ステンレス鋼部品の機械加工における課題

ステンレス鋼部品加工における主な課題

ステンレス鋼は、その優れた耐食性、強度、美観により、さまざまな業界で広く使用されています。ただし、製造業者が対処しなければならない次のような重大な加工上の困難も伴います。

1. 高い加工硬化傾向

ステンレス鋼、特に 304 や 316 などのオーステナイト鋼は、切削中に激しい加工硬化を示します。工具が材料に接触すると、表面層が急速に硬化し、切削抵抗が増加し、工具の摩耗が加速します。多くの場合、工具やワークピースの損傷を避けるために、仕上げ前に複数の荒加工パスが必要になります。

2. 熱伝導率が悪い

ステンレス鋼は炭素鋼やアルミニウムに比べて熱伝導率が比較的低くなります。切削熱のほとんどは、ワークピースやチップを通して放散されるのではなく、工具とチップの境界面に集中します。この温度上昇により工具の劣化が促進され、工具寿命が短縮され、ワー​​クピースの熱変形が発生する可能性があります。

3. 強力なチップ付着力とビルトアップエッジ（BUE）-

ステンレス鋼は、工具すくい面に強く付着する長く連続した切りくずを生成する傾向があります。この蓄積されたエッジ現象により、有効な工具形状が変化し、表面仕上げが劣化し、予測不可能な寸法精度が生じる可能性があります。-切りくず生成を制御するには、特殊なチップブレーカと最適化された切削パラメータが不可欠です。

4. 高い切削抵抗と消費電力

材料の靭性と強度により、機械加工中の切削抵抗が高くなります。これには、より剛性の高い工作機械、堅牢な治具、およびより大きなスピンドル出力が必要です。機械の剛性が不十分な場合、びびり、振動跡、表面品質の低下が発生する可能性があります。

5. 工具の摩耗とコスト

高温、材料内の砥粒炭化物粒子、化学反応性の組み合わせにより、工具の急速な摩耗、特にすくい面のクレーター摩耗と逃げ面摩耗が発生します。{0}}通常、超硬またはコーティングされた工具 (TiAlN、TiCN) が必要であり、多くの場合、他の材料と比較して切削速度を下げる必要があり、サイクル タイムと工具コストが増加します。

6. 表面仕上げと寸法精度

材料には汚れや磨耗が起こりやすいため、良好な表面仕上げを実現するのは困難です。さらに、機械加工による残留応力は、特に薄肉または複雑な形状の場合に反りや歪みを引き起こす可能性があり、厳しい公差を維持することが困難になります。-

7. 材料のばらつき

ステンレス鋼のグレード（オーステナイト、マルテンサイト、フェライト、二相、析出硬化）が異なると、加工中の挙動が大きく異なります。{0}}たとえば、303 などの自由加工材種には、被削性を向上させるために硫黄が添加されていますが、超二相材種は切削が非常に困難です。各グレードに適切なパラメータとツールを選択することが重要です。

概要表

表格