よくある質問
- FAQ -
その他
- ハイスと超硬合金は、どのような被削材や加工条件、精度の要求レベルに応じて使い分けるのが正解ですか。
加工精度と硬度を優先する場合は超硬合金、粘り強さと耐欠損性を優先する場合はハイスを選定します 。
超硬合金はハイスの数倍の硬度を持ち、耐熱性にも優れています 。工具の歪みやしなりが出にくいため、高精度で美しい仕上げ面が求められる加工に最適です 。ただし、靭性が低いため衝撃に弱く、チッピングや欠けが発生しやすい側面があります 。
対してハイスは、超硬合金よりも硬度では劣りますが、優れた靭性を備えています 。断続切削や、機械の剛性が低く振動が出やすい不安定な加工環境でも、刃が折れにくく粘り強く削ることが可能です 。
当社では被削材の材質や加工形状をヒアリングし、最適な材質を提案いたします 。超硬ではすぐに欠けてしまうといった課題も、適切なハイス材への変更で解決できる場合があります。
- 超硬バーのシングルカットとダブルカットでは、機能や使い勝手にどのような違いがありますか？
超硬バーのシングルカットとダブルカットは、刃の並び方によって切削特性が大きく異なります。
シングルカットは、右螺旋状の刃が一本道のように連続して並んでいる形状です。 刃がワークに深く食い込みやすいため、削り取る量が多い荒加工や能率を優先したい場面に適しています。 切削抵抗が一定方向に働くため、熟練した技術があれば力強い加工が可能です。
一方で、ダブルカットはシングルカットの刃に交差するような切れ刃を追加した形状です。 切れ刃が細かく分断されているため、切削時に発生する切粉が非常に小さくなるのが特徴です 。 切粉が細かく排出されることで、工具の跳ね返りや振動が抑えられ、操作性が格段に向上します。 手元が安定しやすいため、初心者の方や繊細なバリ取り、滑らかな仕上げ面を求める場合にはダブルカットを推奨いたします 。
東鋼では、工具の刃数や芯厚が剛性と排出性に与える影響を熟知しており、お客様の作業環境に最適な刃型を提案しています 。
- ハイス鋼の硬度特性はどの程度ですか、超硬合金との決定的な違いについても教えてください。
ハイス鋼は高速度工具鋼とも呼ばれ、鉄鋼材料の中ではトップクラスの高硬度と高靭性を兼ね備えた材質です 。具体的な硬度の目安はロックウェル硬さでHRc60から68前後に達します 。
超硬合金と比較した場合、硬度そのものは超硬合金の方が数倍高く、HRA90から94前後の数値を誇ります 。しかし、ハイス鋼には超硬合金にはない粘り強さがあるため、チッピングや折損に強いという決定的な利点があります 。
衝撃が加わりやすい加工や、細径で折れやすい工具においては、ハイス鋼の方が適しているケースが多くあります 。
株式会社東鋼では、ハイスと超硬の特性を熟知した技術者が、お客様の被削材に合わせて最適な材質を選択して提案します 。材質選びで迷われた際は、豊富な材料知識を持つ当社の密着型コンサルティングをぜひご活用ください 。
- ハイス鋼の硬度を最大限に高めるための熱処理技術と、二次硬化という現象について詳しく解説してください。
ハイス鋼の性能を十分に引き出すためには、熱処理工程における精密な温度管理が極めて重要です 。
硬度を最大限まで向上させたい場合、まず焼入れ温度を1200度から1300度に設定して炭化物を組織内に十分に固溶させます 。その後、560度前後の高温で焼戻しを施すことで、二次硬化と呼ばれる現象を活用して高硬度を実現します 。
二次硬化とは、焼入れ後に行う高温の焼戻し工程によって組織が再び硬化する特殊な現象を指します 。ただし、焼入れ温度を高くしすぎると靭性が低下するため、複雑な形状の工具では若干低めの温度を選定するなどの調整が必要です 。
株式会社東鋼では、ハイスの熱処理に最適な塩浴炉を自社で保有しており、職人が最適な条件で硬度をコントロールしています 。設計から熱処理、製造までを一貫して行う体制があるからこそ、バラつきの少ない高品質な工具を提供することが可能です 。
