July 21, 2025
製造業界は 材料の精密な形状に 大きく依存しており 鉄鋼は 数え切れない形状で 機械化可能な金属の 王であり続けています航空宇宙 の 複雑 な 部品 から 重い 機械 の 頑丈 な 部品 まで効率的に 切る,掘り,磨く 能力 は 基本 的 です.しかし,ある 鉄鋼 が 機械 加工 に 優れている と いう こと が,他 の 鉄鋼 が 頑固 に 難しい と いう こと を 証明 する の は なぜ です か.機械化可能性を決定する性質を理解し,最も一般的な機械化鋼を特定することは,最適な生産を求めるエンジニアや製造者にとって極めて重要です.
繊維の加工能力は 柔らかさだけでなく 繊維の加工能力は 繊維の加工能力だけでなく硬さ,強度,熱伝導性,アブラシビリティそしてマイクロ構造制御された組成の鋼は,鉛,硫黄,ビスムートなどの添加物を含めることが多い. 清潔にチップを砕く,道具の磨きを減らす,より高い切断速度を可能にするために設計されています.高炭素含有量は,一般的に硬さと強度を増やすが,磨砂カービッドを作成することによって加工性を低下させることができる.クロム,ニッケル,モリブデンなどの合金元素は特定の特性を向上させますが,機械加工をより挑戦的にすることもできます.
以下は,有利な特性と加工可能性により,産業全体で広く使用されている,最も一般的な加工鋼10種です.
多くの場合 金の基準と考えられています自由加工鋼鉛と硫黄で濃縮された低炭素鋼である.鉛は固体潤滑剤として作用し,道具と作業部品間の摩擦を軽減します.硫黄はマンガン硫化物を形成し 脆いチップを形成しますこの組み合わせは,優れたチップ制御,優れた表面仕上げ,および非常に高い加工速度を可能にする,著しく延長されたツール寿命をもたらします.高強度が主な懸念事項ではない場合配列,コネクタ,一般的なスクリュー機械部品など
12L14と同じですが 鉛が加わっていません1215非常に人気があります鉛のない加工鋼高硫黄含有量は依然として優れた加工性を保証し,鉛が限られたまたは望ましくないアプリケーションで好ましい選択となっています.12L14 に匹敵するチップ制御と表面仕上げを提供しますこの鋼は,様々なスクリューマシン製品,軸,および小部品の強力な競争相手です.
1018最も広く利用可能で多用性のある低炭素鋼自由加工品ではないが,比較的低い炭素含有量 (約0.15~0.20%) は,かなり柔らかく,簡単に形作れるので,表面の仕上げが良好で適正な加工が可能である.強いバランスを必要とする 一般的な用途に使用されます柔軟性,溶接性など,軸,ピン,構造部品,非重要な機械部品など.一般的な利用可能性とコスト効率性により,それは選択の選択肢となっています.
炭素含有量が増加し1045これは中型炭素鋼(約0.43〜0.50%炭素) は,1018. に比べてより高い強度と硬さで知られています.これらの特性をさらに強化するために熱処理することができます.低炭素鋼よりも機械的に硬くなります耐磨能力の高い軸,ギア,ボルト,およびより高い耐磨力と適度な強さを要求する部品に一般的に使用されます.
4140これはクロム・モリブデン合金鋼熱処理 (消し,冷却) 後に特に優れた強度,強度,疲労耐性で有名です.安定した合金要素は,強度と加工性の良い妥協を提供しますシンプルな炭素鋼よりもより頑丈なツールとより低い切断パラメータを必要とするが,ギア,シャフト,接続棒,高強度固定装置熱処理におけるその汎用性により,高度に適応可能になります.
耐腐食性が重要な場合303 ステンレス鋼鉄鋼の最も加工可能である. それは,最も軽量な鉄鋼です.304の自由加工型硫黄を加えることで,チップの破裂を大幅に改善し摩擦を軽減します.これは,ナッツなどの腐食性のある環境で広範な加工を必要とする部品に理想的です.ボルト耐腐食性が304や316と比較してわずかに低下した場合は,機械加工が容易である場合.
