基本に戻る: 切削工具のコーティング

Jul 11, 2023

炭窒化チタン (TiCN) コーティングは、鋳鉄、高シリコンアルミニウム合金、銅、研磨材の穴あけやリーマ加工に最適です。 Matveev_Aleksandr/iStock/Getty Images Plus

今日のほとんどの切削工具では、基材に何らかのコーティングが追加されているのが非常に一般的です。 高品質の基材と高品質のコーティングのバランスをとることが重要です。同社は入手可能な最高のコーティングを提供できますが、高品質の基材がなければコーティングの効果がなくなる可能性があります。 また、コーティングされていない工具が使用される用途では、高品質の基材を使用することが不可欠です。

「何よりもまず、コーティングはあらゆる工具の寿命と性能を向上させます」と、オンタリオ州バーリントンにある OSG カナダのアプリケーション エンジニア、ウルミル パテル氏は述べています。 「光沢仕上げと比較して、コーティングでは切削パラメータを向上させることができます。 コーティングにより、穴あけ加工から排出される切りくずに対する摩擦が少なくなり、切りくずの流れに対する抵抗が少なくなります。 また、工具の摩耗を特定しやすくなります。 コーティングされた工具を使用することには多くの利点がありますが、耐熱性の用途や難削材の場合、コーティングは必須です。」

コーティングは、ステンレス鋼、耐熱合金、鋳鉄などの鉄または鋼ベースの材料に特に有効です。 コーティングは、速度を上げるためだけでなく、工具寿命を延ばすためにもほとんどの場合必要です。 コーティングされた工具を使用すると、生産性が大幅に向上します。

「ノンコート工具は主にアルミニウムや非鉄材料に使用されます。」とサウスカロライナ州グリアのウォルター・ツールズ製品マネージャー、サラン・ガルド氏は述べています。超硬なので切りくずが付着しません。 これは、材種の強度を維持するため、アルミニウムを切断するときに役立ちます。 構築されたエッジはありません。 コーティングされていない工具は、人工的な砥石を追加するための刃厚がないため、非常に鋭い刃先を持ちます。」

このルールには例外があり、シリコン含有量の高いアルミニウムおよびアルミニウム合金の切断には、コーティングされていない工具が適しています。

「特に、これらの材料は柔らかい傾向にあるため、アルミニウムなどの ISO N シリーズのものでコーティングされていない工具がよく見られます」と、イリノイ州シャンバーグの CERATIZIT のビジネス開発マネージャーである Scott Walrath 氏は述べています。非常に研磨性が高いため、コーティングが役立つ場合があります。 コーティングされていない工具は、高シリコンアルミニウムでは耐摩耗性が低くなります。 コーティングは、硬度よりもむしろ抵抗係数を下げることができる潤滑性を重視しています。 場合によっては、ZrN [窒化ジルコニウム] コーティングがアルミニウムの切りくず排出に役立ちます。」

もう 1 つの例外はチタンの機械加工です。 コーティングされていないツールを使用して作業することが合理的な場合もあります。

CVD は、熱によって引き起こされる化学反応によってコーティングを生成する方法です。 切削工具は CVD リアクター内に配置され、そこでさまざまなガスと工具基材の加熱された表面との反応の結果として薄膜コーティングが形成されます。

典型的な CVD コーティングの厚さは通常 17 ～ 20 μm ですが、5 μm 程度の薄さになる場合もあります。 そして、ほとんどの CVD コーティングには、炭化チタン (TiC)、炭窒化チタン (TiCN)、窒化チタン (TiN)、酸化アルミニウム (Al2O3) が含まれます。

CVD コーティングは、一般的な旋削加工、特に鋼やステンレスの用途に最適です。 コーティングの厚さにより、特にクレーター摩耗が一般的な用途で耐摩耗性が得られます。

拡大した表面構造は、標準的な PVD ​​プロセス (上)、Walter の WNN10/WSM01 グレードの HiPIMS PVD ​​プロセス (中央)、および HiPIMS 表面と比較した人間の髪の毛のサイズ (下) を示しています。 ウォルター

ISO P、ISO M、ISO K のフライス材種にも使用されます。

「CVD は一般にコーティングが厚く、鋳鉄、鋼、またはより堅牢な工具や高い耐荷重性を必要とするあらゆる用途に最適です」と Garud 氏は述べています。 「旋削加工では、特に切削が断続的ではなく連続的に行われる場合、厚い CVD コーティングを使用することで、最高の切削速度と送りで長い工具寿命を実現できます。」