- 食品加工用工具は製作できますか？
製作可能です。
「特殊精密切削工具.com」では、食品加工用のドリル・エンドミルの製作実績が多数あり、例えば野菜のヘタ取り用ドリルや冷凍肉加工用エンドミルを製作したことがあります。
前者は、先端形状がローソク型になっており、切削面を必要以上にキズ付けず綺麗にヘタの部分をくりぬくことができます。後者は、冷凍肉の不要な箇所を削るのに用いられ、刃径をΦ25mmに設定することにより、刃に剛性を持たせて一度に多量の切削をできるようにしました。両者はいずれもステンレス材を採用しました。
一般に、食品加工用工具の材質には、ステンレス材が採用されます。というのも、生物学的安全性の観点から、耐食性に優れた材料を使用することが望ましいためです。
また、「特殊精密切削工具.com」では、骨を穿孔するためのドリル・エンドミルといった医療術具の開発・製作に2006年から取り組んでおり、生体適合性（使用して生体に有害な影響を及ぼさない性質か）が認められているステレンス材の加工実績がございます。
「特殊精密切削工具.com」では、工業用だけでなく、食品加工用工具に関するご相談も受け付けております。食品加工用の工具でお困りの際は是非当社にご相談ください。- ステンレス製の切削工具は製作できますか？
はい、製作可能です。
「特殊精密切削工具.com」には医療や食品向けのステンレス製切削工具の製作実績が多数あり、例えば医療用オメガドリル・医療用テーパーリーマ・医療用タップ・医療用段付きドリルのほか、食品加工用ドリル・エンドミルなどを製作したことがございます。
一般に、ステンレス材の研削加工技術を確立するのは極めて難しく、切削工具業界でもこの分野に参入しているところはほとんどありません。
「特殊精密切削工具.com」は、医療分野への参入を決めた2006年以降、それまで培った工具開発・製作の技術・技能を駆使してステンレスの研削加工に挑戦しました。挑戦当初は、当社内で技術確立されていたハイス・超硬と同じような研削加工は通用しませんでした。砥石のスペック改善や加工条件の見直しなどを重ねた結果、ステンレス製の医療用術具・食品加工用工具の製作が可能になりました。
また、当社は特殊精密切削工具を専門とし、単品・小ロットの注文からでも対応しており、ステンレス製切削工具の製作に関して何かお困りの際は、お気軽に当社までお問い合わせください。
- 食品加工用切削工具の材質にステンレスを使用しても問題ないのでしょうか？
問題ございません。
食品衛生法第18条に基づき、｢食品、添加物等の規格基準(昭和34年厚生省告示第370号)｣により、規格が定められています。この規格内の「A 器具若しくは容器包装又はこれらの原材料一般の規格」では、原材料について記載されております。容器・器具の原材料は、鉛・アンチモンの含有量が基準値以下であれば問題ございません。
ステンレスはJIS規格にて構成成分が定められている合金であり、鉛・アンチモンを含有しません。そのため、鉛・アンチモンの溶出が無いので、食品加工用として使用可能です。
「特殊精密切削工具.com」では、工業用だけでなく、食品加工用の切削工具も受け付けております。
食品加工用の切削工具でお困りの際は、是非当社にご相談ください。- どのようなステンレス材の切削工具の実績がありますか？
「特殊精密切削工具.com」のステンレス製切削工具は、医療向けが大半を占めています。
特に、医療用術具においては
- マルテンサイト系ステンレス鋼のSUS420J2
- 析出硬化系ステンレス鋼のSUS630
の実績が多いです。医療用術具は人体に使用されるため、特に耐食性が要求されます。また、人体の部位によっては硬度も必要になります。硬度を必要とする場合はSUS420J2、低い硬度(HRC43程度)でも良い場合はSUS630を使用しています。
