「超硬材とは？」
「超硬材スラッジを除去するには？」
近年の工作機械は技術の進歩により、いっそう高性能な加工が可能となりました。
非常に硬い性質を持つ超硬材の加工も、今では可能になっています。
しかし、超硬材の加工時に発生するスラッジは非常に細かい粒子となっており、10μm以下のものもあるでしょう。
そのため、発生する超硬材スラッジに、悩んでいる方もいるはず。
そこで今回は、超硬材の特性から超硬材スラッジの除去方法について解説します。
おすすめのクーラントろ過装置メーカーも紹介しているため、参考にしてください。
超硬材とは
超硬材とは、一般的な合金よりも極めて硬度を高めた合金のことで、超硬合金とも言います。
炭化タングステンや炭化チタン等の硬質な金属炭化物粉末を、コバルトやニッケル等の鉄系金属粉末で焼結して生成します。
低温時の硬さはもちろん高温時の硬さにも優れており、熱伝導率が大きく耐熱性に優れるなどが特徴です。
また、超硬材の主な材料であるタングステンは、融点が2,900℃と非常に高温なため『粉末冶金法』という特殊な方法で製造されます。
粉末冶金法とは、鉄等の様に熔解や、削ったりして所用形状を得るのではなく、金属粉末をプレスした後、焼き固めて所用形状を得る方法です。
超硬材においては、タングステンの粉末に結合剤としてコバルトを混ぜ合わせ、プレス成形した後に焼結することで製造されます。
超硬材の使用用途
超硬材は、主に金属加工に使用する工具や金型として使用されます。
工具や金型には、加工する材質より数倍の硬さが求められるため、硬度に優れた超硬材は金属加工に適している素材といえるでしょう。
超硬材が使われている切削工具は「超硬工具」と呼ばれており、高度を活かした高精度な加工が特徴となります。
また、摩耗しにくく長持ちするため、加工コストを抑えることも可能です。
ただし、衝撃に対する強度は低いため、衝撃が加わると欠けやすい点には注意が必要となります。
超硬材を加工するには
超硬材は非常に硬いため、通常の方法で加工するのは困難です。
超硬材の加工は、基本的に下記の方法が用いられます。
- ダイヤモンド砥石を使った研削加工
- 放電加工
ダイヤモンド砥石を使った研削加工は、超硬材以上に硬いダイヤモンドを多く含有した砥石を活用して行う加工方法です。
ただし、ダイヤモンド砥石とはいえ超硬材は硬度が高く、砥石の摩耗は激しくなります。
条件を整えることで加工自体は行えますが、送り速度を小さくする必要があるため加工時間が長くなりやすい点に注意が必要です。
放電加工は、電極と被削材の間で放電を繰り返して研削する加工方法になります。
導電性を備えている被削材なら、硬度を問わずに加工可能です。
一方で、超硬材の材料として使われているタングステンは融点が非常に高く、加工に必要なエネルギーが大きくなるため、加工精度が落ちる可能性には注意してください。
超硬材の研削加工時に発生するスラッジ
超硬材を研削加工する際に、微細なスラッジが発生します。
上記のスラッジが、クーラント液中に混入することで様々な問題を引き起こしてしまうでしょう。
例えば、超硬材のスラッジが研削工具を削ってしまい、摩耗しやすくすることで、工具の寿命を短くしてしまいます。
また、クーラント液面に浮上したスラッジは、やがてタンクの表面を覆い、悪臭発生の原因にもなるでしょう。
スラッジは、上記のような悪影響を引き起こしてしまうため、速やかに除去する必要があります。
超硬材スラッジを除去するクーラントろ過装置
超硬材スラッジを除去するには、定期的なメンテナンスも重要ですが、クーラントろ過装置を導入するのもいいでしょう。
クーラントろ過装置を導入することで、日々発生するスラッジを効率よく回収・除去することが可能です。
そのため、クーラント液の寿命を縮めたり、工具を傷つけるといった恐れもなくなります。
また、クーラントろ過装置によって液中のスラッジをしっかりと回収できれば、フィルターの交換頻度が少なくなり、作業効率の向上にもつながるでしょう。
さらに、クーラント液の交換やタンク清掃の手間も軽減できるため、ランニングコストも削減可能です。
クーラント内のスラッジを効率よく除去したい方は、クーラントろ過装置の導入を検討してください。
クーラントろ過装置の種類
クーラントろ過装置には、下記のような種類があります。
目的や用途に合わせて適切な製品が異なるため、自分に合った製品を見つける参考にしてください。
カートリッジフィルター
カートリッジフィルターは、クーラント液に混入するスラッジを、フィルターエレメントで補修・除去する循環型のろ過装置です。
10μ以下のスラッジにも対応しているため、細かいスラッジをろ過したい方におすすめとなります。
