1.実験の目的

試作セラミックス(TiCN-30TiB₂系)と市販セラミックス(Al₂0₃系)の、ねずみ鋳鉄FC20に対する高速切削性能の検討。

2.被削材

ねずみ鋳鉄はCが、片状黒鉛の形状で存在している鋳鉄で、鋳造性、被削性が共に優れている。黒鉛が個体潤滑作用をもち、また油溜りとして役立つこと、熱伝導性がよいなどの理由で、鋳鉄は耐摩耗性が良好である。そのため一般機械部品に多く用いられる。表1に使用したねずみ鋳鉄FC20の化学成分と機械的性質を示す。

3.工具材

表1に使用したセラミックス(TiCN-30TiB₂系)及び比較用セラミックス(Al₂0₃系)の成分と機械的性質を示す。硬度は同じであるが、坑折カは市販のもののほうが高い。図1に試作セラミックス切削前と切削後を図2に市販セラミックスの切削後を示す。

4.実験結果と考察

(1)工具損傷形態

図1(TiCN-30TiB₂系)から200m/minでの切削はクレーター摩耗がさほど大きく進行していないのに対し300m/min、400m/minではクレーター摩耗が顕著である。又横逃げ、前逃げ面摩耗においては複雑な摩耗形態をしている。これはチャンファー幅にバラツキがあることに原因があると考えられる。図2(Al₂0₃系)からは試験1、試験2ともにクレ一ター、前横逃げ面摩耗すべて正常摩耗であることが観察される。

(2)工具摩耗進行曲線

図3に試作セラミックスの前横逃げ面の工具摩耗の進行状態をしめす。試作セラミックスではすべての切削速度で3回のテストがバラ付いている。又前逃げ面における200m/min、300m/minはほとんど同様の摩耗進行を示している。そ机に対し市販セラミックスは2回のテストで再現性のあるデータが得られかなり刃物として安定していることが分かる。両者の間では寿命に至るのに大きな差がある。市販の300m/minで試作セラミックスの200m/minに相当し、市販の200m/minでは試作チップの3倍近くの寿命があることが分かる。

(3)切削仕上げ面

図5にFC20切削時の表面粗さの変化をしめす。両者とも10μm前後で理論粗さ値に近い。市販チップでの粗さは各切削速度でだいたい安定している。

5.結論