BASIC KNOWLEDGE
CBNについて
CBNとは
CBNとは「Cubic Boron Nitride(立方晶窒化ホウ素)」の頭文字をとったもので、窒素とホウ素から作られた固形の化合物。人工化合物なので、自然界にはもともと存在しない。
CBN焼結体は、CBN粒子を高温高圧下で結合させることによって作られる。このプロセスによって、CBN粒子同士が強固に結合し、高い耐摩耗性と優れた熱伝導性を持つ焼 結体が形成される。この焼結体をPcBNという。 (※以降CBNと呼ぶ)
45HRc以上の硬度に対応。1,300℃の熱に関して優れた性質を持ち、鉄と反応しないことから、高硬度や鉄系金属鋳鉄の加工に最適な工具となっている。
CBNとダイヤモンドの違い
「高温」と「鉄」の2つの要因が揃うケースにおいては、ダイヤモンドよりCBNの方が有利。効率的な加工を行うためには、使用環境や条件に合わせて、ダイヤモンドとCBNを適切に使い分ける必要がある。
ダイヤモンドは鉄に弱い
ダイヤモンドの主成分である炭素は、鉄と強い親和性を持つため、ダイヤモンド工具を用いて鉄系材料を加工すると、高温(約700℃以上)で炭素が鉄に拡散・溶解する現象(グラファイト化や溶解摩耗)が発生する。
CBN素材
CBNに適した被削材
- 炭素鋼
- 高速度鋼(ハイス)
- 合金工具鋼
- クロム鋼
- クロムモリブデン鋼
- ニッケルクロム鋼
- ニッケルクロムモリブデン鋼
- ステンレス鋼
- 耐熱鋼
- 焼結金属 など
CBNのメリット
切削工具の場合、削る材料の3倍以上の工具材料の硬さが必要とされます。
CBN(立方晶窒化ホウ素)工具は焼き入れ鋼に対して4.5倍の硬度を持っています。
焼き入れ鋼(60HRc)
700Hv
超硬工具
1,600Hv
CBN工具
3,300Hv
CBN工具の特性
- 耐熱性(高温でも性能を維持)
- 高硬度(優れた耐摩耗性)
- 鉄との化学的相性の良さ
- 高回転・高送り加工への対応
得られる効果
長寿命化
CBN材質により工具のカケや摩耗を抑制
加工精度向上
工具の安定性向上
加工時間短縮
高速加工が可能
生産性UP
加工条件向上により生産量増加
コスト削減
工具交換頻度の減少
磨き工程削減
仕上げ精度の向上により後工程の簡素化
コーティングのメリットは様々
コーティングをすることで刃先の耐熱性や潤滑性が向上し、切りくずによる摩耗などを抑制する効果ももたらす。
ただし、コーティング母材との相性によりコートが出来なかったり剥がれやすいものがある。
CBN工具は奥が深い!
CBN工具は刃先仕様を変えるだけでも欠けや摩耗が抑制され、寿命が良くなることもあります。奥深い素材です。