フロントスチールとしても知られる高速度鋼は、1898 年にアメリカの科学者によって開発されました。炭素工具鋼よりも炭素が少ないというよりも、タングステンが添加されています。硬い炭化タングステンの役割により、高温条件下でも硬度が低下せず、炭素工具鋼の切削速度をはるかに上回る速度で切削できることから、高速度鋼と呼ばれています。1900年～1920年にかけてバナジウムやコバルトを添加した高速度鋼が登場し、耐熱性は500～600℃まで向上しました。鋼の切断速度は30～40m/minに達し、6倍近く向上します。以来、構成元素の系列化により、タングステンやモリブデンの高速度鋼が形成されてきました。現在に至るまで広く使用されています。ハイス鋼の登場により、
切削加工における革命により、金属切削の生産性が大幅に向上しました。この新しい工具材料の切削性能要件に適応するには、工作機械の構造を完全に変更する必要がありました。新しい工作機械の出現とさらなる発展は、より優れた工具材料の開発をもたらし、工具は刺激され発展してきました。また、新しい製造技術条件下では、高速度鋼工具においても、高速切削時の切削熱により工具の耐久性が制限されるという問題がありました。切削速度が700℃に達すると、ハイス鋼は
先端が完全に鈍くなり、これ以上の切削速度では全く切削できなくなります。その結果、上記よりも高い切削温度条件下でも十分な硬度を維持し、より高い切削温度での切削が可能な超硬工具材料が登場しました。
柔らかい材料は硬い材料で切ることができますが、硬い材料を切るためにはそれよりも硬い材料を使用する必要があります。現時点で地球上で最も硬い物質はダイヤモンドです。天然ダイヤモンドは古くから自然界で発見され、切削工具として使用されてきた長い歴史がありますが、合成ダイヤモンドも 20 世紀の 50 年代初頭には合成に成功していましたが、ダイヤモンドの実際の用途は広く普及していません。工業用切削工具材料それはまだここ数十年の問題です。
一方で、現代の宇宙技術や航空宇宙技術の発展に伴い、最新の工学材料の使用はますます豊富になってきていますが、改良された高速度鋼、超硬合金、新しいセラミック工具素材従来の加工ワークの切削では、切削速度や切削生産性は2倍、場合によっては数十倍に向上しましたが、上記材料の加工に使用した場合、工具の耐久性や切削効率は依然として非常に低く、切削品質は困難です。より鋭利で耐摩耗性の高い工具材料を使用する必要があり、場合によっては加工できないこともあります。
その一方で、現代の急速な発展に伴い、機械製造自動工作機械、CNC（コンピュータ数値制御）マシニングセンター、無人加工工場の幅広い活用により、加工精度の更なる向上、工具交換時間の短縮、加工効率の向上を図るため、加工業界のニーズはますます高まっています。より耐久性と安定性のある工具材料を使用して作られています。この場合、ダイヤモンド工具は急速に発展し、同時に、ダイヤモンド工具材料も大きく推進されました。
ダイヤモンド工具材料高い加工精度、速い切断速度、長い耐用年数など、一連の優れた特性を備えています。たとえば、Compax (多結晶ダイヤモンド複合シート) 工具を使用すると、数万個のシリコン アルミニウム合金ピストン リング部品を確実に加工でき、その工具先端は基本的に変化しません。Compax 大径フライスカッターを使用して航空機アルミニウム桁を加工すると、最大 3660m/分の切削速度に達します。これらは超硬工具とは比べものになりません。
それだけでなく、ダイヤモンド工具材料また、加工分野を拡大し、従来の加工技術を変えることもできます。従来、鏡面加工は研削・研磨のみでしたが、現在は天然単結晶ダイヤモンド工具だけでなく、場合によってはPDC超硬複合工具を使用して超精密精密切削加工や旋削加工も可能です。研ぐ代わりに。の適用により、超ハードツール機械加工の分野では、PDC 工具の使用など、いくつかの新しい概念が登場しています。回転速度の制限はもはや工具ではなく工作機械であり、回転速度が一定の速度を超えると、ワークと工具は回転速度を制限します。熱ではありません。これらの画期的なコンセプトの意味は深く、現代の機械加工業界に無限の可能性をもたらします。
投稿日時: 2022 年 11 月 2 日
