の選択 フライス盤 エンドミル工具の材質は切削加工において重要な決定事項であり、加工効率、加工品質、加工コスト、工具寿命に直接関係します。切削工具の材質によって物理的・化学的性質が異なり、加工条件や材質も異なります。そのため、エンドミル工具の材質を適切に選択することが、効率的で高品質な加工を実現するための鍵となります。
エンドミル工具材料には基本的な特性が必要
切削工具の材質の選択は、工具寿命、加工効率、加工品質、加工コストに大きな影響を与えます。 エンドミル 切削時に工具は高圧、高温、摩擦、衝撃、振動に耐える必要があります。したがって、フライス工具の材料には次の基本特性が必要です。
- 硬度と耐摩耗性。工具材料の硬度はワークピース材料の硬度よりも高くなければならず、一般的には 60HRC 以上が必要です。工具材料の硬度が高いほど、耐摩耗性は向上します。
- 強度と靭性。工具材料は、切削力、衝撃、振動に耐え、工具の脆性破壊や欠けを防ぐために、高い強度と靭性を備えている必要があります。
- 耐熱性。工具材料は耐熱性に優れ、高い切削温度に耐えることができ、耐酸化性に優れている必要があります。
- プロセス性能と経済性。工具材料は、優れた鍛造性能、熱処理性能、溶接性能、研削性能などを備え、高い性能と価格の比率を追求する必要があります。
エンドミルツールの性能
ダイヤモンド Ｃウッティング Tオルズ
ダイヤモンドは炭素の同素体であり、自然界で最も硬い物質です。ダイヤモンドフライスカッターは、高硬度、高耐摩耗性、高熱伝導性を備えており、非鉄金属や非金属材料の加工に広く使用されています。特にアルミニウムやシリコンアルミニウム合金の高速切削では、ダイヤモンドエンドミルが代替が難しい主な切削工具です。高効率、高安定性、長寿命加工を実現できるダイヤモンド工具は、現代のCNC加工に欠かせない重要なツールです。
の種類 だアイアモンド Ｃウッティング Tオルズ
天然ダイヤモンド切削工具：天然ダイヤモンドは何百年もの間、切削工具として使用されてきました。天然単結晶ダイヤモンド工具は、微細研磨後、刃先半径が最大0.002μmの非常に鋭い刃に研ぐことができます。極薄切削を実現し、非常に高いワークピース精度と非常に低い表面粗さを実現できます。これは、認められた理想的で、かけがえのない超精密加工工具です。
PCDダイヤモンド切削工具：天然ダイヤモンドは高価です。多結晶ダイヤモンド（PCD）は、切削に広く使用されています。1970年代初頭以来、高温高圧合成技術によって製造された多結晶ダイヤモンド（PCD）は、切削に広く使用されています。PCDブレードと呼ばれるダイヤモンドの開発に成功した後、天然ダイヤモンドツールは多くの場合、人工多結晶ダイヤモンドに置き換えられました。PCD原材料は豊富で、その価格は天然ダイヤモンドのわずか数十分の1から10分の1です。PCDエンドミルは、非常に鋭いエッジを研削することができず、加工されたワークピースの表面品質は天然ダイヤモンドほど良くありません。現在、業界ではチップブレーカー付きのPCDフライスカッターブレードを製造することは容易ではありません。そのため、PCDは非鉄金属と非金属の精密切削にしか使用できず、超精密ミラー切削を実現することは困難です。
CVDダイヤモンド切削工具：CVDダイヤモンド技術は、1970年代後半から1980年代初頭にかけて日本で登場しました。CVDダイヤモンドとは、化学気相成長法（CVD）によって異種基板（超硬合金、セラミックスなど）上にダイヤモンド膜を合成することを指します。CVDダイヤモンドは天然ダイヤモンドと同じ構造と特性を持ち、その性能は天然ダイヤモンドに非常に近いです。天然単結晶ダイヤモンドと多結晶ダイヤモンド（PCD）の利点を備え、ある程度それらの欠点を克服しています。
パフォーマンス Ｃの特徴 だアイアモンド えと ま病気
