超硬ナイフツールのご紹介！
超硬ナイフツール
超硬ナイフ工具、特にインデキサブル超硬ナイフ工具は、CNC加工工具の主流製品です。1980年代以降、ソリッド型およびインデキサブル超硬ナイフ工具、あるいはインサートの種類は、様々な切削工具分野に拡大してきました。インデキサブル超硬ナイフ工具は、単純な旋削工具や正面フライス加工から、様々な精密工具、複雑な工具、成形工具へと進化を遂げてきました。
A. 超硬ナイフツールの種類
主な化学組成による分類
超硬ナイフ工具は、炭化タングステンベースと炭窒化チタン（TiC（N））ベースの超硬に分けられます。
炭化タングステン系炭化物含む：
● YG（タングステンコバルト）：靭性は高いが硬度は低い。
● YT(タングステン・コバルト・チタン): 硬度と靭性のバランスが取れています。
● YW（希少炭化物含有）：TaC や NbC などの添加剤により特性が強化されています。
主な成分には炭化タングステン (WC)、炭化チタン (TiC)、炭化タンタル (TaC)、炭化ニオブ (NbC) があり、共通の金属バインダーとしてコバルト (Co) が使用されています。
炭窒化チタンベースの炭化物は、TiC を主成分として、多くの場合は他の炭化物や窒化物、および結合剤として Mo または Ni を使用します。
ISO分類
国際標準化機構 (ISO) は、切削用炭化物を次の 3 つのカテゴリに分類しています。
● K種（K10～K40）：鋳鉄および非鉄金属用で、YG（WC-Co）に相当します。
● P種（P01～P50）：鋼の場合、YT（WC-TiC-Co）に相当します。
● Mクラス（M10～M40）：YW（WC-TiC-TaC（NbC）-Co）と同等で、幅広い用途に使用できます。
グレードには 01 から 50 までの番号が付けられ、高硬度から最大靭性までの範囲を示します。
B. 超硬ナイフツールの性能特性
● 高硬度
超硬ナイフ工具は、高硬度・高融点の炭化物（硬質相）と金属結合剤（結合相）から粉末冶金法で製造されます。その硬度は89～93 HRAで、高速度鋼（HSS）よりもはるかに高い値を示します。540℃でも硬度は82～87 HRAにとどまり、室温のHSS（83～86 HRA）と同等です。硬度は炭化物の種類、量、粒径、結合剤含有量によって異なり、一般的に結合剤含有量が増えると硬度は低下します。同じ結合剤含有量の場合、YT合金はYG合金よりも硬く、TaC(NbC)を含む合金は高温硬度が高くなります。
●曲げ強度と靭性
一般的な炭化物の曲げ強度は900～1500MPaです。バインダー含有量が多いほど曲げ強度は向上します。同じバインダー含有量の場合、YG（WC-Co）合金はYT（WC-TiC-Co）合金よりも強度が高く、TiC含有量が増えると強度は低下します。炭化物は脆く、室温での衝撃靭性はHSSの1/30～1/8に過ぎません。
C. 一般的な超硬ナイフツールの用途
●YGクラス炭化物
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YG合金（YG3X、YG6Xなど）は、同じコバルト含有量の中粒合金よりも硬度と耐摩耗性が高く、特殊硬質鋳鉄、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、耐摩耗性絶縁材料の加工に適しています。
●YTクラス炭化物
YT合金は、高硬度、優れた耐熱性、そしてYG合金よりも優れた高温硬度と圧縮強度を有し、優れた耐酸化性も備えています。高耐熱・耐摩耗用途に最適で、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には適していません。耐熱性と耐摩耗性を向上させるには、TiC含有量の高いグレードが推奨されます。
● YW級炭化物
YW合金は、YG合金とYT合金の特性を兼ね備え、優れた総合性能を発揮します。鋼、鋳鉄、非鉄金属の加工に適しています。コバルト含有量の増加により、YW合金は高い強度を実現し、難削材の荒加工や断続切削に最適です。
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投稿日時: 2025年6月17日
