熱強度合金における切削工具の応用

熱強度合金における切削工具の応用

航空宇宙処理も急速に変化しています。 たとえば、数年前にはほとんどの人が聞いたこともなかった Rene88 などのニッケルベースの超合金は、現在では航空エンジンの製造に使用される金属全体の 10 ～ 25% を占めています。 これには優れたパフォーマンスとビジネス上の理由があります。 たとえば、これらの熱強度合金はエンジンの寿命を延ばし、小型のエンジンを大型の航空機で動作させることができるため、燃焼効率が向上し、運用コストが削減されます。 これらの丈夫な素材は、ツールのコストにも現れます。 耐熱性により工具先端の温度が高くなり、工具寿命が短くなります。 同様に、これらの合金中の炭化物粒子は摩擦を大幅に増加させ、その結果工具寿命が短くなります。

このような条件の変化により、かつては多くのチタン合金やニッケル基合金を良好に加工できた超硬合金C-2材も、今日の加工に適用すると刃先の潰れや切り込み線が激しくなってしまいました。合金。 溝が磨耗しています。 しかし、最新の微粒子超硬合金は高温合金を効果的に加工できるため、工具寿命が向上し、さらに重要なことに、高温合金の適用における信頼性も向上します。

微粒子超硬合金は、従来の超硬材料よりも高い圧縮強度と硬度を備えていますが、靱性の点で若干のコストがかかります。 その結果、高温の合金加工における一般的な故障モードに耐える点で、従来の超硬合金よりも効果的です。

PVD (物理蒸着) コーティングは、高温合金の加工にも効果的であることが証明されています。 TiN (窒化チタン) PVD ​​コーティングは最初に使用され、現在でも最も普及しています。 最近では、TiAlN (窒化チタンアルミニウム) や TiCN (炭窒化チタン) コーティングもよく使用されます。 以前は、TiAlN コーティングの適用範囲は TiN よりも限られていました。 ただし、切断速度が向上する場合には、これらの用途では生産性が最大 40% 向上するため、良い選択肢となります。 一方、コーティングの表面状態によっては、TiAlN を低い切削速度で使用すると、構成刃先が発生し、その後のチッピングや溝摩耗が発生する可能性があります。

最近、超合金用途の材料が開発されており、これらのコーティングは複数の層で構成されています。 広範な実験室および現場でのテストにより、この組み合わせが他の単一コーティングと比較して幅広い用途で効果的であることが実証されました。 したがって、高温合金用途向けの PVD ​​複合コーティングは、新しい超硬合金材料の研究開発の継続的な焦点となる可能性があります。 MTCVD コーティングやコーティングされたセラミックスと合わせて、開発中の新しい、より加工が難しい加工材料をより効果的に加工するための主な衝撃力となることが期待されています。