- 非常に高い硬度と耐摩耗性：天然ダイヤモンドは自然界で最も硬い物質です。ダイヤモンドは耐摩耗性が極めて高いです。高硬度材料を加工する場合、ダイヤモンド工具の寿命は超硬工具の 10 ～ 100 倍、場合によっては数百倍にもなります。
- 摩擦係数が非常に低い：ダイヤモンドと一部の非鉄金属間の摩擦係数は、他の工具よりも低くなっています。摩擦係数が低いということは、加工中の変形が少なくなり、切削力を軽減できることを意味します。
- 刃先が非常に鋭い：ダイヤモンドフライスカッターの刃先は非常に鋭く研ぐことができます。天然単結晶ダイヤモンド工具は0.002〜0.008μmの高さに達することができ、超薄切削と超精密加工を行うことができます。
- 熱伝導率が高い：ダイヤモンドは熱伝導率と熱拡散率が高く、切削熱が放散しやすく、工具の切削部分の温度が低くなります。
- 熱膨張係数が低い：ダイヤモンドの熱膨張係数は超硬合金の熱膨張係数より数倍小さく、切削熱による切削工具サイズの変化が非常に小さいため、高い寸法精度が要求される精密・超精密加工に特に重要です。
の適用 だアイアモンド ま病気 Ｃ言う
ダイヤモンド切削工具は、主に非鉄金属や非金属材料の高速微細切削や穴あけに使用されます。グラスファイバー粉末冶金ブランク、セラミック材料などのさまざまな耐摩耗性非金属、さまざまなシリコンアルミニウム合金などのさまざまな耐摩耗性非鉄金属、さまざまな非鉄金属仕上げの加工に適しています。
ダイヤモンドエンドミルの欠点は、熱安定性が悪いことです。切削温度が700℃～800℃を超えると、硬度が完全に失われます。また、ダイヤモンド（炭素）は高温で鉄原子と反応しやすく、炭素原子をグラファイト構造に変え、工具が損傷しやすいため、鉄系金属の切削には適していません。
立方晶窒化ホウ素切削工具材料
ダイヤモンドの製造方法に似た方法で合成された第2の超硬質材料である立方晶窒化ホウ素（CBN）は、ダイヤモンドに次ぐ硬度と熱伝導率を誇ります。熱安定性に優れ、大気中で10000℃に加熱しても酸化しません。CBNは鉄系金属に対して極めて安定した化学的性質を持ち、鉄鋼製品の加工に幅広く使用できます。
立方晶窒化ホウ素切削工具の種類
立方晶窒化ホウ素（CBN）は、自然界には存在しない物質です。単結晶と多結晶、つまりCBN単結晶と多結晶立方晶窒化ホウ素（略してPCBN）に分けられます。CBNは窒化ホウ素（BN）の同素体の一つで、ダイヤモンドに似た構造をしています。
PCBN（多結晶立方晶窒化ホウ素）は、高温高圧下で結合相（TiC、TiN、Al、Tiなど）を介して微細なCBN材料を焼結した多結晶材料です。現在、ダイヤモンドに次ぐ人工硬度を持つ工具材料です。ダイヤモンドと合わせて超硬工具材料と呼ばれています。PCBNは主にナイフなどの工具の製造に使用されます。
PCBN 切削工具は、一体型 PCBN ブレードと、超硬合金で焼結した PCBN 複合ブレードに分けられます。
PCBN複合ブレードは、強度と靭性に優れた超硬合金の上に厚さ0.5～1.0mmのPCBN層を焼結して作られています。靭性、硬度、耐摩耗性に優れており、CBNブレードの曲げ強度の低さや溶接の難しさといった問題を解決します。
主要 ポ権利と Ｃの特徴 Ｃユービック Bオロン いいえイトライド
立方晶窒化ホウ素の硬度はダイヤモンドよりわずかに低いですが、他の高硬度材料よりはるかに高いです。CBNの優れた利点は、熱安定性がダイヤモンドよりもはるかに高く、1200℃以上に達することです（ダイヤモンドは700〜800℃）。もう1つの優れた利点は、化学的に不活性であり、1200〜1300℃で鉄と化学反応を起こさないことです。立方晶窒化ホウ素の主な性能特性は次のとおりです。
- 高硬度と耐摩耗性：CBNの結晶構造はダイヤモンドに似ており、ダイヤモンドと同様の硬度と強度を備えています。PCBNは、これまで研磨でしか処理できなかった高硬度材料の加工に特に適しており、より優れたワークピースの表面品質を得ることができます。
