機械加工の進化する世界では、特にニッケルベースの合金などの挑戦的な素材を扱う場合、切削工具の選択が重要です。のサプライヤーとしてDLCコーティングエンドミル、私はしばしば、ニッケルベースの合金を機械加工するためのこれらのツールの適合性について問い合わせを受けます。このブログでは、このトピックを詳細に検討し、DLCコーティングエンドミルとニッケルベースの合金の両方の特性を分析し、これらのツールをそのようなアプリケーションで使用する実用的な側面を議論します。
DLCコーティングエンドミルの理解
ダイヤモンド - カーボン（DLC）のコーティングは、機械加工操作にいくつかの利点を提供する薄いフィルムコーティングです。コーティングは、製粉作業に使用される切削工具であるエンドミルの表面に適用されます。 DLCコーティングは、硬度、低摩擦係数、優れた耐摩耗性で知られています。
DLCコーティングの硬度が高いため、エンドミルは最先端を長時間維持し、ツール交換の頻度を減らします。これは、ツールの変化のダウンタイムが生産性に大きな影響を与える可能性がある高度の機械加工操作では特に重要です。 DLCコーティングの低摩擦係数は、切断中に発生した熱を減らし、機械加工された部分の表面仕上げを改善し、ツールの寿命を延ばすことができます。
さらに、DLCコーティングは良好な化学的安定性を提供します。つまり、ワークピース材料と反応する可能性は低くなります。これは、構築されたエッジ（BUE）形成を防ぐのに有益です。これは、表面仕上げが不十分でツール性能の低下につながる可能性のある機械加工の一般的な問題です。
ニッケルベースの合金の特性
ニッケルベースの合金は、航空宇宙、発電、化学処理など、さまざまな業界で広く使用されている材料のグループです。これらの合金は、優れた高温強度、腐食抵抗、および良好な機械的特性で知られています。
機械加工ニッケルベースの合金の重要な課題の1つは、その高強度と靭性です。これらの材料は機能する傾向があります - 機械加工中に硬化し、切断プロセスをより困難にし、切削工具の摩耗を増やすことができます。さらに、ニッケルベースの合金は比較的低い熱伝導率を持っています。つまり、切断中に発生する熱は容易に消散しません。これにより、高温が高くなる可能性があり、機械加工された表面の迅速なツールの摩耗を引き起こし、品質を低下させる可能性があります。
DLCコーティングされたエンドミルは、ニッケルベースの合金を加工するために使用できますか？
DLCコーティングされたエンドミルを、ニッケルベースの合金を加工するために使用できるかどうかに対する答えは簡単ではありません。一方では、DLCコーティングの高い硬度と低摩擦係数は、これらの挑戦的な材料を加工するのに効果的である可能性があることを示唆しています。 DLCコーティングの耐摩耗性は、ニッケルベースの合金に関連する高切断力と作業に耐えるのに役立ちます。
ただし、いくつかの制限もあります。ニッケルベースの合金の機械加工中に生成される高い切断温度は、DLCコーティングを潜在的に分解する可能性があります。コーティングは、高温でその特性を失い始める可能性があり、それがツールの性能の低下につながる可能性があります。さらに、DLCコーティングを伴うニッケルベースの合金の化学反応性を慎重に考慮する必要があります。場合によっては、コーティングとワークピース材料の間に化学的相互作用があり、機械加工された表面のツールの寿命と品質に影響を与える可能性があります。
実用的な考慮事項
実際には、ニッケルベースの合金を機械加工するためのDLCコーティングエンドミルの使用は、ニッケルベースの合金、機械加工パラメーター、アプリケーション要件を含むいくつかの要因に依存します。
合金組成
異なるニッケルベースの合金には異なる特性があり、DLCコーティングされたエンドミルでの機械加工により他のものよりも適しているものもあります。たとえば、硬化元素の含有量が少ない合金は、コーティングに過度の摩耗を引き起こす可能性が低い場合があります。切削工具を決定する前に、特定の合金組成とその特性を理解することが重要です。
機械加工パラメーター
切断速度、飼料速度、切断の深さなどの機械加工パラメーターの選択は、DLCコーティングエンドミルを使用してニッケルベースの合金を機械加工する場合に重要です。切断力と熱生成を減らすために、切断速度と飼料速度が低い場合があります。これは、DLCコーティングの劣化を防ぎ、ツールの寿命を改善するのに役立ちます。
アプリケーション要件
目的の表面仕上げや寸法精度などのアプリケーションの要件も、DLCコーティングエンドミルの適合性を決定する役割を果たします。高品質の表面仕上げが必要な場合、BUE形成を防ぐためのDLCコーティングの性能が利点になる可能性があります。ただし、アプリケーションに材料除去率が高い重度の義務加工が含まれる場合、高温でのコーティングの制限がより明確になる場合があります。
ケーススタディ
機械加工ニッケルベースの合金でのDLCコーティングエンドミルの実際の使用を説明するために、いくつかのケーススタディを考えてみましょう。
航空宇宙製造アプリケーションでは、企業はタービン成分のニッケルベースの合金を機械加工していました。彼らは当初、コーティングされていないカーバイドエンドミルを使用していましたが、迅速なツール摩耗と表面仕上げが不十分な問題に直面しました。に切り替えた後DLCコーティングエンドミル、彼らはツールの寿命が大幅に改善されていることに気づきました。 DLCコーティングの低摩擦係数は熱の発生を減少させ、コーティングの耐摩耗性により、エンドミルは最先端を長時間維持することができました。その結果、機械加工されたコンポーネントの表面仕上げが改善され、全体的な生産性が向上しました。
別のケースでは、発電会社が蒸気タービンブレードのニッケルベースの合金を機械加工していました。彼らはそれを見つけました3フルートアルミニウム加工エンドミルDLCのコーティングにより、希望の次元精度を達成するのに効果的でした。 3つのフルートの設計により、材料除去率と切断力のバランスが良好であり、DLCコーティングはBueの形成を防ぐのに役立ち、滑らかな表面仕上げになりました。
結論
結論として、DLCコーティングエンドミルは、ニッケルベースの合金を加工するための実行可能なオプションになりますが、それらの有効性はさまざまな要因に依存します。高い硬度、低摩擦係数、およびDLCコーティングの耐摩耗性は潜在的な利点を提供しますが、ニッケルベースの合金に関連する高い切断温度と化学反応性を慎重に考慮する必要があります。
DLCコーティングエンドミルとニッケルベースの合金の両方の特性を理解し、機械加工パラメーターを最適化することにより、ツールの寿命、表面仕上げ、生産性の観点から良い結果を達成することができます。
ニッケルベースの合金加工アプリケーションにDLCコーティングエンドミルの使用を調査することに興味がある場合は、詳細についてはご連絡ください。当社の専門家チームは、特定のニーズに最適な選択をするのに役立つ詳細な情報と技術サポートを提供できます。
参照
- 「ニッケルベースの合金の機械加工：レビュー」Xy Zhang et al。
- 「ダイヤモンド - 切削工具用のカーボンコーティングのような」A.マシューズとBn Zhou。
- Y. AltintasとMP Sealyが編集した「高性能合金の高度な機械加工プロセス」。
