ステンレス鋼の CNC 加工をマスター:専門家のヒントで課題を克服

ステンレス鋼は、その驚くべき多用途性により CNC 加工に使用される金属の 1 つです。自動車、消費者、医療、航空宇宙など、さまざまな業界で使用されています。ステンレス鋼の多用途性は、耐食性から耐久性まで、その数多くの利点によるものです。

ただし、すべての種類のステンレス鋼が機械加工しやすいわけではありません。ステンレス鋼を CNC 加工するときに経験する可能性のある課題があります。続きを読んでください。

CNC 加工プロジェクトにステンレス鋼を選択する理由

ステンレス鋼は、丈夫で長持ちする製品を製造するための優れた CNC 加工材料オプションです。 CNC 加工プロジェクトにステンレス鋼を選択する理由をいくつか示します。

1.高い引張強さ

ステンレス鋼は、軟鋼、真鍮、およびさまざまな種類のアルミニウム合金よりも高い引張強度を持っています。材料をその破断点まで伸ばすのに必要な張力は、引張強度として知られています。これは、耐用年数を通じて多くの製品、特に曲げや回転が頻繁に起こる部品にとって重要な品質です。

2.極低温耐性

さまざまな温度において、一部のステンレス鋼グレードは安定性を維持します。たとえば、オーステナイト鋼は、ゼロ以下の温度で優れた靭性と向上した引張強度を示します。ただし、すべてのステンレス鋼グレードがこの特徴を示すわけではないことに注意することが重要です。

3.耐食性

ステンレスは耐食性に優れており、水汚れやサビにも強いです。この耐食性により、ステンレス鋼は、極端な温度や圧力を含むさまざまな屋外および屋内の用途に最適です。ステンレス鋼のこの特性は、金属にクロムが含まれていることによるもので、酸素と接触すると薄い層を形成して鋼を保護します。

4.外観

ステンレスは銀白色をしており、時間が経っても変色したり錆びたりしません。その外観は多量のクロムによるものです。また、ステンレスには強度以外にも優れた特性があります。この金属は、その美しい外観のため、いくつかの製品に使用されています。

実用性を損なうことなく、CNC 加工されたステンレス鋼パーツはクリーンでモダンな外観を備えています。

カスタムステンレス鋼機械加工部品の課題

ステンレス鋼合金は、硬度、機械加工性、強度、耐熱性の点でチタンとアルミニウムの中間に位置します。しかし、いくつかの課題もあります。カスタム ステンレス鋼部品の加工に伴う課題をいくつか紹介します。

1.オーバーヒート

他の多くの種類の鋼や金属とは異なり、ステンレス鋼は熱伝導率が低いです。しかし、ステンレス鋼を扱うと急速に加熱され、ステンレス鋼自体と、プロセス中に使用される工具や CNC 機械の両方に損傷を与える可能性があります。

2.難しい表面仕上げ

ステンレス鋼の CNC 機械加工部品に適切な表面仕上げを選択することは非常に困難です。その理由は、他の金属とは異なり、ステンレス鋼の表面仕上げはその美観に影響を与えるだけではないからです。また、耐食性、電気特性、耐衝撃性、溶接性などの他の品質にも影響します。

3.技術的な専門知識

ステンレス鋼の加工には技術的なスキルと配慮が必要です。その理由は、間違った切削工具や速度を使用すると材料を損傷する可能性があるため、ステンレス鋼の加工は難しいからです。この課題により、ステンレス鋼の加工は非常に手間がかかり、時間がかかります。

4.低い被削性

他の金属と比較して、ステンレス鋼は機械加工がはるかに困難です。さらに、硬化が非常に早く管理が難しいため、被削性グレードが低くなります。したがって、ステンレス鋼の加工には特殊な工具が必要になります。

ステンレス鋼の CNC 加工にはいくつかの課題がありますが、この問題を回避してスムーズな加工を保証する方法があります。この金属を CNC 加工するための簡単なヒントをいくつか紹介します。

特殊なエンドミルとドリルを選択する

モリブデンやタングステンのハイスエンドミルやドリルなど、高品質の材料で作られた工具を使用するのが最善です。ステンレス鋼を切断する際、摩耗を最小限に抑えながらプロセスの応力に耐えることができます。これらのツールは表面仕上げも改善します。摩耗しやすい工具の使用は避けてください。これにより、加工速度が低下し、生産コストが増加する可能性があります。

発生する熱を管理

ステンレス鋼の CNC 加工が失敗する原因の 1 つは熱です。切断速度を低く保ち、冷却剤を使用して熱を管理することが最善です。また、一般的には、材料が過熱し始めたら加工を停止することをお勧めします。

ペッキングと切りくず処理サイクルを使用する

加工にペッキングおよび切りくず破壊サイクルを使用することは、切りくず生成を管理する 1 つの方法です。こうすることで、長くて糸状になった切りくずを除去できます。切りくずの生成を管理するもう 1 つの方法は、工具が摩耗するとより多くの切りくずが生成されるため、工具を頻繁にチェックすることです。

ワークピースを変形から保護

速度や送り速度、切削工具など、ワークピースを変形させる要因は数多くあります。摩耗した切削工具を使用すると、工具のたわみが大きくなり、その結果、部品が公差を超えて変形する可能性があります。このため、ステンレス鋼を加工する場合は推奨速度と送り速度を使用することが重要です。

