超硬工具: 岩のように硬い

May 16, 2023

これを読んでいる退職した機械工は、工具箱の奥に埃をかぶって汚れたまま放置されている、手で研いだカーボロイ 883 カーバイドの刃を思い出すかもしれません。 シンシナティ ミラクロンとダベンポートのかつてのオペレータが熱心に取り組んでいた高速度鋼の工具ビットと比較すると、当時のタングステンカーバイドの広範な採用は、より速い送りと速度、より長い工具寿命、より高い部品品質、より大きな部品の山を意味しました。各シフトの終わりにベンチで。

炭化物（より正確には炭化タングステンまたは超硬合金として知られる場合もあります）も同様に時代が変わりました。 ここではその長い歴史を探ることはしませんが、すべての切削工具材料の中で最も重要なこの材料の 100 歳の誕生日が近づいており、他の 100 歳以上の高齢者と同様に、この機械工場のベテランを放牧する時期が来たかどうかを判断する義務がある、ということだけは述べておきます。 。

多くの切削工具メーカーは「反対だ」と述べた。 この記事のためにインタビューした各サプライヤーは、カーバイドには長く生産的な寿命があることに完全に同意しています。

テキサス州アーリントンにあるイスカル USA の最高技術責任者、トーマス・ラウン氏は次のように述べています。 「確かに、刃先交換可能で交換可能なシステムは大きなパイを享受していますが、超硬ソリッドのエンドミルやドリルを置き換えることができないアプリケーションは依然として膨大な数にあります。」

基材およびコーティング技術は進歩し続けており、これまで以上に高性能な工具が可能になり、機械加工業界の効率と収益性が大幅に向上します。 ウィスコンシン州ワウキシャのウォルター USA LLC の製品マネージャー、サラン・ガルド氏はこう述べています。ただし、カーバイドがナンバーワンであり続けるでしょう。」

また、ノースカロライナ州メバネにあるサンドビック・コロマント社の南北アメリカ向けソリッド丸工具担当バイスプレジデント、スティーブ・リンド氏は、同社は予見可能な将来にわたって超硬ソリッド市場が継続的に成長すると予想していると語った。 「これの大部分は、より高度な研削装置とともに、切削工具メーカーの設計能力の向上によるものだと私は考えています。 その結果、業界が今日の高度な機械加工技術を最大限に活用できる幅広い製品の選択肢が生まれました。」

これは、超硬ソリッド切削工具に対する全体的な熱意と、それがもたらす生産性の向上の一例にすぎません。 競争にもかかわらず、Kennametal、Ingersoll Cutting Tools、Horn USA、Ceratizit、Scientific Cutting Tools の専門家は全員、超硬の使用が今後 10 年以上にわたって繁栄し続けることに同意しました。

しかし、Walter の Garud 氏がほのめかしたように、PCD と立方晶窒化ホウ素 (CBN) で作られた高度な切削工具はどうでしょうか? そして、インコネル加工品から噴き出す炎を示す光沢のある雑誌の写真で、少なくとも超合金のフライス加工に関しては超硬に確実な運命をもたらすように見えるソリッドセラミックエンドミルをめぐる大騒ぎで何が起こったのだろうか？ 超硬は、これらの超硬で耐摩耗性の切削工具材料に対抗できないでしょうか?

ピッツバーグに本拠を置くケナメタル社の上級スタッフエンジニアであるダニー・デイビス氏は、「一部の用途、特に荒加工では、固体セラミックスの代わりに固体セラミックスを使用することができる。しかし、多くの部品を完成させるには、通常、依然としてセラミックスと組み合わせて超硬材が必要である」と述べた。 。 さらに、セラミックは材料を適切に可塑化し、ツールを正常に機能させるために非常に高い表面速度を必要とします。 すべてのマシニング センターが必要な主軸回転数や剛性を備えているわけではありません。 当社や他のサプライヤーがより大きな直径のセラミックエンドミルを導入し、それほど厳しくない動作パラメータに対応できるセラミックを開発するにつれて、この方程式は変化するでしょう。 それでも、それが常に完璧な解決策であるとは限りません。」

ミシガン州ウォーレンの Ceratizit USA Inc. も、セラミックフライス加工分野で活躍するもう 1 つの切削工具メーカーです。 また、Ceratizit Groupの研究開発責任者であるUwe Schleinkofer博士は、セラミックスの開発が進行中であることに同意しながらも、すぐに超硬ソリッド切削工具に挑戦するとは考えていません。 「セラミックには確かな役割があり、乾燥した条件やスピンドル速度の加速においては最適なソリューションとなることがよくありますが、将来的にはこうしたニッチな用途での使用が続くでしょう。」