- 高い熱安定性：CBNの耐熱性は1400〜1500℃に達し、ダイヤモンドの耐熱性（700〜800℃）のほぼ1倍です。PCBN工具は、超硬工具の3〜5倍の速度で高温合金や硬化鋼を切削できます。
- 優れた化学的安定性：1200〜1300℃で鉄材料と化学反応せず、ダイヤモンドほど鋭く摩耗しません。このとき、超硬合金の硬度を維持できます。PCBN工具は、硬化鋼部品やチルド鋳鉄の切断に適しており、鋳鉄の高速切断に広く使用できます。
- 優れた熱伝導率: CBN の熱伝導率はダイヤモンドに追いつくことはできませんが、PCBN の熱伝導率はあらゆる工具材料の中でダイヤモンドに次ぐものであり、高速度鋼や超硬合金よりもはるかに高くなっています。
- 低摩擦係数: 摩擦係数が低いと、切削力が減少し、切削温度が低下し、切削時の表面品質が向上します。
の適用 Ｃユービック Bオロン いいえ窒化物 ま病気 Ｃ言う
立方晶窒化ホウ素は、焼入れ鋼、硬質鋳鉄、耐熱合金、超硬合金、表面溶射材など、さまざまな難削材の仕上げに適しています。加工精度はIT5（穴の場合はIT6）に達し、表面粗さはRa1.25～0.20μmと小さくなります。
立方晶窒化ホウ素切削工具材料は靭性および曲げ強度が低いため、低速および高衝撃負荷での荒加工には適していません。また、高塑性材料（アルミニウム合金、銅合金、ニッケル基合金、高塑性鋼など）の切削にも適していません。これらの金属を切削すると、深刻な構成刃先が発生し、加工面が劣化します。
セラミック切削工具材料
セラミックフライスカッターは、硬度が高く、耐摩耗性に優れ、耐熱性と化学的安定性に優れ、金属と結合しにくいという特徴があります。セラミック工具はCNC加工において非常に重要な位置を占めており、セラミックエンドミルは高速切削や難削材の加工に主力工具の一つとなっています。セラミック切削工具は、高速切削、乾式切削、ハード切削、難削材の切削に広く使用されています。セラミック工具は、従来の工具では全く加工できなかった高硬度材料を効率よく加工でき、「研削ではなく旋削」を実現しています。セラミック工具の最適切削速度は超硬工具の2～10倍で、切削生産効率が大幅に向上します。セラミック工具材料の主な原料は、地殻に最も多く存在する元素です。そのため、セラミック工具の普及と応用は、生産性の向上、加工コストの削減、戦略的貴金属の節約に大きな意義があり、切削技術の進歩も大きく促進します。
セラミック切削工具材料の種類
セラミック切削工具材料は、一般的に、アルミナ系セラミック、窒化ケイ素系セラミック、窒化ケイ素-アルミナ系複合セラミックの3つのカテゴリに分類されます。その中でも、アルミナ系と窒化ケイ素系のセラミックフライス工具材料が最も広く使用されています。窒化ケイ素系セラミックの性能は、アルミナ系セラミックよりも優れています。
パフォーマンスと Ｃの特徴 Ｃエラミック Ｃウッティング Tオルズ
- 高硬度、優れた耐摩耗性：セラミックフライス工具の硬度はPCDやPCBNほど高くはありませんが、超硬合金や高速度鋼工具の硬度よりもはるかに高く、93〜95HRAに達します。セラミックエンドミルは、従来の工具では加工が難しい高硬度材料を加工でき、高速切削やハード切削に適しています。
- 耐高温性と耐熱性が良好：セラミック切削工具は、1200℃を超える高温でも切削できます。セラミック工具は高温での機械的特性に優れています。A12O3セラミック工具は特に耐酸化性に優れており、刃先は赤熱状態でも連続して使用できます。そのため、セラミック工具はドライカットを実現し、切削液が不要になります。
- 優れた化学的安定性: セラミックフライスカッターは金属と結合しにくく、耐腐食性と化学的安定性に優れているため、工具の結合摩耗を軽減できます。
