コンバータと計算機
スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ、航空宇宙用工具にCBNソリューションを提供
はじめに
スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）は、卓越した熱安定性と化学的不活性で知られる超硬質材料、立方晶窒化ホウ素（cBN）の使用における成功事例を紹介できることを嬉しく思います。SAMのcBNソリューションは、高硬度鉄合金の高精度加工における深刻な工具摩耗の問題を解決するために、著名な航空宇宙メーカーを支援しました。
SAMのシニアセラミックスエンジニア、リサ・ロス氏は次のように述べています：
「立方晶窒化ホウ素は、ダイヤモンドでは物足りないエンジニアに、文字通り、そして比喩的にエッジを与えます。これはまさに、SAMが提供するのに適した、高性能で用途に特化したソリューションです。"
立方晶窒化ホウ素のケーススタディ
--課題：航空宇宙加工における工具摩耗
ある大手航空宇宙部品メーカーが、SAMに重大な問題を提起しました。ジェットエンジン部品用の焼入れ鋼やニッケル基超合金の精密加工を行う同社の生産ラインでは、工具の劣化が深刻化していました。コーティングされた超硬工具でさえ持ちこたえられず、ダイヤモンド工具は鉄系金属と化学反応を起こしていた。
主な問題点は以下の通りである：
- 頻繁な工具交換による生産の中断
- 刃先摩耗と部品公差の損失
- 高速切削時の過度の熱
- 工具寿命の短さによるコスト増
顧客は、高温耐性、耐薬品性、過酷な加工条件下でも切れ味を維持できる製品を求めていた。
--SAM のソリューション立方晶窒化ホウ素インサートと粉末
スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ社は、アプリケーションを徹底的に検討した後、同社の立方晶窒化ホウ素（cBN）製品群を推奨した。同社は、焼結切削工具製造用に特別に設計された高純度cBN粉末と、鉄合金の加工用に特別に設計された既製cBN切削インサートを提供している。
なぜ立方晶 窒化ホウ素 （cBN）を利用するのか？まず、cBNはダイヤモンドに次ぐ硬度を持つため、耐摩耗性に優れています。さらに、空気中では1350℃までの温度で連続的に性能を発揮する卓越した熱安定性を持っています。cBNは化学的に不活性であるため、鉄や鋼と反応せず、加工中の好ましくない反応にも抵抗します。最後に、cBNは、特に乾式または高速切削条件下での刃先保持力が優れており、これは工具寿命の延長と性能の安定につながります。これらの利点が相まって、cBNは過酷な産業用途に選ばれる材料となっています。
SAMはまた、工具の選択、切削条件、CNC操作の統合に関する技術的助言も提供した。その目的は、大量生産における寸法精度と再現性を犠牲にすることなく、工具寿命を最適化することであった。
--導入とその結果
航空宇宙産業のお客様は、タービンブレードと構造用鋼ブラケットの仕上げ加工アプリケーションにSAMのcBN工具を 取り入れました。性能の結果は、明確で測定可能な利点を示しました：
- 工具寿命が4.5倍長くなり、工具交換頻度とダウンタイムが削減された。
- 切削速度の向上により、加工サイクルタイムを18%短縮。
- 表面仕上げと寸法公差が改善され、航空宇宙産業の品質基準に適合。
- 6ヶ月間のテストにより、全体的な工具コストを32%削減
これらの利点により、同社の高合金加工ラインにcBN工具が全社的に導入されました。性能が向上したことで、エンジニアは無駄や手戻りを減らし、納期短縮に対応できるようになった。
立方晶窒化ホウ素とは？
立方晶窒化ホウ素（cBN）は、ダイヤモンドに似た立方晶の結晶構造を持つ超硬質合成材料です。cBNはダイヤモンドのように鉄系金属と化学反応を起こさないため、高硬度鋼、鋳鉄、超合金の加工に最適です。
cBNの主な特徴は以下の通りです：
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特徴 |
価値 |
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硬度 |
~4500kg/mm²(ビッカース) |
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熱安定性 |
空気中で最高1350 °C |
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電気抵抗 |
>10⁶ Ω-cm |
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耐薬品性 |
鉄、鋼、ニッケル合金には不活性 |
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加工性 |
精密ラッピングや研削加工に最適 |
SAMのcBN製品は、航空宇宙、自動車、先端製造アプリケーションの要件を満たすように設計されており、粉末、焼結インサート、複合材の形態で提供されています。
立方晶窒化ホウ素の用途
立方晶窒化ホウ素（cBN）は、幅広い用途で使用されています。
- 耐摩耗性と硬度が高いため、工具鋼、焼き入れ鋼、高強度合金の加工に広く使用されている。
- さらにcBNは、精度と耐久性が最も重要視される航空宇宙や自動車部品の精密研削工具にも使用されている。
- また、金型や成形工具の耐摩耗コーティングとして使用され、工具の寿命を向上させます。
- さらに、cBNは高速切削用途に設計された耐熱部品にも利用されています。
- 比類のない耐久性と優れた熱安定性により、cBNは一般的に、ダイヤモンドや超硬工具が実用的でなくなった場合に好まれる材料です。
結論
立方晶窒化ホウ素（cBN）は、高硬度と熱的・化学的安定性を独自にブレンドしているため、切削工具材料として非常に高い価値があります。スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）は、人工セラミックスと硬質材料の世界的なリーディング・プロバイダーです。SAMのcBN製品の詳細、またはカスタマイズされたお見積もりについては、ホームページをご覧ください。
Chin Trento
