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説明
加工特性
スーパー合金は優れた強度、硬度、高温および酸化に対する耐性を特徴とします。これらの特性により加工が困難で、通常は高い切削力と遅い速度を要します。合金の靭性および加工硬化傾向は、過度な摩耗や熱損傷を避け、所望の表面仕上げを達成するために専門的な工具と冷却方法を必要とします。
加工パラメータ
スーパー合金の加工はパラメータの厳密な管理を要します。工具摩耗と熱の蓄積を最小限にするために低速切削(60-100 m/分)、効率と仕上げ品質のバランスを取る中速送り(0.1-0.5 mm/回転)、熱応力を減らし精度を確保する浅い切削(0.5-2 mm)が推奨されます。さらに工具コーティングと高いスピンドルパワーが性能向上に寄与します。
注意事項
スーパー合金の加工には工具摩耗と切削温度の厳密な監視が必要です。高圧冷却液の使用またはドライ加工が熱を放散し、工具寿命を延ばし部品の一体性を維持します。機械の剛性維持は振動を最小限に抑え、表面品質の低下を防ぎます。適切な工具選択、監視、過剰な熱発生の回避が最適な結果を得る鍵です。
インコネル合金
引張強度 (MPa)
降伏強度 (MPa)
疲労強度 (MPa)
伸び率(%)
硬度 (HRC)
密度 (g/cm³)
用途
インコネル600
690
250
260
40
90-100
8.47
熱交換器、タービンブレード、炉部品
インコネル617
825
550
300
35
95-105
8.95
ガスタービン、航空宇宙部品、発電所
インコネル625
880
340
290
8.44
海洋、航空宇宙、化学処理
インコネル690
860
400
350
32
8.89
原子力、熱交換器、産業用炉
インコネル713
760
25
8.70
ガスタービン、高温用途
インコネル713C
780
320
24
8.73
タービンブレード、燃焼室部品
インコネル713LC
800
420
330
22
100-110
8.75
航空宇宙用タービン部品、産業用エンジン
インコネル 718
1030
725
500
20
40-45
8.19
航空宇宙、低温タンク、ガスタービン
インコネル 718C
1050
510
18
45-50
高性能タービン、航空宇宙用途
インコネル 718LC
1060
770
520
8.20
航空宇宙部品、高温合金
インコネル 738
600
470
15
8.25
高温タービンブレード、燃焼室
インコネル 738C
1100
750
12
8.30
ガスタービンブレード、航空宇宙エンジン
インコネル 738LC
720
14
105-115
8.32
ガスタービン、航空宇宙用途
インコネル 751
8.18
高温産業用途、ガスタービン
インコネル 792
1150
570
10
110-120
8.16
航空宇宙部品、タービンブレード
インコネル 800
220
80-90
7.94
熱交換器、産業用炉
インコネル 800H
650
85-95
7.98
熱交換器、石油化学用途
インコネル 800HT
280
30
8.01
高温リアクター、産業用熱交換器
インコネル 925
900
8.40
化学処理、海洋環境
インコネル 939
950
ガスタービンブレード、高性能エンジン
インコネル X-750
1035
490
ガスタービン、航空宇宙エンジン、原子炉
モネル合金
引張強さ (MPa)
降伏強さ (MPa)
疲労強さ (MPa)
モネル 400
550-760
170-345
250-345
30-45
20-30
8.8
海洋環境、化学処理装置、ポンプ、バルブ、ファスナー
モネル 401
585-755
170-310
230-345
25-35
8.9
腐食性環境、海水用途、熱交換器
モネル 404
570-740
170-300
220-330
28-40
25-30
海洋、化学、食品加工用途、ポンプ、バルブ、熱交換器
モネル 450
620-810
280-400
260-370
15-30
30-35
化学処理、海洋用途、海水淡水化システム
モネル K500
1030-1300
690-1030
350-500
35-45
航空宇宙、海洋、バルブとポンプ部品、低温タンク、高強度構造部品
モネル R-405
30-40
海洋および化学用途、熱交換器、過酷な腐食条件にさらされる装置に使用
ハステロイ合金
硬さ (HRC)
ハステロイ B
240
200
55-75
化学処理装置、耐酸部品、腐食性流体処理システム
ハステロイ B-2
化学反応器、酸用配管、海水淡水化プラント
ハステロイ B-3
585
210
55-80
強酸処理、耐酸タンク、熱交換器
ハステロイ C-4
620
275
85
高温ガスタービン、熱交換器、化学反応器
ハステロイ C-22
310
270
50
90
化学、製薬、石油化学産業のプロセス機器
ハステロイ C-22HS
化学反応器、食品加工装置、高温酸性環境
ハステロイ C-276
石油化学処理、海洋環境、排ガス脱硫システム
ハステロイ G-30
45
8.85
発電、海水淡水化、耐酸ポンプおよびバルブ
ステライト合金
ステライト 1
1200
2
バルブシート、ポンプ、ベアリング、化学処理の耐摩耗用途
ステライト 3
850
700
4
8.33
バルブ部品、ポンプ、高温環境下の耐摩耗部品
ステライト 4
3
8.35
バルブシート、燃焼室、航空・発電の高耐摩耗部品
ステライト 6
5
工具の硬化処理、バルブ部品、高摩耗環境での耐摩耗部品
ステライト 6B
8.36
バルブシート、ポンプ、高圧・高温用途の耐摩耗部品
ステライト 6K
50-55
