超硬加工とは？

超硬加工とは、タングステンカーバイドにコバルトや炭化チタン、炭化タンタルなどを混合させた超硬合金に切削、研削、放電等の加工を施すことです。超硬合金はその名前の通り硬度が極めて高く、ダイヤモンドに次ぐ硬度を誇ります。そのため、超硬合金を加工する超硬加工は難加工であり、通常の工具では加工することができません。

そのため、切削加工や研削加工はダイヤモンドツールによって行われます。ダイヤモンドツールは工具の一部に天然ダイヤモンドもしくは人造ダイヤモンドを使用した工具のことで、切削工具や研削工具では切れ刃にダイヤモンドが使用されています。

超硬合金の精密加工が難しい理由とは？

前述の通り、超硬合金は硬度が非常に高いため、加工が非常に難しい素材となります。特に切削加工や研削加工では、刃物を使ってワークを削っていくため、硬度が高い材質になると熱によって工具に負担がかかることや、ビビりが発生することなど様々なトラブルが引き起こります。これらのトラブルを発生させずに、加工を行う必要があるため、超硬合金の加工は難しいといえます。

ただ、一方で、放電加工はワークが導体であれば硬度に関係なく加工可能で、非接触での加工のため工具負担やビビりの恐れはありません。ただ、超硬合金の主成分であるタングステンカーバイドの融点は2900℃であるため加工には高いエネルギー密度の加工条件が必要になるため、放電加工においても、超硬合金の加工は難しいといえます。

超硬合金における精密加工のポイント

加工が難しい超硬合金を加工するためには、下記の2点が重要となります。

1.高い技術力を持った加工者による組み立て・仕上げ加工

超硬合金の加工には、高い技術力が求められ、人手による組み立て・最終仕上げの調整が必要不可欠となります。（加工工程の全自動化は難しい。）そのため、高い技術力を持った加工者による組み立て・仕上げ加工が非常に重要となります。特に当社が扱っている製品は電子機器向けの物が多く、さらに高精度な加工を求められる側面がございますが、経験豊富な高度な技術を持った加工者により、高精度な製品に仕上げています。

2.最適な加工条件出し

超硬加工では、加工の条件出しの難易度は非常に高いです。最適な加工条件を模索するため、加工前に試作加工を繰り返す必要があります。さらに、この加工条件出しには、超硬加工に関する幅広い知見とノウハウが求められます。

当社の超硬加工事例をご紹介！

医療用部材打ち抜きパンチ

こちらは先端穴径φ0.5mmの医療部品向け打ち抜きパンチです。先端からパンチ根本までが空洞になっており、打ち抜いた部材が排出されます。精度に関わるため超硬一体材料から加工を行っています。従来は工具鋼製の材料で製作されていたとのことですが、超硬合金に変更することで実際の寿命が3倍以上に伸びたと伺っております。

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超硬一体4ピンパンチコアピンセットダイスパンチアウト

多数子段付きピンです。段上ピンの径が細長く破損しやすいですが、ピンの下部を太くする段付きの構造にすることで破損のリスクを低減しております。又、成形部なのでＲa0.01以下のLapで仕上げております。

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超硬微小位置決めピン

こちらは超硬製のガイドピンです。電子部品関係の装置を製作しているメーカーからの依頼で試作、量産生産を行ったものです。写真上部に見えているのは寸法比較用の定規のメモリです。このガイドピンは非常に小さく、φ0.25mmの径を高精度の±0.003精度で仕上げています。製作上はプロファイル研削等を駆使していますが、これまで別材料で製作していたガイドピンのため、超硬に切り替えたことで寿命が大幅に向上したそうです。

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超硬加工のことなら当社にお任せください！

いかがでしょうか。今回は、超硬加工についてご紹介しました。
当社では、極小・高精度・難形状の超硬部品加工や超硬金型の設計・製作・修理など様々なご依頼に対応いたします。また、当社は金型や部品の製作だけでなく、コストダウン提案 や生産性向上提案など価格と品質においてお客様のご期待に全力でお応えします。超硬部品、治工具、成形金型などお気軽にご相談ください。