CNC 炭素鋼の究極ガイド

炭素鋼は最も広く使用されている材料です。CNC加工バランスの取れた強度、コスト効率、製造プロセスとの幅広い互換性により、工業用部品に最適です。
間違った炭素鋼グレードを選択すると、機械加工性の低下、予期しない工具の摩耗、公差目標の逸脱、さらには最終用途での部品の故障につながる可能性があります。
このガイドでは、次の 5 つの主要なカテゴリに分けて説明します。CNC炭素鋼、主要なグレード、加工動作、理想的な用途を説明し、エンジニアや調達チームがより迅速かつ正確な材料選択を行えるようにします。

炭素形鋼は、汎用 CNC 部品用のエントリー レベルの大量オプションです。-炭素含有量が低く、優れた成形性と溶接性を実現します。

コアグレード: AISI 1018 スチール
AISI 1018 鋼には 0.18% の炭素が含まれており、合金元素が最小限に抑えられているため、市場で最も手頃な価格の炭素鋼グレードの 1 つとなります。
優れた延性と耐衝撃性を備えていますが、引張強さは高級炭素の種類よりも低くなります。{0}}

機械加工性と使用例
の炭素鋼の被削性評価1018 の硬度は中程度です。硬度が低いため工具の摩耗は軽減されますが、チップ ブレーカーを使用しないと長く糸状の切りくずが生成され、サイクル タイムが遅くなる可能性があります。
これは、コストが最優先される非耐荷重ブラケット、スペーサー、一般構造コンポーネントに最適です。--
少量のプロトタイプ ビルドの場合、1018 は以下とうまく組み合わせます。{0}CNC試作サービス材料費と加工費を低く抑えるためのワークフロー。

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高品質の炭素構造用鋼基本的な構造グレードの上に位置し、より厳格な化学組成制御と精密部品の機械的一貫性の向上を実現します。

コアグレード: AISI 1045 スチール
AISI 1045 鋼には 0.45% の炭素が含まれており、1018 よりも大幅に高い引張強度と硬度を実現し、熱処理後の優れた耐摩耗性を備えています。
均一な組成により材料のばらつきが低減され、厳しい公差の加工でも信頼性が高くなります。{0}

加工性能と用途
1045 は、切削中に短く壊れた C 型の切りくずを生成します。-CNC加工による切りくず形成を制御し、チップ除去のためのダウンタイムを削減します。
これは、-次の場合に最適な選択肢ですCNCシャフト用炭素鋼バランスのとれた強度と寸法精度が要求される、ギア、ファスナーなど。
多くのCNC 加工シャフト産業機器向けの製品は、予測可能な加工応答と後処理硬化能力により 1045 から製造されています。-

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快削炭素鋼-加工速度と表面仕上げを最大化するように特別に配合されており、大量生産に最適です。{0}}

コアグレード: AISI 12L14 快削鋼-
AISI 12L14 快削鋼-には、切削中に自然なチップ ブレーカとして機能する鉛と硫化マンガンの介在物が含まれています。
これらの介在物により工具とワークピース間の摩擦が軽減され、より速い送り速度とより長い工具寿命が可能になります。

利点、制限、使用例
12L14 の最大の利点は、1018 と比較して 30 ～ 40% 速い加工速度であり、優れた炭素鋼の表面仕上げ機械からすぐに。
その主な制限は、溶接性の低下と衝撃強度の低下であるため、構造部品や高負荷部品には適していません。{0}}
それは次のような場合に最適です。量産CNC部品用炭素鋼コネクタ、ピン、小型精密部品など、サイクル時間がコストに直接影響する部品。
大量生産のコンポーネントの場合、12L14 は多くの場合、スイスのCNC機械加工高速で非常に厳しい公差を達成します。{0}

合金構造用鋼基本的な炭素鋼にクロム、モリブデン、ニッケルなどの元素を添加し、高応力用途向けの強度、靭性、焼入性を高めます。-

コアグレード: AISI 4140 合金鋼
AISI 4140 合金鋼は、優れた引張強度、疲労耐性、および完全硬化能力を備えたクロム-モリブデングレードです。-
焼きなまし状態でも良好な機械加工性を維持し、要求の厳しい負荷条件に合わせて熱処理して高硬度に達することができます。
油圧コンポーネント、ギア シャフト、重産業機器の高強度ファスナーなどに広く使用されています。{0}

浸炭グレード: AISI 8620 浸炭鋼
AISI 8620 浸炭鋼は、肌焼き用に設計された低合金グレードです。-、丈夫で耐衝撃性のある内核を保持しながら、硬くて耐摩耗性の外面を生成します。-

トランスミッション ギア、カムシャフト、および表面耐摩耗性とコアの靭性を必要とするその他の部品に最適です。

高強度合金鋼部品について話し合う-

炭素工具鋼は、最高の硬度と耐摩耗性を実現するように設計された高炭素、高合金のカテゴリであり、主に切削工具、金型、摩耗部品に使用されます。

AISI O1 工具鋼
AISI O1 工具鋼は、焼きなまし状態で良好な機械加工性を備えた油硬化グレードであり、熱処理後に高い硬度が得られます。{1}
ブランキング金型、切断刃物、精密ゲージ部品などによく使用されます。

AISI D2 工具鋼
AISI D2 工具鋼は、高-クロム、高-炭素グレードで、優れた耐摩耗性と硬化時の寸法安定性を備えています。
O1 よりも機械加工が難しくなりますが、摩耗の激しい工具用途でははるかに長い耐用年数を実現します。-
工具鋼部品は、過度の工具摩耗や表面損傷を避けるために、慎重な加工パラメータの調整が必要であることに注意してください。

炭素鋼グレード間の被削性の違いは、切りくず形成と微細構造を直接比較すると明らかになります。

切りくず形成比較
1018 などの低炭素グレードでは、長く連続した熱着色された青いチップが生成され、工具に巻き付き、表面欠陥を引き起こす可能性があります。{2}
1045 などの高炭素または快削グレードでは、短くてきれいな銀色の C 型の切りくずが生成され、簡単に排出できるため、ダウンタイムが削減され、仕上げが向上します。-

微細構造の説明
12L14 などの快削鋼には、内部のチップ ブレーカーとして機能する鉛と硫黄が分散して含まれており、切削工具が材料を通過するときに切りくずを粉砕します。
この微細構造により、寸法精度を犠牲にすることなく、より速い切断速度とより優れた表面仕上げが可能になります。

以下の表を使用して、一般的な CNC 炭素鋼グレードの主要な特性を一目で比較します。

炭素鋼は錆びやすいため、特に屋外や湿気にさらされる用途では、部品の長期的な性能を維持するには適切な表面仕上げを指定することが重要です。{0}
一般CNC表面仕上げサービス炭素鋼の場合、亜鉛メッキ、黒色酸化膜、粉体塗装、クリア ラッカーがあり、それぞれ異なるレベルの腐食防止と美観を提供します。
-高摩耗部品の場合は、耐食性とともに表面硬度を向上させるために、硬質クロムめっきや窒化を適用することもできます。

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