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焼結ダイヤモンドを用い高Siアルミニウム合金を切削したときに、ダイヤモンド粒度、切削条件、工具形状が工具摩耗に及ぼす影響について調査した。

被削材はピストンを想定しAl-22％Siのφ150アルミニウム合金材とし、溝２本を刻み、断続切削として切削試験を行った。試験の結果から次のことが明らかとなった。

（１）焼結ダイヤモンド粒度が粗くなるに従い逃げ面摩耗幅は増大した。３μmと50μmの粒度で比較した場合、50μmの刃先に大きな チッピングが認められ、その断面は粒界に沿った派生していることから、粒子間結合力の差が初期摩耗の差となって現れたものと考えられる。したがって、断続 切削を含む被削材の加工には、強度に優れた粒度３μmの焼結ダイヤモンドの使用を推奨する。

（２）焼結ダイヤモンドは高い耐摩耗性を有するので切削速度の影響はあまり大きくない。

（３）すくい角、ノーズ半径、および横切れ刃角は、すくい角を除いて逃げ面摩耗との間に大きな相関関係がない。大きなすくい角は初期摩耗を増大させるので５°以下が望ましい。

（４）高Siアルミニウム合金（Al-20％Si）を種々の工具材種で切削したときの逃げ面摩耗曲線を図１、図２に示す。焼結ダイヤモ ンドは天然ダイヤモンドに比べ初期摩耗を生じるがチッピングにより寿命になる可能性が低い。強いアブレッシブ摩耗に耐える耐摩耗性と断続切削に対する耐衝 撃性を兼ね備えることから、高Siアルミニウム合金には焼結ダイヤモンドが最も優れている。なお、超硬合金はこの被削材に適さない。天然ダイヤモンドは切 削面の品質は良いが切れ刃にチッピングを生じ切削を中止した。cBNは摩耗が早く高Siアルミニウム合金の切削には適さない。

【図】

図１　各種工具材種による高Siアルミ合金の切削

出典：「焼結ダイヤモンドバイトの切削性能」、「ツールエンジニア　30巻　13号」、（1989年12月）、大河出版発行、105頁　図６　各種工具材種による20％Si-Alの切削

図２　焼結ダイヤモンドと焼結CBNバイトによる切削

出典：「焼結ダイヤモンドバイトの切削性能」、「ツールエンジニア　30巻　13号」、（1989年12月）、大河出版発行、105頁　図７　焼結ダイヤモンドと焼結CBNバイトによる切削

【応用分野】

高Siアルミ合金の旋削加工

【出典／参考資料】

「ツールエンジニア　30巻　13号」、（1989年12月）、大河出版発行、102頁～105頁

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