幅広い産業において、スリッターブレードの横方向破断強度は重要な性能指標です。しかし、横方向破断強度とは一体何でしょうか？それはどのような材料特性を表しているのでしょうか？そして、どのように測定されるのでしょうか？タングステンカーバイドブレード?
I. タングステンカーバイドブレードの「横方向破断強度」と性能パラメータとは何ですか?
1.横方向破断強度
曲げ強度または横方向破壊強度としても知られる横方向破断強度は、材料の軸に垂直な曲げ力を受けたときに、材料が破損や破損に抵抗する最大の能力を指します。
次のように心に留めておくことができます。
テスト方法:
超硬合金ブレードサンプルを橋梁のように2点で支持し、中央から下向きの荷重をかけて破壊するまで試験します。破壊時の最大荷重を記録し、標準的な計算式を用いて抗折強度値に変換します。
物理的な意味:
TRS は、表面に引張応力が作用し、中心部に圧縮応力が作用する複雑な応力条件下での材料の靭性と耐荷重限界を表します。
II. どのような製品特性を表していますか?
主に、横方向の破断強度はタングステンカーバイドブレードの強靭性と信頼性を反映しており、具体的には次のようになります。
1. 破損および刃欠けに対する耐性：
切断作業中、スリット刃特に刃先は、衝撃荷重、振動、周期的な応力（断続的な切削、スケールや鋳肌のあるワークの加工など）にさらされます。高い横方向破断強度は、刃の突然の破損、角欠け、刃先破損の発生リスクを低減します。
2. 全体的な信頼性と運用上の安全性：
過酷な条件下で刃が壊滅的な破損を起こさずに安定して作動できるかどうかを判断するには、TRS（横方向破壊強度）が重要な要素となります。フライスカッターやプレーニング工具など、荒加工、断続切削、あるいは高衝撃用途で使用される工具では、特にTRSが重要です。
3. 硬度と耐摩耗性のバランス：
私たちが話すとき超硬合金ブレード硬度/耐摩耗性および抗折強度/靭性は、通常、相互に制約する特性です。
非常に高い硬度（WC 含有量が高く、粒径が細かい）を追求すると、横方向の破断強度がある程度犠牲になることがよくあります。
逆に、TRS を向上させるためにコバルトやその他の金属バインダーの含有量を増やすと、通常、硬度がわずかに低下します。
つまり、
高硬度・高耐摩耗性→ 耐摩耗寿命が長く、仕上げ作業に適しています。
高い横方向破断強度/高い靭性→ より堅牢で損傷に強く、荒加工や厳しい作業条件に適しています。
III. タングステンカーバイドブレードではどのように決定されるのでしょうか?
横方向の破断強度は単一の要因によって決まるのではなく、超硬合金ブレードの組成、微細構造、製造プロセスの複合的な影響によって決まります。
a. バインダー相（コバルト、Co）含有量と分布
1. バインダーフェーズの内容:
これが最も影響力のある要因です。コバルト含有量が多いほど靭性が向上し、一般的に抗折強度も高まります。
コバルト相は、炭化タングステン粒子を効果的に包み込み、亀裂伝播中にエネルギーを吸収および分散させる金属バインダーとして機能します。
2. 配布：
コバルト相の均一な分布は非常に重要です。コバルトの偏析、つまり「コバルトプール」の形成は、全体的な強度を低下させる弱点となります。
b. 炭化タングステン（WC）の粒径
一般的に、同じコバルト含有量であれば、WCの粒径を細かくすると、強度と硬度が同時に向上します。微粒子超硬合金ブレード（サブミクロンまたはナノスケール）は、高い硬度を維持しながら、優れた抗折強度を実現します。
粗粒超硬合金ブレードは、通常、靭性、耐熱衝撃性、耐疲労性に優れていますが、硬度と耐摩耗性は低くなります。
c. 合金組成と添加剤
基本的な WC-Co システムに加えて、炭化タンタル (TaC)、炭化ニオブ (NbC)、炭化チタン (TiC) などの硬質相を追加すると、高温性能と赤色硬度が向上しますが、通常は横方向の破断強度が低下します。
クロム（Cr）やバナジウム（V）などの元素を少量添加すると、結晶粒径が微細化され、コバルト相が強化されるため、ある程度抗折強度を向上させることができます。
d. 製造プロセス
混合およびボールミル処理：
原料粉末の混合の均一性が、最終的な微細構造の均一性を直接決定します。
焼結プロセス：
焼結温度、時間、雰囲気の制御は、粒成長、コバルト分布、そして最終的な気孔率に決定的な影響を与えます。完全な密度と欠陥のない焼結体のみが最大の抗折強度を達成できます。気孔、亀裂、介在物は応力集中部位として作用し、実際の強度を著しく低下させます。
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投稿日時: 2025年12月18日