- 低摩擦係数: セラミック工具は金属との親和性が低く、摩擦係数が低いため、切削力と切削温度を低減できます。
セラミック Ｃウッティング Toolsは持っている あアプリケーション
セラミックは、主に高速仕上げ加工や中仕上げ加工に使用される工具材料の 1 つです。セラミックフライス工具は、各種鋳鉄 (ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、可鍛鋳鉄、チルド鋳鉄、高合金耐摩耗鋳鉄) や鋼 (炭素構造用鋼、合金構造用鋼、高強度鋼、高マンガン鋼、焼入れ鋼など) の切削に適しており、銅合金、グラファイト、エンジニアリングプラスチック、複合材料の切削にも使用できます。
セラミックフライス工具の材料性能は、曲げ強度が低く、衝撃靭性が劣るという問題があり、低速および衝撃負荷での切削には適していません。
コーティングエンドミル工具材料
工具のコーティングは、工具の性能を向上させる重要な方法の 1 つです。コーティングされたエンドミル工具の登場により、工具の切削性能に大きな進歩がもたらされました。コーティングされたフライスカッターは、工具本体の靭性に対する耐摩耗性に優れた 1 層以上の耐火化合物でコーティングされています。工具基材とハードコーティングを組み合わせることで、工具の性能が大幅に向上します。コーティングされた工具は、加工効率、加工精度、工具寿命の向上、加工コストの削減を実現します。
新しい CNC 工作機械で使用される切削工具の約 80% はコーティングされた工具を使用しています。コーティングされた工具は、将来、CNC 加工の分野で最も重要な工具の種類になります。
の種類 Ｃオーテッド えと ま病気
コーティング方法に応じて、コーティングされたフライスカッターは、化学蒸着（CVD）コーティングされたカッターと物理蒸着（PVD）コーティングされたカッターに分けられます。コーティングされた超硬カッターは一般に化学蒸着を使用し、蒸着温度は約1000°Cです。コーティングされた高速度鋼カッターは一般に物理蒸着を使用し、蒸着温度は約500°Cです。
コーティングエンドミルのベース材質の違いにより、コーティングカッターは超硬コーティングカッター、高速度鋼コーティングカッター、セラミックスや超硬質材料（ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素）コーティングカッターなどに分類されます。
コーティングされたフライスカッターは、コーティング材料の特性に応じて、「ハード」コーティングされたフライスカッターと「ソフト」コーティングされたカッターの2つのカテゴリに分類できます。 「ハード」コーティングされたカッターの主な目的は、高硬度と耐摩耗性です。 その主な利点は、高硬度と優れた耐摩耗性です。 代表的な例は、TiCコーティングとTiNコーティングです。 「ソフト」コーティングされたカッターの目的は、低摩擦係数で、自己潤滑カッターとも呼ばれます。 ワークピース材料との摩擦係数は非常に低く、約0.1であるため、付着を減らし、摩擦を減らし、切削力と切削温度を下げることができます。
最近、ナノコーティングカッターが開発されました。このタイプのコーティングカッターは、さまざまなコーティング材料（金属/金属、金属/セラミック、セラミック/セラミックなど）のさまざまな組み合わせを使用して、さまざまな機能と性能の要件を満たすことができます。ナノコーティングの合理的な設計により、ツール材料に優れた耐摩擦性と耐摩耗性、および自己潤滑性を持たせることができ、高速ドライカットに適しています。
の特性 Ｃオーテッド えと ま病気 Tオルズ
- 優れた機械的性質と切削性能：コーティングされた切削工具は、ベース材料とコーティング材料の優れた特性を兼ね備えています。ベース本体の優れた靭性と高強度を維持するだけでなく、コーティングの高硬度、高耐摩耗性、低耐摩耗性も備えています。摩擦係数。そのため、コーティングされたフライス工具の切削速度は、コーティングされていない工具の2倍以上になり、より高い送り速度が可能になります。コーティングされた工具の寿命も向上します。