CNC 加工に利用可能なステンレス鋼合金

さまざまな種類のチタン合金があるように、いくつかのステンレス鋼合金はさまざまな目的に最適です。以下は、CNC 加工に最適な CNC ステンレス鋼合金を示しています。

SS グレード 17-4 (PH ステンレス鋼)

このステンレス鋼には最大 30% のクロムが含まれています。これは、析出硬化されたマルテンサイト系ステンレス鋼の一種です。

メリット:

• 耐食性
• 高い靭性
• 高強度

デメリット:

• 熱によるダメージを受けやすい

用途:

• 石油とガス
• 航空機タービン
• 核反応

SS303（ステンレス快削鋼）

このオーステナイト系ステンレス鋼は機械加工性が高く、容易に入手できます。

メリット:

• 優れた耐食性
• 手頃な価格
• 優れた機械加工性

デメリット:

• 海洋用途には理想的ではありません
• 熱処理中に硬化しません

用途:

• ナット、ボルト、ネジ
• 航空機の付属品
• ブッシュ
• 電子ハードウェア

SS304 (ステンレス鋼)

溶接性に優れたこのステンレス鋼は、入手可能な最も一般的な材種の 1 つです。

メリット:

• 良好な溶接性
• 良好な機械加工性
• 優れたコスト
• 優れた耐食性

デメリット:

• 亀裂や腐食が非常に起こりやすい

用途:

• アーキテクチャ アプリケーション
• ネジ
• 熱交換器
• 食品の取り扱い
• 自動車部品

SS416（ステンレス快削鋼）

これは最も機械加工しやすいステンレス鋼です。

メリット:

• 中程度の耐食性
• 優れた機械加工性
• 優れた強度

デメリット:

• 海洋環境には理想的ではありません
• 塩素が飽和した環境には適していません
• 広くは入手できません
• 溶接性が悪い

用途:

• 基本事項
• シャフトとギア
• バルブ
• パンプス

ステンレス鋼機械加工部品の表面仕上げオプション

ステンレス鋼の機械加工部品に使用できるさまざまな表面仕上げオプションがあります。これらのオプションは、研磨やエッチングからブラッシングやブラストまで多岐にわたります。多くの場合、ステンレス鋼の表面に選択される表面仕上げの種類によって、その耐食性が決まります。

研磨

ステンレス鋼の物体の研磨仕上げには、さまざまな可能性があります。ほとんどのステンレス鋼部品は #3 または #4 仕上げ、または #8 の鏡面仕上げです。多くのメーカーは鏡面仕上げの反射された外観を好みます。鏡面仕上げは光を反射し、磨かれて輝いて見えるため、素晴らしいものです。

ブラストと酸洗

ステンレス鋼製のオブジェクトの通常の仕上げは、ブラストと酸洗いです。この仕上げでは、ステンレス製品はビーズブラストによって機械的に洗浄され、次にステンレス鋼の不動態化タンクに浸漬して化学的に洗浄されます。この仕上げはマットな見た目で、非常に現代的な外観です。

ブラストとピクルス仕上げは、インダストリアルな外観に適しています。この表面仕上げにより欠陥がカバーされます。さらに、海洋プロジェクトや悪天候にさらされるその他のプロジェクトでも好まれています。

ブラッシング

磨かれたステンレス鋼と同様に、つや消しのものはわずかな摩耗が必要です。ブラッシュドスチールの下地の優しいシルバーグレーの色が少し見えます。つや消し仕上げは鏡面仕上げほど光を反射しないため、スチールの色がわずかに暗くなり、多くのデザイナーがその見た目を好みます。

WayKen でステンレス鋼部品の機械加工を開始

ステンレス鋼の機械加工を満足に行うには多くの専門知識が必要です。そのため、多くの場合、WayKen のような有能なメーカーに外注することが最善です。

当社は、ステンレス鋼を含む金属の CNC 加工において長年の経験を持つ迅速製造会社です。当社は、高品質のサービスとタイムリーな納期を保証しながら、幅広い素材と仕上げのオプションを提供します。

結論

ステンレス鋼はメーカーにいくつかの利点をもたらします。その主な利点は、耐食性、過酷な環境に耐える能力、および多くの同等の金属よりも長い耐用年数です。

よくある質問

ステンレス鋼はなぜ機械加工が難しいのですか?

ステンレス鋼は強度が高く、可塑性に優れているため、製造が困難です。さらに、材料は硬化し、加工プロセス全体を通じて多量の熱を発生します。この結果、切削工具の摩耗が増加します。

ステンレス鋼をフライス加工するにはどのくらいの速度が必要ですか?

一般に、ステンレス鋼をフライス加工する場合は、100 および 350 の SFM を使用し、切りくず負荷の範囲は、1/8 インチ エンドミルの場合は -0005 インチから、1 インチ エンドミルの場合は 0.006 インチまでの範囲にすることをお勧めします。

ステンレス鋼の最高の加工グレードは何ですか?

430F グレードのステンレス鋼は、その優れた送りと速度により、機械加工業界で最も好まれているグレードです。 430F ステンレス鋼は本質的にフェライト系で 430 と同じですが、機械加工性を向上させるために硫黄がさらに添加されています。