切削工具、硬化処理、航空および産業用途の耐摩耗部品
ステライト 12
工具の硬化処理、化学処理、海洋部品
ステライト 20
6
8.38
ベアリングの硬化処理、エンジン部品、高温および高摩耗の航空宇宙部品
ステライト 21
バルブ、ベアリング、ポンプ、過酷な摩耗環境の部品
ステライト 25
1250
高温耐摩耗コーティング、切削工具、バルブシート
ステライト 31
1300
55-60
8.45
過酷な摩耗環境、高圧バルブ部品、工具
ステライト F
ポンプ・バルブの硬化処理、海洋部品、高摩耗機械
ステライト SF12
バルブ部品、高温環境における硬化処理用途
ニモニック合金
耐力 (MPa)
ニモニック 75
930
410
35-40
ガスタービン、高温航空宇宙部品、エンジンブレード
ニモニック 80A
1000
460
8.28
航空機エンジン部品、熱交換器、タービンブレード
ニモニック 81
480
28
ジェットエンジン、航空宇宙部品、高温ガスタービン
ニモニック 86
8.23
ジェットエンジン部品、タービンブレード、高温発電
ニモニック 90
高性能タービンブレード、航空宇宙、ガスタービン
ニモニック 105
ガスタービン部品、高温用途、航空宇宙
ニモニック 115
8.31
航空機エンジン、タービンブレード、高温耐腐食部品
ニモニック 263
ガスタービン、航空機エンジン、極端な温度と高応力にさらされる部品
ニモニック 901
1370
高性能タービンブレード、ガスタービンエンジン、航空宇宙エンジン
ニモニック PE11
1350
航空宇宙、ガスタービン、高温バルブ部品
ニモニック PE16
1450
60
ジェットエンジン、タービンブレード、航空宇宙および高性能発電システム
ルネ合金
ルネ 104
8.34
高温タービンブレード、航空宇宙部品、ガスタービン、ジェットエンジン部品
ルネ 108
ガスタービン、航空機エンジン部品、優れたクリープ耐性を持つ高温用途
ルネ 142
1400
8.37
ジェットエンジン部品、航空宇宙用途、高応力タービンブレード
ルネ 41
高温ガスタービン部品、航空宇宙、防衛および工業用途
ルネ 65
60-65
航空機タービンブレード、航空宇宙エンジン、高温安定性が必要な高応力用途
ルネ 77
1500
65
ジェットエンジン、タービンブレード、航空宇宙および発電システムにおける高温・高応力部品
ルネ 80
1550
17
65-70
8.42
ガスタービン、航空宇宙エンジン、排気部品、高性能タービンブレード
ルネ 88
1600
70
8.43
高温タービンブレード、航空宇宙エンジン、極端な熱・機械負荷用部品
ルネ 95
1650
70-75
高性能タービン部品、航空宇宙エンジン、極端な温度・荷重用途
ルネ N5
1700
75
ジェットエンジン、ガスタービンブレード、極限高温用途
ルネ N6
1750
11
8.48
航空宇宙、ジェットエンジン部品、高温発電システム
後処理
機能
ホットアイソスタティックプレス(HIP)
内部の空隙を除去し、構造を高密度化し、過酷な熱サイクル負荷環境下での疲労耐性を向上させます。
熱処理
微細構造を変更して、耐力、硬度、クリープ耐性および高温性能を向上させます。
TBCコーティング
セラミックのバリア層を塗布し、熱伝導率を低減するとともに、高温酸化環境から金属表面を保護します。
CNC加工
先進の切削工具を用い、スーパーアロイ部品の厳しい寸法公差、複雑な形状、および再現性のある精度を保証します。
放電加工(EDM)
電気放電を利用し、機械的ストレスや従来の工具の制約なしに複雑なスーパーアロイ形状を加工します。
深穴加工
冷却チャネルや流体配管システムのために、密度の高いスーパーアロイに長くまっすぐな高精度穴を加工します。
パラメータ
提案
高出力スピンドル (材料により20-40 kW)
スーパーアロイは硬度と強度が高いため、加工には高いパワーが必要です。高いスピンドルパワーは切削効率の維持に寄与します。
適度な送り速度 (0.1 - 0.5 mm/rev)
送り速度は切削速度と工具摩耗のバランスを考慮して最適化されるべきです。スーパーアロイは遅めの送りが必要な場合があります。
低速切削 (60-100 m/min)
高硬度かつ靭性のため、スーパーアロイは過度な工具摩耗や熱蓄積を防ぐため低速切削が必要です。
浅~中程度の深さ (パス毎に0.5 - 2 mm)
スーパーアロイは工具と材料への過剰な熱負荷を避けるため、浅い切削が求められ、応力軽減に役立ちます。
小さなステップオーバー (0.1 - 0.5 mm)
仕上げ時の小さいステップオーバーは滑らかな表面仕上げを保証し、材料の変形を防ぎます。
カーバイドまたはサーメット工具
カーバイドとサーメット工具はスーパーアロイの効果的な加工に必要な硬度と耐熱性を提供します。
高圧冷却液またはドライ加工
高圧冷却液は熱を低減し工具寿命を改善します。適切な工具と共にドライ加工も熱影響軽減のために用いられます。
TiAlN、CVDコーティング等のコーティングカーバイド工具の使用
コーティングは摩耗を減らし、切削性能を向上させ、高温合金加工時の工具寿命を延ばします。
ポジティブの逃げ角と鋭利な切削刃
ポジティブな逃げ角は切削力を減らし、より滑らかな仕上げを実現、スーパーアロイに重要です。
リアルタイムの工具摩耗監視システム
摩耗を監視し、著しい劣化前に工具を交換することで工具破損を防ぎ、高精度を維持します。
熱安定性を備えた高剛性CNCマシン
スーパーアロイは硬く強靭な材料であり、加工時に精度を維持するために安定した剛性の高い機械が必要です。
適切な治具設計と減衰技術により振動を最小化
振動を減らすことで滑らかな加工が可能となり、特に高精度のスーパーアロイ部品での工具損傷を防ぎます。