- 高い汎用性: コーティングされたフライス工具は汎用性が広く、加工範囲が大幅に拡大します。コーティングされた工具 1 本で、コーティングされていない工具を複数本置き換えることができます。
- コーティングの厚さ：コーティングの厚さが厚くなると、工具寿命も長くなりますが、コーティングの厚さが飽和状態に達すると、工具寿命はそれほど大きく伸びなくなります。コーティングが厚すぎると、剥がれが生じやすくなり、コーティングが薄すぎると、耐摩耗性が悪くなります。
- 再研磨性: コーティングされたブレードは再研磨性が低く、コーティング装置が複雑で、プロセス要件が高く、コーティング時間が長くなります。
- コーティング材料: コーティング材料が異なる工具は、切削性能が異なります。たとえば、低速で切削する場合は TiC コーティングが有利ですが、高速で切削する場合は TiN の方が適しています。
の適用 Ｃオーテッド ま病気 Ｃ発する
コーティングされた切削工具は、CNC加工の分野で大きな可能性を秘めており、将来的にはCNC加工の分野で最も重要な工具品種となるでしょう。コーティング技術は、エンドミル、リーマ、ドリル、複合穴加工工具、ギアホブ、ギアシェーピングカッター、ギアシェービングカッター、成形ブローチ、さまざまな機械搭載型インデックス可能インサートに適用され、さまざまな鋼や鋳鉄、耐熱合金、非鉄金属の高速切削のニーズを満たしています。
超硬エンドミル工具材料
超硬エンドミル工具、特にインデックス可能な超硬工具は、CNC加工工具の主力製品です。1980年代以降、さまざまな種類の一体型およびインデックス可能な超硬工具またはブレードがさまざまな切削工具分野に拡大され、その中でインデックス可能な超硬工具は、単純な旋削工具や正面フライスカッターから、さまざまな精密、複雑、成形工具分野にまで拡大しました。
の種類 Ｃ強化された Ｃアービド ま病気 Ｃ言う Tオルズ
超硬合金は、主な化学組成によって、炭化タングステン系超硬合金と炭化チタン（TiC（N））系超硬合金に分けられます。
タングステンカーバイド系超硬合金には、タングステンコバルト型（YG）、タングステンコバルトチタン型（YT）、希土類炭化物添加型（YW）の3種類があり、それぞれ長所と短所があります。主な成分は、タングステンカーバイド（WC）、チタンカーバイド（TiC）、タンタルカーバイド（TaC）、ニオブカーバイド（NbC）などです。一般的に使用される金属結合相はCoです。
チタンカーバイド（窒化物）系超硬合金は、TiCを主成分とする超硬合金（他の炭化物や窒化物が添加されているものもある）であり、一般的に使用される金属結合相はMoとNiです。
ISO (国際標準化機構) は、切削用超硬合金を次の 3 つのカテゴリに分類しています。
- KタイプはKl0〜K40まで含めて我が国のYGタイプ（主成分はWC.Co）に相当します。
- P01～P50を含むPクラスは、我が国のYTクラス（主な成分はWC、TiC、Co）に相当します。
- M10～M40を含むMクラスは、我が国のYWクラス（主成分はWC-TiC-TaC(NbC)-Co）に相当します。
各グレードは 01 から 50 までの数字で表され、高硬度から最大靭性までの一連の合金を表します。
パフォーマンス Ｃの特徴 Ｃ強化された Ｃアービド ま病気 Ｃ言う Tオルズ
