サーメットと超硬の特徴

つhttp://techon.nikkeibp.co.jp/article/FEATURE/20110802/193996/?ST=print


>>SS400とクロムを多く含んだ鋳鋼材を超硬で加工するとSS400の方が仕上がりが悪くなってしまうのですが、材料学的にどういった理由が考えられますでしょうか？

これ自体は熱
ハイスなんかよりはもつのですが


耐熱は
ハイス　壁　超鋼　＜　サーメット

耐熱が高ければ回転数があげられ
結局粗さが良くなります


ただ一番初めに書いたリンクのように
いまやコーティングや添加物のほうに移ってると思います

色々な文献を見ていると・・・

超硬の欠点として鉄・銅・ニッケル等の素材との親和性が良いために
磨耗しやすいと言われています。

主にコバルトとの相性の問題とか？

当然、同一の元素が配合された素材とも親和性は高いでしょう。


＞SS400の方が仕上がりが悪くなってしまうのですが

　個人的には 回答 2)さん と同じく 素材の特性が大きく関与していると思う。
　他の切削工具でも傾向的には同じでは？

　コーティング(TICなど)された新品の場合は親和性の影響も
　最初の内は心配ないし刃先形状である程度はカバーもできる。


研削で使われるダイヤモンドも熱に弱いだけでなく鉄との親和性が高い為に
鉄系の研削には不向きと言われている。

親和性に対して 現実的には 加工時の「熱」が大きく関与していると考える

ダイヤモンドは鉄系の研削には不向きと書いたが

ダイヤのヤスリなどは鉄系に使ってもも問題ない
発熱量も少なく、母材によって加工熱はすぐに奪われる為ではないかと思う。

超硬の刃物は靭性の問題で刃先を鋭利にしにくい
尖った部分を「ホーニング」によって少し丸めるのだが
丸めすぎれば切れが悪くなり発熱の原因となるし
丸めなければ欠けたり破損しやすい。

ホーニングは超硬刃物の切れや寿命に関与する重大な要素です。

SS材は、JISで最低限の引っ張り強さを規定していますが、化学成分
は規定していません。従って、混ざりものの影響で組織が均一でない
可能性がある故に、鋳鋼材よりも仕上げ面が安定しないと思われます。

親和性は回答(2)さんが書かれている通り、ＷＣ（炭化タングステン）
が主要因であると大雑把に考えて問題ないと思います。

あと、SS400とクロムを多く含んだ鋳鋼材での親和性の違いは、一般的
な切削加工において、顕著なる差はないと想像します（根拠はありませ
んが感覚で．．．）。


（こんな回答では、ベテランの方々にお叱りを受けるかも．．．）

・SS材は成分の問題と切りくず処理が比較的難しが故に、仕上げ面品位が
　安定ないことがある
・親和性の低いサーメットを用いて高切削速度で加工することが、面品位
　を安定させる対策のひとつとして挙げられる

筆記試験の解答風に記すとこんな感じと思われます。

補足

2012/02/10 13:39

ありがとうございます。
今回の場合は被削材の親和性は関係なく、被削材組織の不均一さと工具の親和性が問題という解釈でよろしいでしょうか。

質問者

材料学的な原理は想像だけ。

親和性が原因とするなら、
サーメット：炭化チタンetcとニッケルとの焼結体。
　　チタンは鉄と合金化しにくい。
超硬：炭化タングステンとコバルトの焼結体。
　　タングステンは鉄と合金化しやすい → 親和性大
しかし、炭化物までそう言えるか判りません。

原理は材料開発を行っているＳ、Ｋ、Ｔ、など工具大手に任せないと、使うだけのシモジモが理解しても手出しが出来ず、また使う場面も鋼、鋳物の高速切削に限られるため、敢えて追究しなくとも、との口実になろうかと。。。

　　特許庁の技術資料
　　　http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/cutting_tool/ct_4_3.html
超硬との比較データがあるのと、
　　サーメット製工具は周速が遅いと摩耗の進行が早くなり工具寿命が短くなる。これは、
　　高速切削時には高温状態での拡散による摩耗が主体となり、ハイスや超硬工具のように境界部
　　の酸化による摩耗の促進がないためと考える。サーメット製エンドミルは80m/min以下では
　　工具寿命が短くなる。それゆえ、高速域での切削が必要であり、小径のエンドミルでは
　　高速MCや高速スピンドルなどの使用が不可欠である。
温度で変わってくる説明になってます。

同じです。
合金化しやすいとは、溶けた状態で完全に混ざるということ。←　親和性が良い、仲良し。
融点の低い方が溶けた中に、高い方を入れると、単体での融点に達しなくとも溶け込んで完全に混じり合う。
溶けない低い温度でも同じで、合金化しやすいものを擦りあうと引っ付き傾向。

合金にならない金属同士では、融点が高い方の温度になれば両者溶けるが、混ざり合わず分離したまま　←　親和性が悪い。水と油。
そこまで徹底せず幾分かは溶けあうものが多い。

回答（５）の日経サイトの説明は非常に判りやすいです。

タングステンは良熱伝導だがチタンは悪伝導。
なのでサーメットは（チタン）刃先から熱が逃げにくく高温となり、良くも悪くも切削に影響する。

お礼

2012/02/10 13:50

ご回答有難うございました。
素人な質問で申し訳ありませんが、「合金化しやすい」と「親和性が良い」の違いは何でしょうか。

質問者

取りいそぎ、メーカーのサイトのバーチャル講習会は如何でしょうか。

まずは、切削加工入門編　PART 2の１時限目あたりからご覧下さい。

http://www.sumitool.com/course/