子が微細で、分布が均一であればあるほど耐摩耗性は高くなります。

4. 良好な熱伝導性

熱伝導性に優れた工具材料は、熱衝撃抵抗と熱亀裂抵抗が向上します。この性能は、脆性工具材料による断続切削、特に熱伝導性の悪いワーク加工において非常に重要です。

5. 良好な製造適性

製造を容易にするため、工具材料には鍛造、溶接、切削、熱処理、研削加工性など、精密部品加工性能が良好であることが求められます。

6. 優れた経済性

経済性は新工具材料を評価する主要指標の一つであり、適切な工具材料選定と製品コスト削減の主要な基盤の一つです。

7. 高耐熱性

耐熱性(赤硬性とも呼ばれる)は、工具材料の性能を測る主要指標です。高温下での硬度、耐摩耗性、強度、酸化抵抗性、溶着抵抗性、拡散抵抗性を維持する能力を総合的に反映します。

以上が精密部品加工用工具材料の特性です。工具の選択、特により精密な部品加工時には、加工要件を満たしCNC旋盤のメリットを最大限に発揮するため、非常に厳格な基準が適用されます。

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