難削材 / 難加工材について｜特徴と種類

 

難削材/難加工材とは

難加工材は、削りにくい・加工しにくい材料や素材のことで、難削材は材料の性質により加工機械での加工が困難な材料のことを言います。難削材に区分されるのは、新素材で切削データがほとんどないようなものや、加工時に発火引火など事故の可能性の高いという理由があります。加工する際には、事故や火災のリスクが高いので十分注意する必要があります。そしてこのリスク分、難削材の加工賃は高い傾向にあります。

難加工材が選ばれる理由

多くのメーカーでは安定した収益を確保するために高付加価値のモノづくりが行われ、優れた性能を持つ部品や製品の開発に取り組まれています。そのためには、高強度・高硬度・高耐熱性といった付加価値の高い材料・素材を積極的に採用しなければなりません。付加価値の高い材料・素材は、特徴的な性能をもたらす反面で、精密加工が難しいという問題も抱えています。

 

難加工材の特徴

難加工材は、削りにくい・加工しにくい材料や素材のことです。難加工材の特徴を説明すると、材質そのものが削りにくい材料や被削性の不明な材料、発火や引火しやすい材料などを挙げられます。

 

難加工材が生み出す問題

• 工具寿命が短くなる
• 切削熱が上昇しやすい
• 切削抵抗が大きい
• 表面粗さや寸法精度が出ない
• 加工が不安定で自動加工に不向き
• チッピング破壊しやすい
• 割れ易い材料なのでクランプが甘く、加工中に動いて不良になりやすい

 

難加工材の種類

 

 

属性・延性が大きく加工しにくい材料

純アルミニウム・純ニッケル・純銅

 

切り屑の排出に問題を起こす材料

ステンレス・銅・アルミニウム・チタン合金

 

熱伝導率が小さく切削しにくい材料

耐熱合金・ニッケル合金・プラスチック

 

高硬度・高強度で加工しにくい材料

高マンガン鋼・ステンレス鋼・ニッケル耐熱合金

 

属性・延性が大きく加工しにくい材料

超硬合金・特殊ガラス・ハイテン材・セラミックス

 

難削材とは何か｜難削材の特徴と種類

 

 

難削材とは

難削材とは性質により、加工機で削りにくく加工がしにくい素材の総称です。切削工具の寿命が短くなる、表面粗さが調整できない、寸法精度が出すのが困難、切削熱が原因で溶着が発生するなどの様々な問題を引き起こします。

 

素材そのものが削りにくい

主に硬度が高く、難削性を引き起こす材料特性を持つもの（ステンレス、チタンなど)が該当します。例外として、純アルミニウムの1000番台のように軟らかい素材も難削材です。

 

被削性の不明な材料

インコネルやハステロイなどの切削データがない、またはほとんどないような新素材が該当します。

 

加工時に発火･引火する可能性が高い材料

マグネシウムのように着火すると激しく燃焼するような、加工中の事故の危険性がある素材が該当します。

 

代表的な金属の難削材

代表的な金属の難削材には、ステンレス、チタン、インコネル、マグネシウムが挙げられます。中には工場の火災に発展しかねないような要注意のものもあります。難削材を加工する際は、材料の特性を十分理解した上で臨む必要があります。

 

ステンレス（SUS）

鋼にクロムとニッケルを含有させた合金で、一般的にはクロムの含有量が10.5％以上のものを言います。鋼に比べて耐食性や耐熱性、耐酸化性に優れており、航空分野医療分野など、さまざまな分野で使用されています。ステンレスは熱伝導率が低いため、切削加工時に発生する高熱が逃げにくいという性質と、加工硬化性（加工により熱が加わると硬度が増す）により工具の寿命が短くなります。また、工具との親和性が高く切り粉が刃物に溶着しやすいため、チッピングが発生しやすく、加工精度が出しにくい金属です。

 

チタン

鉄の3分の2程度の軽さで、熱に強く、引張強度も高く曲げても元に戻る金属です。耐食性にも優れ、海水に触れる環境でも使用することができます。優れた素材である反面、切削加工が難しい難削材です。切削加工時に発生する切り粉が原因でビビりが発生し、その結果工具を摩耗させ、工具寿命が短くなります。さらにその切り粉も発火しやすいという点に注意が必要です。またステンレス同様、熱伝導が悪いので、工具と合金化する可能性や工具との化学反応を起こす可能性があります。

 

インコネル

ニッケルを主体として、クロム、鉄、炭素などの成分を含有した金属です。高温での強度、耐酸化成、耐クリープ性が非常に高く、高温での高い強度を保持しながら、腐食環境に対しても優れた耐性を持っています。発電所、ジェットエンジン、スポーツカー、ごみ焼却炉などに使用されています。しかし、高温強度が大きく熱伝導率が低いことから、切削加工が最も困難な材料としても有名です。一般の加工会社には切削データが十分にないため、加工の指針となる基礎データが不足しており、切削条件を探りながら加工する必要があります。

 

マグネシウム

実用金属の中で最も軽い金属です。比剛性・比強度が鉄やアルミニウムより優れています。さらに切削加工がしやすいという特徴もあり、所要切削動力指数で比較するとアルミニウムよりも切削加工が容易です。マグネシウムは着火すると激しく燃焼する性質を持っています。加熱された状態で水と接触すると可燃性ガス等が発生する可能性があり、火災が発生すると通常の消化活動が困難です。火の気や高温物、水と接触することがないようにし、換気と切り粉の清掃をこまめにするなどの厳重な出火防止対策が必要です。

 

---

 

 

TECH-JOURNEYの難加工材の精密加工について

 

 

難加工材の精密加工のことなら、是非TECH-JOURNEYへご相談下さい。新たな価値を生み出す製品・部品作りをお手伝いします。超硬合金の金型ノズル加工やセラミック加工など、精密加工が難しい材料・素材の対応も可能です。特殊加工・細孔加工・マイクロ加工など、高精密加工のことなら是非お任せ下さい。

 

 

---

 

 

岐阜精器工業

 

.

TECH-JOURNEY

金属・樹脂加工の海外調達、コストダウンなら