円形ブレードの場合、高速度鋼と超硬合金のどちらを選ぶべきでしょうか？

カスタマイズする際 円形の刃刃物の性能とコストを左右する核心的な問題は、材料の選定です。高速度鋼と超硬合金は最も一般的に使用される2つの材料ですが、その特性、適用範囲、価格は大きく異なります。適切な材料を選べば、半分の労力で2倍の成果が得られます。逆に、誤った材料を選べば、刃物の寿命が半分になったり、機器が損傷したりする可能性があります。明百機械工具科技有限公司は、長年にわたる材料適用データに基づき、これら2つの材料の長所と短所を詳細に比較し、お客様が合理的な選択を行えるようサポートします。

1. 高速度鋼製円形ブレード：靭性こそが最重要

高速度鋼は、タングステン、モリブデン、クロム、バナジウムなどの元素を添加した工具鋼です。代表的なグレードとしては、M2、M35、M42、ASP2053などがあります。

利点高速度鋼は、優れた靭性と高い耐衝撃性を持ち、欠けにくいという特長があります。特に、材料の厚みが大きく変動する場合や接合部がある場合など、衝撃荷重がかかる作業環境に適しています。再研磨性にも優れており、複数回の再研磨後も性能低下が少なく、長寿命を実現します。コスト面では、同等の仕様であれば、高速度鋼の価格は超硬合金の約3分の1から2分の1程度です。さらに、高速度鋼は加工しやすく、複雑な形状のカスタムブレードや特殊形状のブレードも製作可能です。

デメリット高速度鋼は耐摩耗性が比較的低い。グラスファイバーやシリコン鋼などの高摩耗性材料を切削する場合、比較的早く摩耗する。また、赤熱硬度が限られており、高速切削時に温度が550～600℃を超えると軟化する。

適用可能なシナリオ高速度鋼は、普通炭素鋼、ステンレス鋼、銅、アルミニウムなどの一般的な金属のスリット加工に適しています。材料の厚みの変動が大きい場合や継ぎ目がある場合、頻繁な再研磨が必要な場合、複雑な形状の機械刃などに適しています。

2. 超硬円形ブレード：耐摩耗性が最重要

炭化物は、タングステンカーバイドとコバルトなどの結合相を粉末冶金法によって製造する複合材料である。代表的なグレードとしては、YG6X、YG8、YG15、KD20などが挙げられる。

利点超硬合金は、HRA89～93.5（HRC70～78に相当）という超高硬度を持ち、優れた耐摩耗性を備えています。また、800～1000℃の高温下でも硬度を維持するため、高速切削に適しています。同じ使用条件下では、超硬合金刃の寿命は、一般的に高速度鋼の3～10倍です。

デメリット超硬合金は靭性が低く、非常に脆く、耐衝撃性も弱い。硬い部分や急激な厚み変化に遭遇すると、欠けやすい。材料費や加工の難しさから、高速度鋼に比べてコストが高い。再研磨も難しく、専用のダイヤモンド砥石が必要で、再研磨コストも高額になる。

適用可能なシナリオ超硬合金は、ケイ素鋼板、グラスファイバー板、複合材料などの高摩耗性材料に適しています。毎分150メートルを超える高速スリット加工、極めて鋭利で耐摩耗性に優れた刃先が求められる0.3ミリメートル以下の極薄材料の加工、そして超長寿命と刃交換頻度の低減が求められる自動生産ラインに適しています。

3．特性の比較

硬度に関して言えば、高速度鋼はHRC58～67の範囲ですが、超硬合金はHRC70～78に相当するHRA89～93.5の範囲であり、超硬合金の方がはるかに硬いです。耐衝撃性に関しては、高速度鋼は優れていますが、超硬合金は劣ります。耐摩耗性に関しては、高速度鋼は良好ですが、超硬合金は優れています。赤熱硬度に関しては、高速度鋼は550～600℃までしか耐えられませんが、超硬合金は800～1000℃まで耐えられます。再研磨性に関しては、高速度鋼は容易で、通常の研削砥石でできますが、超硬合金は難しく、ダイヤモンド砥石が必要です。コストに関しては、高速度鋼は低く、超硬合金は高く、高速度鋼の約3～5倍です。一般的な寿命に関しては、高速度鋼を基準として1とすると、超硬合金はその3～10倍の寿命を達成できます。

4. 選び方?

まず、作業条件に衝撃が伴うかどうかを検討してください。材料の厚さの変動がプラスマイナス10％を超える場合、材料に溶接痕や継ぎ目がある場合、または装置の剛性が不十分な場合は、高速度鋼を選択する必要があります。

次に、材料の摩耗性を考慮します。ケイ素鋼、グラスファイバー、複合材料には、超硬合金を選択する必要があります。ステンレス鋼の連続切断にはどちらも使用可能ですが、高速度鋼の方がコストパフォーマンスに優れています。通常の炭素鋼、銅、アルミニウムには、高速度鋼で十分です。

最後に、速度と寿命の要件を考慮してください。速度が毎分150メートルを超える場合、または自動生産ラインで刃の交換頻度を減らす必要がある場合は、超硬合金を選択する必要があります。予算が限られており、頻繁な刃の交換が許容される場合は、高速度鋼が妥当な選択肢となります。

5. 明柏科技の材料組み合わせソリューション

当社では、以下のような様々な素材オプションをご用意しております。 合金ブレード, ステンレス鋼製の刃超硬チップ付き円形ブレードは、高速度鋼の本体に超硬チップ付きエッジを施し、靭性と耐摩耗性を両立させています。コーティングされた高速度鋼は、高速度鋼の基材にTiAlNやAlCrNなどのPVDコーティングを施し、耐摩耗性を2～3倍向上させ、コストパフォーマンスにも優れています。傾斜型超硬は、エッジ部分のコバルト含有量を高くして靭性を高め、本体部分のコバルト含有量を低くして硬度を高め、チッピング耐性と耐摩耗性のバランスを取っています。

6. 事例研究

元々はシリコン鋼板スリット加工工場として使われていた 高速度鋼製円形ブレード 従来は2日ごとに刃を交換していましたが、超硬合金製の刃に切り替えた後は、刃の交換間隔が15日に延びました。刃1枚あたりのコストは増加しましたが、総稼働停止時間は70%減少し、総コストは45%削減されました。

別の電線・ケーブル工場では、銅帯のスリット加工に誤って超硬ブレードを使用していた。材料の接合部で深刻な欠けが発生した。その後、高速度鋼に戻したところ、 カスタムブレードすると、問題はすぐに解決した。

結論

高速度鋼と超硬合金のどちらが優れているかという絶対的な基準はなく、どちらがより適しているかという基準しかありません。高速度鋼は、靭性、再研磨性、低コストといった利点から、ほとんどの一般的な作業環境において第一の選択肢となります。一方、超硬合金は、耐摩耗性と赤熱硬度に優れ、摩耗が激しく高速な作業環境では他に代えがたい特性を持っています。明柏機械工具科技有限公司は、お客様の具体的な材料、設備、ご予算に基づき、最適な材料ソリューションを無料でご提案いたします。

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