高硬度：超硬合金フライス工具は、粉末冶金法によって、高硬度、高融点の炭化物（ハード相と呼ばれる）と金属結合剤（結合相と呼ばれる）で作られています。その硬度は89-93HRAに達し、高速度鋼よりもはるかに高くなっています。5400Cでも硬度は82-87HRAに達し、これは常温の高速度鋼の硬度（83-86HRA）と同じです。超硬合金の硬度値は、炭化物の金属結合相の性質、量、粒径、含有量によって異なり、結合金属相含有量が増加すると一般的に低下します。結合相含有量が同じ場合、YT合金の硬度はYG合金よりも高く、TaC（NbC）を添加した合金は高温硬度が高くなります。
曲げ強度と靭性：一般的に使用される超硬合金の曲げ強度は900〜1500MPaの範囲です。金属結合相の含有量が多いほど、曲げ強度が高くなります。結合剤含有量が同じ場合、YG（WC-Co）合金の強度はYT（WC-TiC-Co）合金の強度よりも高く、TiC含有量の増加とともに強度が低下します。超硬合金は脆い材料であり、室温での衝撃靭性は高速度鋼の1/30〜1/8にすぎません。
一般的な超硬工具の用途
YG合金は主に鋳鉄、非鉄金属、非金属材料の加工に使用されます。細粒超硬合金（YG3X、YG6Xなど）は、コバルト含有量が同じ場合、中粒超硬合金よりも硬度と耐摩耗性が高く、一部の特殊な硬質鋳鉄、オーステナイト系ステンレス鋼、耐熱合金、チタン合金、硬質青銅、耐摩耗絶縁材料の加工に適しています。
YT 超硬合金の優れた利点は、高硬度、優れた耐熱性、YG よりも高温での硬度と圧縮強度が高く、耐酸化性に優れていることです。したがって、工具に高い耐熱性と耐摩耗性が求められる場合は、TiC 含有量が多いグレードを選択する必要があります。YT 合金は鋼などのプラスチック材料の加工に適していますが、チタン合金やシリコンアルミニウム合金の加工には適していません。
YW合金は、YG合金とYT合金の両方の特性を持ち、総合的な性能が良好で、鋼、鋳鉄、非鉄金属の加工に使用できます。このタイプの合金のコバルト含有量を適切に増やすと、強度が非常に高くなり、さまざまな加工困難な材料の粗加工や断続切削に使用できます。
高速鋼フライスカッター
高速度鋼（HSS）は、W、Mo、Cr、Vなどの多数の合金元素を含む高合金工具鋼です。高速度鋼工具は、強度、靭性、加工性の点で優れた総合性能を備えています。高速度鋼は、特に穴加工工具、フライスカッター、ねじ切り工具、ブローチ、歯車切削工具、その他の複雑な刃物形状の工具の製造において、依然として複雑な工具の主要な位置を占めています。高速度鋼工具を使用すると、刃先を簡単に研ぐことができます。
高速度鋼は用途の違いにより、汎用高速度鋼と高性能高速度鋼に分けられます。
ユニバーサル H高速 スティール Tオルズ
万能高速度鋼。一般的には、タングステン鋼とタングステンモリブデン鋼の2種類に分けられます。このタイプの高速度鋼には、0.7%〜0.9%のタングステン（C）が含まれています。鋼中のタングステン含有量の違いにより、12%または18% Wを含むタングステン鋼、6%または8% Wを含むタングステンモリブデン鋼、2%またはWを含まないモリブデン鋼に分けられます。万能高速度鋼は、一定の硬度（63〜66HRC）と耐摩耗性、高強度と靭性、優れた可塑性と加工技術を備えているため、さまざまな複雑なツールの製造に広く使用されています。
タングステン鋼：汎用高速度鋼タングステン鋼の代表的なグレードはW18Cr4V（略称W18）で、総合性能が良好です。6000℃の高温硬度は48.5HRCで、さまざまな複雑な工具の製造に使用できます。研削性が良く、脱炭感受性が低いという利点がありますが、炭化物含有量が高く、分布が不均一で、粒子が大きく、強度が低く、靭性が低いという欠点があります。
タングステンモリブデン鋼：タングステン鋼のタングステンの一部をモリブデンに置き換えた高速度鋼を指します。タングステンモリブデン鋼の代表的なグレードはW6Mo5Cr4V2（略称M2）です。M2の炭化物粒子は細かく均一で、強度、靭性、高温塑性はW18Cr4Vよりも優れています。別のタングステンモリブデン鋼はW9Mo3Cr4V（略称W9）で、M2鋼よりも熱安定性がわずかに高く、W6M05Cr4V2よりも曲げ強度と靭性が優れており、機械加工性も良好です。