ステンレス鋼は炭素量が少量である程、耐食性が向上します。更に、クロム量が18%前後だと耐食性向上に最も良い量であり、16%以下になると劣化が始まり10%以下になると急速に劣化します。また、表面保護被膜を作って耐酸化性、耐食性を向上させます。SUS420J2、SUS630の成分と硬度(HRC)を表したものを下記の表に示しています。
系統 材質 化学成分（％） 硬度(HRC) C Si Mn P S Cu Ni Cr Nb マルテンサイト系 SUS420J2 0.26～0.40 1.00以下 1.00以下 0.04以下 0.03以下 – – 12.00～14.00 – 50～54 析出硬化系 SUS630 0.07以下 1.00以下 1.00以下 0.04以下 0.03以下 3.00～5.00 3.00～5.00 15.00～17.00 0.15～0.45 40～44 上表の通り、SUS420J2はSUS630に比べ、炭素量が多く、クロム量が16%以下のため、錆びやすいです。また、SUS420J2はSUS630よりも硬度(HRC)が高いため、硬度を必要とする場合に使用されますが、錆びやすいため、不動態化処理を行って錆びにくい状態にしています。それに比べ、SUS630はSUS420J2よりも炭素量が少なく、クロム量が18%付近であるため、錆びにくいです。更に、SUS630はニッケルを含んでおり、クロムと併存した場合、耐食性は更に向上します。
ステンレス材の切削工具に関して何かお困りの際は、一度、当社までお問い合わせください。
- ステンレスは難削材と言われていますが、切削工具としての品質を担保することはできますか？
ステンレス製切削工具を製作する上での難しさもあります。硬くて研削しづらい上に加工時の熱が逃げないため、工具が早く傷んでしまいます。ステンレスは超硬・ハイスと比較して軟らかく、粘っこい材質です。そのため、軟らかいと加工時にたわみが発生しやすく、粘っこいと砥粒が失われ、摩耗が激しくなります。加工時に発生するバリが超硬・ハイスよりも大きいため、形状が安定し難いです。また、超硬・ハイスと同様の研削をすると、砥石の目詰まりが発生します。
切削工具業界において、切削工具にステンレスを使用している企業は少ないです。当社では上記理由により、ステンレスの研削加工技術を確立するのは困難でした。そこで、長年培った技術・技能を駆使して、ステンレスの研削加工に挑戦しました。挑戦当初、社内で技術確立されていた超硬・ハイスと同様の研削加工は通用しませんでした。砥石の仕様改善や加工条件の見直しなどを重ねたことで、ステンレスの研削加工技術を確立させました。
ステンレス製切削工具に関して何かお困りの際は、一度、当社までお問い合わせください。
- ステンレスは、なぜ難削材と言われているのですか？
ステンレスは、強度が高く熱伝導性が低いためです。硬くて研削しづらい上に加工時の熱が逃げないため、工具が早く傷んでしまいます。ステンレスは超硬・ハイスと比較して軟らかく、粘っこい材質です。そのため、軟らかいと加工時にたわみが発生しやすく、粘っこいと砥粒が失われ、摩耗が激しくなります。
- ステンレス製切削工具を使用するうえでのデメリットはなんですか？
ステンレス製切削工具を使用するうえでのデメリットは、超硬・ハイスと比較した際、ステンレス製切削工具は硬度が低いため、金属材料の加工には向いていないことです。
材料の硬度に対して切削工具の硬度が低いと、加工時に工具が曲がる・刃先が潰れるなどの現象が発生してしまいます。
切削工具業界において、切削工具にステンレスを使用している企業は少ないです。当社では上記理由により、ステンレスの研削加工技術を確立するのは困難でした。そこで、長年培った技術・技能を駆使して、ステンレスの研削加工に挑戦しました。挑戦当初、社内で技術確立されていた超硬・ハイスと同様の研削加工は通用しませんでした。砥石の仕様改善や加工条件の見直しなどを重ねたことで、ステンレスの研削加工技術を確立させました。
