被削性とは、旋削、フライス加工、穴あけ、研削などのさまざまな機械加工プロセスを使用して、材料を切断、成形、または機械加工できる容易さを指します。鋳鉄の曲げに関しては、これらのコンポーネントのカスタマイズに取り組んでいるメーカーにとっても、何らかの変更を加える必要があるエンドユーザーにとっても、その機械加工性を理解することが非常に重要です。鋳鉄ベンドのサプライヤーとして、このブログではその被削性の重要な側面を詳しく掘り下げていきたいと思います。
鋳鉄の曲げ部の組成とその被削性への影響
鋳鉄は、主に鉄、炭素、シリコンで構成される合金です。鋳鉄にはねずみ鋳鉄、白鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、可鍛鋳鉄などのさまざまな種類があり、それぞれに独自の特性と被削性特性があります。鋳鉄の曲げには、ねずみ鋳鉄が最も一般的に使用されます。
ねずみ鋳鉄では、黒鉛は薄片状で存在します。これらのグラファイトフレークは、加工中に自然なチップブレーカーとして機能します。切削工具が材料と接触すると、グラファイトフレークが小さな脆い切りくずの形成に役立ちます。その結果、他の金属と比較して、機械加工に必要な切削抵抗が低くなります。たとえば、旋盤で鋳鉄の曲げ加工を行う場合、ねずみ鋳鉄から生成される切りくずは簡単に砕けるため、切りくず絡みの可能性が減り、全体の加工効率が向上します。
一方、白鋳鉄はセメンタイトが存在するため硬度が高くなります。白鋳鉄の曲げ加工には、高い切削力と摩耗に耐えることができる強力な切削工具が必要となるため、非常に困難な場合があります。生成される切りくずは連続的なものが多く、取り扱いが困難です。
ダクタイル鋳鉄は球状の黒鉛を含み、ねずみ鋳鉄と比較して延性と靭性が優れています。加工は可能ですが、切削条件の調整が必要です。ダクタイル鋳鉄の曲げ部の被削性は、ねずみ鋳鉄と鋼の中間に位置します。球状黒鉛はある程度の潤滑を提供しますが、ダクタイル鋳鉄の強度が高いため、切削工具はより堅牢である必要があります。
鋳鉄曲げ部の機械加工プロセス
旋回
旋削加工は、鋳鉄の曲げ加工の一般的な加工プロセスです。旋削では、鋳鉄のベンドを旋盤で回転させ、回転するワークピースに切削工具を送り込んで材料を除去します。ねずみ鋳鉄の曲げには、高速度鋼 (HSS) または超硬チップの切削工具を使用できます。 HSS ツールはコスト効率が高く、小規模な機械加工作業に優れた結果をもたらします。一方、超硬チップ工具は耐摩耗性が高いため、大量生産に適しています。
旋削加工では、切削速度、送り速度、切込み深さを制御することが重要です。切削速度を高くすると表面仕上げは向上しますが、切削工具の摩耗も増加する可能性があります。最適な結果を得るには、適切なバランスをとる必要があります。例えば、鋳鉄製排水管継手88度曲がりDN50～300を回す場合、曲がり径に応じて切断速度の調整が必要となる場合があります。
フライス加工
フライス加工は、鋳鉄の曲げ部分に平らな表面、スロット、その他の複雑な形状を作成するために使用されます。フライス加工では、エンドミルまたはフェースミルを使用するのが一般的です。旋削と同様に、切削工具の選択は重要です。超硬エンドミルは、高い切削抵抗に耐え、正確な結果を生み出すことができるため、多くの場合好まれます。
フライス加工における切削パラメータも慎重に選択する必要があります。刃当りの送り、主軸速度、切込み深さは、加工面の品質と工具寿命に影響します。場合によっては、切削抵抗を軽減し、より良い表面仕上げを実現できるクライム フライス加工を鋳鉄の曲げ加工に使用できます。
掘削
鋳鉄の曲げ部分に穴を開ける作業は頻繁に必要になります。標準の高速度鋼ドリルはねずみ鋳鉄の小径穴に使用できます。ただし、大きな穴の場合、またはダクタイル鋳鉄の曲げ部を穴あけする場合は、超硬チップドリルの方が適しています。ドリルの先端角度も穴あけプロセスに影響します。 118 度の先端角は、鋳鉄の汎用穴あけによく使用されます。
鋳鉄の曲げ加工では、冷却剤と潤滑剤が重要な役割を果たします。切削温度を下げ、工具寿命を延ばし、切りくずを洗い流すのに役立ちます。穴あけ作業では、ドリルビットを冷却し、切りくずの詰まりを防ぐために、水ベースの冷却剤を使用できます。
鋳鉄曲げ部の被削性に影響する要因
硬度
鋳鉄曲げの硬さは、その加工性に大きく影響します。一般に、柔らかい鋳鉄は機械加工が容易です。熱処理は鋳鉄の硬度を変えるために使用できます。たとえば、焼きなましを使用して鋳鉄の硬度を下げ、より機械加工しやすくすることができます。ただし、これは最終製品の望ましい機械的特性とのバランスを取る必要があります。
構造と微細構造
グラファイトや他の相のサイズや分布を含む鋳鉄の構造と微細構造は、被削性に影響します。前述したように、ねずみ鋳鉄中の黒鉛片は機械加工性を向上させますが、白鋳鉄中のセメンタイトのような硬質相の存在により機械加工が困難になります。
表面状態
加工前の鋳鉄曲げの表面状態も重要です。砂の混入や多孔性のある粗い表面は、工具の早期摩耗を引き起こし、加工品質に影響を与える可能性があります。スムーズな加工プロセスを確保するには、適切な洗浄と加工前操作が必要な場合があります。
鋳鉄曲げ部における優れた被削性の利点
費用対効果
良好な機械加工性は、機械加工作業に必要な時間とエネルギーが少なくて済むことを意味します。これにより、切削工具の寿命が長くなり、全体の加工サイクル時間が短縮されるため、生産コストが削減されます。鋳鉄ベンドのサプライヤーにとって、この費用対効果は顧客にも伝わり、製品の市場競争力が高まります。
カスタマイズ
優れた機械加工性を備えた鋳鉄曲げは、さまざまな用途の特定の要件を満たすように簡単にカスタマイズできます。これにより、製品の設計と製造における柔軟性が向上します。たとえば、顧客が特定の角度または特定のサイズの接続を備えた鋳鉄ベンドを必要とする場合、標準ブランクから比較的簡単に機械加工できます。
結論
結論として、鋳鉄曲げの被削性は、鋳鉄の組成、使用される機械加工プロセス、硬度や表面状態などのさまざまな影響要因を含むさまざまな要因によって決まります。これらの側面を理解することは、メーカーとエンドユーザーの両方にとって不可欠です。
のサプライヤーとして鋳鉄の曲げ当社は、優れた機械加工特性を備えた高品質の製品を提供することに誇りを持っています。私たちの鋳鉄排水管継手 88 度曲げ DN50 - 300そして鋳鉄製Sトラップ業界基準を満たすように精密に機械加工されています。
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参考文献
- 金属ハンドブック デスク版、ASM インターナショナル
- 機械ハンドブック、産業出版株式会社
- 加工データハンドブック、ケナメタル株式会社