鉄鋼 304最も広く使用されています.オーステニチスステンレス鋼耐腐蝕性,柔らかさ,溶接性などで高く評価されている.303のようなフリーマシーン化ではないが,適切なツールと技術によって加工可能性は依然として受け入れられると考えられる.作業が急速に硬化する傾向があります切断速度が低く,切片が粘着するのを防ぐために鋭いツールが必要です. 304は食品加工機器,化学加工,建築,腐食耐性が高い工業用品.
特に塩化物や強い酸に対して316とその低炭素型 316L304と同じく,モリブデンは,この耐性を高めます.これらのグレードは,また,作業硬化傾向があり,一般的に炭素鋼よりも機械に挑戦しています耐腐食性が高い海洋環境や化学加工工場や医療インプラントでは不可欠です.
道具鋼の領域に 移行するA2これは空気硬化冷作業工具鋼耐磨性,強度,熱処理中の寸法安定性により知られています.高合金含有量により,通常の炭素または合金鋼よりも加工が困難です.特殊なツールと速度が遅くなるA2 は,主に硬さと強さのバランスが要求される模具,パンチ,模具,および他のツールの部品に使用されます.
D2 工具鋼これは高炭素高クロム高冷作業工具鋼その非常に高い合金含有量は,しばしばカービッドツールを必要とし,非常に遅い切断パラメータを必要とする,機械的に悪名高い困難を意味します.,D2 は,極度の耐磨性を要求するアプリケーションで使用されます.例えば,ブランキングマース,形状マース,切削ツールなどです.優れた性能が機械加工の困難を正当化している場合.
鉄鋼の選択は,加工戦略に大きな影響を与えます.自由加工鋼高速や給餌は一般的には可能である.炭酸鋼高炭素型には より頑丈なツールが必要です合金鋼高い強度のため,熱を散らかして安定したセットアップを要求します.ステンレス鋼硬化傾向があり,しばしば正のレイクアングル,鋭いツール,効果的なチップ避難が必要です.工具鋼通常の機械加工の限界を押し広げ 高性能なカービッド挿入や陶器工具や 特殊なコーティングを必要とします
伝統的な機械加工を最適化するだけでなく,製造業者はますます代替ソリューションに目を向けています.
先進的な加工技術:極めて硬いまたは複雑な幾何学では,電気放電機械 (EDM),レーザー加工そして水噴射切削伝統的な切断が不可能な場合や不可能である場合のソリューションを提供します.EDMは複雑な形や硬い金属で優れています.レーザーとウォータージェットが 高精度で最小限の材料歪みを.
ツールイノベーション:継続的な開発切削工具の材料(先端カービッド,セラミック,CBN,PCDなど)コーティング(例えば,TiN,TiAlN,AlCrN) は,道具の寿命を大幅に延長し,困難な材料であっても,より高い切断パラメータを可能にします.
高性能冷却剤と潤滑剤:最適化された切削液は摩擦を軽減し,熱を散布し,チップを洗い流す上で重要な役割を果たし,特に機械に耐える合金では,加工可能性と表面仕上げを向上させます.
アディティブ製造 (3D印刷):3Dプリンティングは直接加工プロセスではありませんが,複雑な部品,特に特殊合金材の製造に代替手段を提供します.伝統的な加工の必要性を完全に排除したり,後処理を大幅に削減したりできる材料の廃棄物とリードタイムを最小限に抑える
網形に近い製造:プロセスとして鍛造,鋳造,粉末金属加工機械加工で取り除く必要がある材料の量を大幅に削減し,特に高価なまたは機械加工が難しい合金のために,最終的な寸法に非常に近い部品を生産することができます..
物質科学の進歩:金属学の継続的な研究は,より効率的な加工を可能にする,より優れた固有の加工可能性または特性を持つ新しい合金の開発につながっています.時には新しい微小構造や添加元素によって.
結論として 機械加工用の正しい鋼材を選択することは 性能要求,コスト,製造能力によって 決定的に重要です産業の労働馬を代表しています現代的な加工戦略や代替ソリューションを採用することで,効率性と精度を実現できます.