ステンレス製切削工具に関して何かお困りの際は、一度、当社までお問い合わせください。
- 超硬合金とは、どのような成分で構成されている材質ですか。
超硬合金は、炭化タングステンとコバルトの粉末を主成分とする鉄鋼材料です 。製造工程では、これらの金属粉末を混合し、1400度程度の高温かつ10から100メガパスカルの高圧力で焼き固めて作られます 。この製造方法により、ダイヤモンドに次ぐ非常に高い硬度を実現しています。超硬合金は硬さと粘り強さの両方を備えているため、金属切削に使用されるチップ材種の約80パーセントを占めています 。切削点での高温や高圧にも耐えられる性質を持っており、厳しい環境下でも硬さが低下しにくい点が大きな特徴です 。
- 超硬チップの材種を判別するための規格や色の分類はありますか。
超硬合金のチップは、被削材に適した材種を目安として識別できるよう、アルファベット1文字と色で規格化されています 。
鉄鋼の加工に適した材種はPという記号で表され、青色で表示されます 。ステンレス鋼を対象とする材種はMの記号で黄色、鋳鉄はKの記号で赤色となっています 。非鉄金属であるアルミニウム合金はNの記号で緑色、チタン合金などの難削材はSの記号で茶色と決められています 。また、非常に硬い焼入れ鋼はHの記号で灰色に区分されます 。
このように色と記号を確認することで、削る材料に最適なチップ材種を容易に選択することが可能です。当社ではこれら各種材種のチップに加え、特定のワーク形状に合わせた特殊形状チップの製作も承っております。
- 超硬工具に含まれるタングステンの含有量や、硬度に与える役割について教えてください
超硬合金の主成分である炭化タングステンは、切削に必要な極めて高い硬度を実現する役割を担っています 。
安定した切削を行うためには、チップが削る材料よりも3倍以上の硬さを持つことが必須条件となります 。炭化タングステンの粉末を主として配合することで、ハイス鋼の数倍におよぶ高い硬度を確保しています 。 この高い硬度により、工具の歪みやしなりが出にくくなり、美しい仕上げ面での高精度な加工が可能になります 。
一方でタングステン比率が高いほど靭性は低下し、チッピングしやすくなる傾向があるため注意が必要です 。
当社では被削材の特性を分析した上で、寿命向上と精度維持を両立できる最適な成分バランスの超硬工具をご提案させていただきます 。
- 超硬合金の製造工程において、コバルトなどの結合材にはどのような役割がありますか
超硬合金の製造工程では、炭化タングステンとコバルトの粉末を混合し、1400度程度の高温かつ高圧力で焼き固めます 。ここで結合材として機能するコバルトは、硬いタングステン粒子同士を繋ぎ合わせる重要な役割を果たします 。
タングステン単体では非常に脆いですが、コバルトを混ぜることで切削時の衝撃に耐えうる粘り強さと靭性が生まれます 。 溶解ハイスのように溶かして作る鋼材とは異なり、粉末を焼き固めるプロセスを経ることで、より緻密な組織となり優れた耐摩耗性を発揮します 。
当社は設計から熱処理、製造までを一貫して担う体制を整えており、最適な製造条件で高品質な工具を製作しています。
- 現場でハイスと超硬合金の工具を、見た目の色や重さ、比重などで簡単に見分ける方法はありますか。
ハイスと超硬合金は、外観の明るさと手に持った際の重さで判別できます 。
ハイスは金属光沢が明るい色味をしています 。一方で超硬合金は、ハイスと比較するとやや暗い色味をしている点が特徴です 。
最も確実な見分け方は、素材の密度を示す比重の違いを確認することです 。ハイスの比重は約8.2g/cm3であるのに対し、超硬合金の比重は約13.0から15.0g/cm3あります 。超硬合金はハイスの約2倍近い重さがあるため、同じサイズの工具であれば手に持った瞬間に明らかな重量差を感じられます 。
特殊精密切削工具.comでは、これら材質の特性を熟知した技術者が最適な材料選定を行っています 。
