超硬合金は磨耗しますか？

超硬合金は、機械部品、切削工具、採掘・掘削工具として使用されるにもかかわらず、摩耗が進行する。超硬合金の摩耗問題を論じる前に、様々な応用分野における超硬合金の基本的な役割と要求性能を理解することが不可欠である。超硬合金は、その高い硬度、耐摩耗性、強度、化学的安定性から、機械製造、工具製造、鉱業、石油掘削などに広く使用されている。しかし、そのような高性能材料であっても、摩耗を完全に避けることはできない。本稿では、超硬合金の摩耗問題を次の3つの側面から検討する。 機械部品切削工具として、また採鉱や石油掘削への応用において。

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超硬摩耗メカニズム

1. 機械部品への応用

機械部品では、超硬合金は主に摩擦によって摩耗する。摩擦摩耗は、機械的作用による摩耗と化学反応による摩耗に分けられる。超硬合金の摩擦摩耗のメカニズムは、相手材との相互作用、および超硬合金が耐える応力と環境条件によって決まる。

2. 切削工具への応用

超硬切削工具の摩耗には、主に摩耗、付着摩耗、拡散摩耗、化学摩耗がある。これらの摩耗形態は、工具刃先と被削材の接触強度、温度、被削材の特性に関連している。例えば、研磨摩耗は切削加工中に硬い点が工具表面を引っ掻くことで発生し、付着摩耗は工具表面上の微細な粒子の相対的な移動によるものである。

3.鉱業および石油掘削用具の適用

採掘や石油掘削では、超硬工具は極度の圧力と摩耗条件にさらされる。工具表面の摩耗は通常、岩石やその他の硬質材料との接触によるもので、切削面の微細な亀裂や研磨粒子の剥離などが含まれる。

超硬合金の摩耗防止

1. 硬質相構造の変化:硬質相に特殊な形状、組成、ナノ結晶構造を用いることで、摩耗を軽減することができる。
2. プロセスパラメーターの調整:切削速度、送り速度、切削角度を調整することで、摩耗を減らすことができます。
3. 工具コーティングの使用:Tic、TiN、TiCN、Al2O3複合多層膜などのコーティングやその他の複合コーティングを施すことで、摩耗を効果的に防ぐことができる。