超高圧焼結体 Mitsubishi

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超高圧焼結体（CBN焼結体・ダイヤモンド焼結体）超高圧技術の発達によりダイヤモンドやc-BN（cubic-Boron Nitride）の人工合成が可能になりました。この2つは同じ結晶構造を持ち、工具材料としてきわめて優れた特性を持っています。 c-BNは天然に存在しない物質です。ダイヤモンドに次ぐかたさを持ち、アルカリ金属またはその窒化物を触媒にして立方晶型BNをc-BNに変換して作ります。工具材料には砥粒、または焼結体にしたものを用います。焼結体は、合成ダイヤモンドまたはc-BNの微結晶を、高温・高圧で各種の結合金属と同時に形成させたものです。 - 以下をクリックして、より詳細を学びましょう！

製法焼結体工具の製造には、焼結体を作る工程と、焼結体から完成工具を作る工程の2段階があります。

ダイヤモンドは、地球上に存在する物質ではもっとも硬く（耐摩耗性）、ヤング率*が高く、熱膨張係数が低い（耐熱衝撃性）などの特性を備えています。ダイヤモンド焼結体の特性は、焼結体中のダイヤモンドの含有量と粒度に依存します。 c-BNはダイヤモンドに近い特性を持っている上、ダイヤモンドと異なり鉄系金属（Fe,Ni,Co）に対して反応性が小さく、高温下におけるかたさの低下などの変質が少ないという特長があります。

焼結体を作るには、ダイヤモンドまたはCBN粉末と結合材の混合粉末、および超硬合金基板をカプセルに充填し、高温・高圧化で焼結すると同時に、母材との接合を行います。現在市販されている切削工具用ダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンドの含有量が85vol%～95vol%で、結合金属としてCoを含んでいます。 CBN焼結体は、ダイヤモンド焼結体と同様、結合金属としてCo（CBN-金属系）や、TiC、TiN、Al2O3、AlN（CBN-セラミックス系）を含んでいます。

焼結体から完成工具を作るには、焼結体素材を切断加工し、超硬合金製の基体にろう付けしてインサートとしたり、鋼の工具支持体にろう付けして刃先を研磨仕上げします。

ダイヤモンド焼結体は、アルミ合金、銅合金などの軟質非鉄金属やプラスチック、カーボンなどの非鉄金属の超高速仕上げ切削用に使用します。ダイヤモンド焼結体工具の最大の特長は、非鉄金属や非金属の切削加工におけるきわめて優れた耐摩耗性です。AC8A（11～18%Si合金）-T6処理の合金を、超硬合金とダイヤモンド焼結体で切削したときの工具摩耗量で比較すると、顕著な耐摩耗性の差がみられます。

被削材：AC8A-T6 インサート：SPGN120304 切削条件：vc=300m/min,ap=0.2mm, f=0.1mm/rev 切削油剤：Dry

その他セラミックスや超硬合金、これらの半焼結部品、強化プラスチックや建材ボードなどの非鉄金属材料でも、ダイヤモンド焼結体は優れた耐摩耗性を示します。しかし、チタン合金、モリブデンなどの炭化物生成金属の切削時は比較的工具摩耗量が多くなります。また、ダイヤモンドは鉄族金属と反応しやすく、その加工にも適しません。 CBN焼結体工具は、ダイヤモンドより鉄と反応しにくいというc-BNの特性を活かして、焼入れ鋼や鋳鉄、鉄系焼結合金の仕上げ加工に適用されて普及しました。特に焼入れ鋼の切削加工では、研削加工にひけをとらない加工面品質が得られます。CBN焼結体工具の用途は次のとおりです。

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