ハイパフォーマンス H高速 スティール Tオルズ
高性能高速度鋼とは、一般的な高速度鋼の成分に炭素含有量、バナジウム含有量、Co、Alなどの合金元素を添加し、耐熱性、耐摩耗性を向上させた新しいタイプの鋼を指します。主に以下の種類があります。
- 高炭素高速度鋼。高炭素高速度鋼（95W18Cr4Vなど）は、常温および高温で高い硬度を持ち、普通鋼や鋳鉄の加工、耐摩耗性要件の高いドリル、リーマ、タップ、フライス加工用工具の製造や、より硬い材料の加工に適しています。大きな衝撃には適していません。
- 高バナジウム高速度鋼。代表的なグレードであるW12Cr4V4Mo（略称EV4）は、V含有量が3%～5%に増加しており、耐摩耗性に優れ、繊維、硬質ゴム、プラスチックなど工具の摩耗が極めて激しい材料の切削に適しています。また、ステンレス鋼、高強度鋼、高温合金などの材料の加工にも使用できます。
- コバルト高速度鋼。コバルトを含む超硬質高速度鋼で、代表的なグレードはW2Mo9Cr4VCo8（略称M42）です。硬度は69～70HRCと高く、高強度耐熱鋼、高温合金、チタン合金などの難加工材の加工に適しています。M42は研削性が良く、精密で複雑な工具の製作に適していますが、衝撃切削条件での作業には適していません。
- アルミ高速度鋼。アルミニウム含有超硬質高速度鋼で、代表的なグレードはW6Mo5Cr4V2Al（略称501）です。6000℃の高温硬度も54HRCに達し、切削性能はM42に相当します。フライス、ドリル、リーマ、ギアカッター、ブローチなどの製造に適しており、合金鋼、ステンレス鋼、高張力鋼、高温合金の加工に使用されます。
- 窒素超硬質ハイス鋼。代表的なグレードであるW12M03Cr4V3N（V3N）は、M42相当の硬さ、強度、靭性を持つ窒素含有超硬質ハイス鋼です。難加工材の低速切削や低速高精度加工において、コバルト含有ハイス鋼の代替として使用できます。
製錬 H高速 スティールと ポオーダー ま錬金術 H高速 スティール
製造プロセスの違いにより、高速度鋼は製錬高速度鋼と粉末冶金高速度鋼に分けられます。
製錬ハイス鋼：通常のハイス鋼と高性能ハイス鋼はどちらも製錬によって製造され、製錬、インゴット鋳造とメッキ、圧延などのプロセスを経て切削工具に作られます。製錬ハイス鋼が抱える深刻な問題は、炭化物の偏析です。硬くて脆い炭化物がハイス鋼に不均一に分布し、粒子が粗く（最大数十ミクロン）、ハイス鋼切削工具の耐摩耗性、靭性、切削性能を損ないます。
粉末冶金高速度鋼（PM HSS）：粉末冶金高速度鋼（PM HSS）は、高周波誘導炉で溶解された鋼液体であり、高圧アルゴンまたは純窒素で噴霧され、その後急速に冷却されて微細で均一な結晶構造（高速度鋼粉末）が得られ、その後、得られた粉末を高温高圧下でナイフブランクにプレスするか、最初に鋼ビレットにしてから鍛造および圧延して工具形状にします。溶解法で製造された高速度鋼と比較して、PM HSSには、炭化物粒子が小さく均一で、製錬高速度鋼よりもはるかに高い強度、靭性、耐摩耗性などの利点があります。PM HSSツールはさらに発展し、複雑なCNCツールの分野で重要な位置を占めるでしょう。 F15、FR71、GF1、GF2、GF3、PT1、PVNなどの代表的なグレードは、大型、重荷重、高衝撃の工具の製造に使用でき、精密工具の製造にも使用できます。
CNC切削工具材料の選択原則
CNC加工用の切削工具材料は、ワークピースと加工特性に応じて選択する必要があります。工具材料の選択は、加工対象と合理的に一致する必要があります。切削工具材料と加工対象のマッチングは、主に両者の機械的特性、物理的特性、化学的特性のマッチングを指し、最長の工具寿命と最大の切削生産性を実現します。
切削工具材料と加工対象物の機械的特性のマッチング
