ステンレスの開先加工でお困りではありませんか?

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「ステンレスの特徴について詳しく知りたい」
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開先加工.comなら、ステンレスをはじめとした難削材や非鉄金属も
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ステンレスは難削材に分類されており、特に切削や研磨といった加工が難しい金属です。
そのため、ステンレスの開先加工は依頼をお断りする業者も多いのが実情です。

ステンレスは難削材に分類されており、特に切削や研磨といった加工が難しい金属です。
そのため、ステンレスの開先加工は依頼をお断りする業者も多いのが実情です。

ステンレスの特徴

ステンレスは「錆びない」という意味で、正式名称を「ステンレス鋼」と言い、クロムまたはクロムとニッケルを含む錆びにくい合金鋼の事を言います。
SUS(サス)とも呼ばれており、含有物の量や熱処理による温度変化によって、さまざまな特性に変化するため、用途に合わせたステンレス製品を作ることができ、その種類は100以上です。

金属材料としてのステンレスのメリット

  1. 耐食性に優れている
    ステンレスとアルミニウム、双方とも錆びにくい性質を持っていますが、より耐食性が高いのはステンレスです。
    表面はクロムと酸素が結合した不動態皮膜に覆われており、一部が傷ついてもすぐに再生する性質があります。
    ただし、絶対に錆びないというわけではなく、室外の湿気、塩気のあるような場所では時間経過とともにゆっくりと腐食します。
    「もらい錆び」もステンレス鋼の弱点です。
  2. 耐熱性・蓄熱性に優れている
    ステンレスは500℃まで引張強度に大きな変化がありません。
    しかし、500℃を超えるような高温化では機械的強度が落ち込んでいきます。
    更に、アルミや銅などに比べると熱伝導性に劣りますが、熱をため込む性質があるため、一度温まれば冷めにくいのが特徴です。
  3. 比強度(強度 / 比重)が高い
    熱処理や構成元素によっても変化しますが、ステンレス鋼は鉄より強度が高く、外部から一定の圧力を受け続けた時に急に弱くなる「降伏」という現象がないため、耐久性を重視する場面で使用されます。
    建築・土木分野では構造物や建造物の基礎や骨格にも使われます。
  4. 種類が豊富
    ステンレスの種類は多種有り、常温における金属組織によって大きく分類すると以下の5種類に分けられます。
    ・マルテンサイト系
    ・フェライト系
    ・オーステナイト系
    ・オーステナイト・フェライト系
    ・析出硬化系

    そこから、成分によってさらに細分化され、オーステナイト・二相ステンレス・フェライト・マルテンサイトなどJIS規格だけでも100種類以上、海外規格品も含めると200種類以上です。
    それぞれ特徴が違い、用途によって使い分けることができるため、ステンレスは幅広い分野で必要とされています。

開先加工におけるステンレスのデメリット

  1. 溶接が困難
    ステンレスは、種類によってそれぞれ溶接特性が大きく異なり、成分によってさらに細分化されるので溶接特性が多様となります。
    そのため、開先溶接には細心の注意が必要で、加工者には十分な知識と技術が求められます。
    日本国内で広く使用されているオーステナイト系のステンレスだけでも、溶接入熱により製作物が大きく変形してしまったり、鋭敏化・応力腐食割れ・高温割れ(凝固割れ)が起こるなど、さまざまな対策が必要です。
    当然、ステンレスが使用される主な製品は、腐食環境であったり、高熱、低温環境で使用されるため、溶接部の信頼性が極めて重要になります。
    以上のような理由から、ステンレスの開先溶接を行うためには、特徴をよく理解し、適切な溶接方法を選ぶ必要があります。
  2. 技術者によって品質が大きく変わる
    メリットで上げたステンレスの蓄熱性ですが、開先加工からすると、切削時に熱がこもってしまうリスクに変じてしまいます。
    こもった熱は刃先の欠けや焼け付きなど工具の欠損に繋がるだけでなく、母材であるステンレスにも影響を与えます。
    通常、金属を切削加工すると摩擦により800~1200℃程度の熱が発生しますが、その熱は切り粉に分散し、切削油とともに離れていきます。
    しかし、ステンレスは熱が切り粉に伝わりにくいため、低温の切り粉が加工品に溶着し、これも加工の難易度を上げる一因となっています。
    また、ステンレスには加工硬化と呼ばれる、負荷を与えることでより硬くなる性質があります。
    加工硬化が発生すると、硬くなる分、脆くなってしまいます。
    加工硬化を起こさないためには、技術者がこれまでの経験から蓄積した「加工硬化を起こさせない条件」を用いる必要があり、これを知らないと、難削材であるステンレスの切削加工はできないと言っても過言ではありません。

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ステンレスの開先加工

ステンレスは錆びにくく、強度の高い金属です。
種類も多岐にわたり、結晶構造により性質が変わります。
表面処理により見た目の調整をすることもできます。 強度が高い反面、加工難易度が高いだけでなく、熱伝導率が低く熱をため込みやすい性質と、加工硬化性を兼ね備えていて、開先加工が難しい素材です。
さらに、工具との親和性が高く、切削時に出る切り粉が刃物に溶着しやすいことから、加工精度が出しにくい特徴もあります。
ステンレスの開先加工には、材料選びだけでなく工具や加工時の条件にも気を配る必要があります。

ステンレスの溶接が難しい理由のひとつは、ステンレスは金属構造や化学成分によって、非常に細かく分類されているからです。
一口にステンレスといっても、鋼種によってその特徴は大きく異なり、選択すべき溶接方法も変わります。
そのため、開先溶接を成功させたいのであれば、母材の持つ特徴や溶接方法の特徴を熟知しておく必要があります。

「加工が難しい」「加工に時間がかかりすぎる」



「どうやって加工したら良いかわからない」
そのお悩み、ぜひご相談ください!

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