また、他の装置でろ過しきれなかったスラッジを除去する、二次処理としても活用できるでしょう。
ただし、フィルターを通してろ過する関係上、目詰まりによって連続運転ができなくなってしまうこともあります。
そのため、目詰まりを軽減する逆洗浄機能が備わったろ過装置を選ぶのがおすすめです。
プレコートフィルター
プレコートフィルターは、セルロースや珪藻土をろ過助剤として使用し、特殊形状の濾材の表面に緻密な濾過膜を形成させている装置です。
超微細粒子の一部がセルロース繊維や珪藻土の微細孔に吸収されるため、最適なろ過品質に到達します。
また、逆洗浄機能が備わっている装置なら、濾過で汚れた助剤はろ材から剥離させ、脱水後排出されるため、常に一定したろ過性能を維持可能です。
そのため、メンテナンスコストも削減でき、研削工具の長寿命化につながります。
遠心分離機
遠心分離機は、遠心力を使ってクーラント液から異物を分離し、回収する装置です。
フィルター式と違って濾布やフィルター等の消耗品がなく、必要なのは電気やエアーといった動力源のみとなっています。
超硬やセラミック・鋳物などの脆性材に適しており、粗くて大量のスラッジをろ過したい方におすすめです。
ただし、10μ以下の微細なスラッジには対応していないため、注意しましょう。
遠心分離機について詳しく知りたい方は、下記の記事も合わせてご覧ください。
クーラントろ過装置のおすすめメーカー
クーラントろ過装置を購入したいが、どこで購入すればいいのか悩んでいる方もいることでしょう。
ここでは、クーラントろ過装置のおすすめメーカーとして下記の2社を紹介します。
クーラントろ過装置を購入するメーカー選びの参考にしてください。
濾過精工株式会社
| 項目 | 詳細 |
|---|---|
| 会社名 | 濾過精工株式会社 |
| 住所 | 東京都中央区日本橋蛎殻町1-10-1 |
| 電話番号 | 03-6264-8575 |
| 公式サイト | https://www.rokaseiko.com/ |
濾過精工株式会社は、クーラントのなかでも精密機械用クーラントに特化した、高性能ろ過システムの開発と普及に取り組んできた会社です。
近年では、精密ろ過装置だけでなく、経験により積み上げたノウハウを活かし、クーラントタンク製造含めたクーラントシステム全体を提案しています。
濾過精工株式会社が提供する『精密クーラントろ過システム』は、スラッジをフィルターエレメントで捕集・除去し、クーラントの初期状態を可能な限り保持する循環式ろ過装置です。
特許を取得した独自の精密で円滑なろ過によって、加工に極めて高度な正確さを要求される分野でも、クーラントの清浄・長寿化に貢献しています。
また、逆洗浄機能も備わっているため、安定したろ過だけでなく、フィルター交換頻度も少ないです。
濾過精工株式会社の提案する製品は、多岐にわたる分野での需要が見込めるでしょう。
イースタン技研株式会社
| 項目 | 詳細 |
|---|---|
| 会社名 | イースタン技研株式会社 |
| 住所 | 神奈川県大和市福田6-9-21 |
| 電話番号 | 046-268-3131 |
| 公式サイト | https://www.eastern-tech.co.jp/ |
イースタン技研は1970年の創立以来、ユーザーの立場に立ち、より良い製品・サービスを提案してきた会社です。
設計開発から機械製作・修理メンテナンスに至るまで各部門と連携し、一貫した製造体制を確立することで、高機能かつコストパフォーマンスの高いマシンを提供しています。
イースタン技研のクーラントろ過装置は、ワイヤーカット放電加工機に使用される高性能ろ過フィルターが使用可能です。
そのため、マグネットセパレータでも取り除けない砥石カスや非鉄金属のスラッジも、根こそぎ除去できます。
また、コンパクト設計で場所を取らないため、小規模な工場でも活用できるでしょう。
イースタン技研のクーラントろ過装置を使用することで、あらゆるスラッジを確実に除去し、ワークの仕上がりを向上させます。
まとめ
今回は、超硬材の特性から超硬材スラッジの除去方法について解説しました。
超硬材は、炭化タングステンや炭化チタン等の硬質な金属炭化物粉末を、コバルトやニッケル等の鉄系金属粉末で焼結して作られる合金です。
低温時の硬さはもちろん高温時の硬さにも優れており、熱伝導率が大きく耐熱性に優れるなどの特徴があります。
ダイヤモンド砥石を使った研削加工であれば、硬度の高い超硬材も加工可能です。
しかし、超硬材の加工時に非常に微細なスラッジが発生してしまうため、クーラントろ過装置を使ってスラッジを除去するといいでしょう。
スラッジを効率的に除去したい方は、クーラントろ過装置の導入を検討してください。