切削工具と加工対象物の機械的特性のマッチングの問題は、主に工具とワークピース材料の強度、靭性、硬度などの機械的特性パラメータのマッチングを指します。異なる機械的特性を持つ工具材料は、異なるワークピース材料の加工に適しています。
- 切削工具材料の硬度の順序は、ダイヤモンド工具＞立方晶窒化ホウ素工具＞セラミック工具＞超硬合金＞高速度鋼です。
- 切削工具材料の曲げ強度の順序は、高速度鋼>超硬合金>セラミック工具>ダイヤモンドおよび立方晶窒化ホウ素工具です。
- 切削工具材料の靭性の順序は、高速度鋼>超硬合金>立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンド、セラミック工具です。
高硬度のワークピース材料は、より硬度の高い工具で加工する必要があります。フライス工具材料の硬度は、ワークピース材料の硬度よりも高くする必要があり、一般的には 60HRC 以上が必要です。エンドミル工具材料の硬度が高いほど、耐摩耗性が向上します。たとえば、超硬合金のコバルト含有量が増えると、強度と靭性が向上し、硬度が低下するため、粗加工に適しています。コバルト含有量が減ると、硬度と耐摩耗性が向上し、微細加工に適しています。
高温機械的特性に優れた工具は、特に高速切削に適しています。セラミック工具は高温性能に優れているため、高速切削が可能で、超硬合金に比べて許容切削速度が2～10倍向上します。
切削工具材料と加工対象物の物理的特性のマッチング
熱伝導率が高く融点が低い高速度鋼工具、融点が高く熱膨張率が低いセラミック工具、熱伝導率が高く熱膨張率が低いダイヤモンド工具など、異なる物理的特性を持つ工具は、さまざまなワークピース材料の加工に適しています。熱伝導率の悪いワークピースを加工する場合は、切削熱が素早く伝達され、切削温度を下げることができるように、熱伝導率の良い工具材料を使用する必要があります。ダイヤモンドは熱伝導率と熱拡散率が高いため、切削熱が放散しやすく、大きな熱変形を引き起こさないため、寸法精度が求められる精密加工工具にとって特に重要です。
- 各種エンドミル工具材質の耐熱温度：ダイヤモンド工具の場合700～8000℃、PCBN工具の場合13000～15000℃、セラミック工具の場合1100～12000℃、TiC(N)系超硬合金の場合900～11000℃、WC系超微粒子超硬合金の場合800～9000℃、HSSの場合600～7000℃。
- 各種エンドミル工具材料の熱伝導率の順序：PCD>PCBN>WC ベース超硬合金>TiC(N) ベース超硬合金>HSS>Si3N4 ベースセラミック>A1203 ベースセラミック。
- 各種エンドミル工具材料の熱膨張係数の順序は、HSS> WC基超硬合金> TiC(N)> A1203基セラミック> PCBN> Si3N4基セラミック> PCDです。
- 各種エンドミル工具材料の耐熱衝撃性の順序は、HSS>WC ベース超硬合金>Si3N4 ベースセラミック>PCBN>PCD>TiC(N) ベース超硬合金>A1203 ベースセラミックです。
切削工具材料と加工対象物の化学的性質のマッチング
切削工具材料と加工対象物との化学的性質のマッチング問題は、主に工具材料とワークピース材料間の化学的親和性、化学反応、拡散、溶解などの化学的性質パラメータを指します。異なる工具は異なるワークピース材料の加工に適しています。
- 各種切削工具材料（鋼材の場合）の耐凝着温度は、PCBN>セラミックス>超硬合金>HSSの順となります。
- 各種切削工具材料の抗酸化温度は、セラミックス＞PCBN＞超硬合金＞ダイヤモンド＞HSSの順です。
- 各種切削工具材料の拡散強度（鋼用）はダイヤモンド＞Si3N4系セラミックス＞PCBN＞A1203系セラミックス。拡散強度（チタン用）はA1203系セラミックス＞PCBN＞SiC＞Si3N4＞ダイヤモンド。
