ナイフの開発は人類の進歩の歴史において重要な位置を占めています。紀元前 28 世紀から 20 世紀には、真鍮の円錐形や銅の円錐形、ドリル、ナイフ、その他の銅製のナイフが中国で登場しました。戦国時代後期（紀元前3世紀）には浸炭技術が発達し、銅製の包丁が作られました。当時のドリルや鋸は、現代の平らなドリルや鋸といくつかの類似点がありました。
18 世紀後半の蒸気エンジンなどの機械の発達により、ナイフは急速に発展しました。
1783 年、フランスのルネが初めてフライスを製造しました。 1923年にドイツのシュロッター社が超硬合金を発明しました。超硬合金を使用すると、高能率鋼に比べて2倍以上の能率が得られ、切削加工されるワークの表面品位や寸法精度も大幅に向上します。
ハイス鋼と超硬合金の価格が高かったため、1938年にドイツのデグサ社がセラミックナイフの特許を取得しました。 1972 年、米国のゼネラル エレクトリック社は、多結晶合成ダイヤモンドと多結晶立方晶窒化ホウ素のブレードを製造しました。これらの非金属工具材料により、工具の高速切削が可能になります。
1969 年、スウェーデンのサンドビック製鋼所は、化学気相成長法による炭化チタンでコーティングされた超硬インサートの製造に関する特許を取得しました。 1972年、米国のBangshaとLagolanは、超硬合金や高速度鋼工具の表面に炭化チタンや窒化チタンの硬質層をコーティングする物理蒸着法を開発しました。表面コーティング法は、母材の高強度と靱性と、表面層の高硬度と耐摩耗性を組み合わせ、複合材料の切削性能を向上させます。
高温、高圧、高速、腐食性流体中で使用される部品の使用により、難削材の使用が増加し、切削加工の自動化レベルや加工精度の要求はますます高くなっています。 。工具の角度を選択する際には、被削材の材質、工具の材質、加工特性（荒、仕上げ）などの影響を考慮する必要があり、状況に応じて合理的に選択する必要があります。
一般的な工具材質：ハイス、超硬合金（サーメットを含む）、セラミックス、CBN（立方晶窒化ホウ素）、PCD（多結晶ダイヤモンド）は硬度が1より硬いため、一般的に切削速度も1倍になります。他の人より背が高い。
工具材料の性能解析
ハイス鋼：
普通高速度鋼と高性能高速度鋼に分けられます。
W18Cr4Vなどの普通の高速度鋼は、さまざまな複雑なナイフの製造に広く使用されています。切断速度は一般にそれほど速くなく、一般的な鋼材を切断する場合は40〜60m/minです。
W12Cr4V4Moなどの高性能高速度鋼は、通常の高速度鋼に炭素、バナジウム、コバルト、アルミニウムなどを添加して製錬されます。通常のハイスの1.5～3倍の耐久性があります。
炭化物：
GB2075-87 (190 規格を参照) によれば、P、M、K の 3 つのカテゴリに分類できます。P タイプの超硬合金は主に切りくずの長い鉄金属の加工に使用され、青色はマーク。 Mタイプは主に鉄金属の加工に使用されます。黄色でマークされた非鉄金属、汎用超硬合金としても知られる K タイプは、主に鉄金属、非鉄金属、赤色でマークされた切りくずの短い非金属材料の加工に使用されます。
P、M、Kの後ろのアラビア数字は性能と処理負荷または処理条件を示します。数値が小さいほど硬度が高く、靱性が劣ります。
セラミックス:
セラミック材料は耐摩耗性に優れており、従来の工具では加工が困難または不可能であった高硬度の材料を加工できます。また、セラミック切削工具は焼鈍処理時の電力消費をなくすことができるため、ワークの硬度を高め、機械装置の寿命を延ばすこともできます。
セラミック刃は切断時の金属との摩擦が小さく、刃が刃にくっつきにくく、構成刃が発生しにくく、高速切断が可能です。したがって、同一条件下ではワークの表面粗さは比較的低くなります。工具の耐久性は従来の工具に比べて数倍から数十倍も高く、加工中の工具交換の回数が減少します。高温耐性、良好な赤色硬度。 1200℃での連続切断が可能です。したがって、セラミックインサートの切削速度は超硬合金の切削速度よりもはるかに高速になります。高速切削や「研削から旋削・フライスへの置き換え」を実現します。従来の切削工具に比べて3～10倍の切削効率があり、工数・電力・工作機械台数の30～70％以上の削減効果が得られます。
CBN:
これは現在知られている材料の中で 2 番目に高い硬度です。 CBN複合シートの硬度は一般的にHV3000～5000で、熱安定性と高温硬度が高く、耐酸化性も高い。鉄系材料は1200～1300℃で酸化が起こり、化学反応が起こりません。熱伝導率が良く、摩擦係数が低いです。
多結晶ダイヤモンドPCD:
ダイヤモンドナイフは、高硬度、高圧縮強度、良好な熱伝導性、耐摩耗性などの特性を有しており、高速切削においても高い加工精度と加工効率が得られます。 PCDの組織は方位の異なる微粒ダイヤモンド焼結体であるため、バインダーを添加しても硬度や耐摩耗性は単結晶ダイヤモンドに比べて低い。非鉄金属と非金属材料との親和性は非常に小さく、加工中に切りくずが工具先端に付着しにくく構成刃先を形成します。
材料のそれぞれの応用分野:
ハイス：主に成形工具や複雑な形状など高い靱性が要求される用途に使用されます。
超硬合金: 最も幅広い用途に対応し、基本的には可能です。
セラミックス：主に硬質部品の旋削加工や鋳鉄部品の荒加工や高速加工に使用されます。
CBN: 主に硬質部品の旋削加工や鋳鉄部品の高速加工に使用されます (一般に、耐摩耗性、衝撃靱性、耐破壊性の点でセラミックスよりも優れています)。
PCD：主に非鉄金属、非金属材料の高能率切削に使用されます。
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投稿時刻: 2023 年 6 月 2 日
