CBNとは

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アルミナや炭化ケイ素を一般砥粒というのに対し、弊社が取り扱うCBN(立方晶窒化ほう素)砥粒、ダイヤモンド砥粒はそれらに比べはるかに硬い材料であるため、超砥粒と呼ばれており、主にダイヤモンドホイールやCBNホイール工具の材料として用いられます。一般砥粒に対して超砥粒は以下のような特徴があります。

  1. 熱伝導率が高い→工作物の温度上昇を抑えられ、「硬度低下が少ない」「圧縮応力が大きい」「加工変質層が少ない」など高品質な加工結果を得ることが期待できる。
  2. 硬度が高い→工具の切れ味が良好で摩耗も少なくなり、工作物を高能率、高精度に加工できる。工具交換が少なくなるため連続加工が可能となり、加工コストを下げることができる。

そのようなすばらしい超砥粒ですが、一般には聞き慣れないCBNという材料について、ダイヤモンドとの違いを踏まえながら紹介します。

CBNの特長
feature of CBN

CBN(立方晶窒化硼素(Cubic Boron Nitride))は、窒化ホウ素の分子構造の一つで、固形の人造化合物で自然界には存在しません。
この結晶の硬さはその構造に由来します。 窒素原子(N)は共有結合をする際に孤立電子対が1対余り、ホウ素原子(B)は共有結合の際に電子対が1対足りない。 このためNとBの間には配位結合が形成され、この結合は共有結合と同等である。 するとNもBも共有結合(と同等な結合)を4本ずつ持つことになり、炭素と同じくダイヤモンド構造になります。これにより、次の特徴があります。

  • ダイヤモンドに次ぐ硬さ
  • 熱安定性1,300℃まで熱的耐性
  • 鉄に対して不活性(炭素がない)

よってCBN砥粒は、常温時の硬さはダイヤモンドより劣るものの、高温下ではダイヤモンドよりも硬いという特徴があるため、使用温度が高い場合や、研削対象が「鉄」を含んだ鋼材の加工において、特にCBNホイールの原料として選定されることになります。

ダイヤモンドの弱点
Diamondo weaknesses

ダイヤモンドは炭素の共有結合体であり、地球上で最も硬く、優れた熱伝導率を有する物質として知られていますが、その弱点は「熱」と「鉄分」にあり、加工する材料によっては適さない場合があります。理由として、

  1. ダイヤモンドは700℃で酸化が始まる
  2. 鉄系の被削材は加工中に発熱すると、鉄とダイヤモンドの炭素が反応して、ダイヤモンドが侵食される

鉄系材料は特に塑性変形して削れていくため、研削時に高温が発生しやすいため上記2つの理由で加工が難しくなり、文字通り「刃が立たなく」なります。
したがって、研削する対象(被削物)に「鉄」が含まれている場合は注意が必要ですが、包丁や刃物など鉄鋼材料を手作業や低速回転のグラインダーなどで用いる場合などは、高温にならない為この限りではありません。
よって、鉄の有無と使用温度を注意すれば、切れ味に優れ、高能率・長寿命で、高い研削比実現の為にダイヤモンドを選定することができます。

ダイヤモンドの工業用途はこちら

CBN、ダイヤモンドに適した被削材料
suitable materials for CBN/diamond

CBN、ダイヤモンドの特徴を踏まえて、それぞれに適用する材料をまとめました。

CBN

炭素工具鋼(SK)、高速度鋼(ハイス、SKH)、合金工具鋼(SKC)、クロム鋼(SCr)、クロムモリブデン鋼(SCM)、ニッケルクロム鋼(SNC)、ニッケルクロムモリブデン鋼、ステンレス鋼(SUS)、耐熱鋼(SUH)、高炭素クロム軸受鋼(SUJ)

ダイヤモンド

超硬工具、超硬合金、硝子、光学ガラス、セラミックス、石英、水晶、陶磁器、宝石、フェライト、タイル、シリコン、サーメット、ダイヤモンド焼結体、石材、コンクリート

 

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グローバルダイヤモンドについて

グローバルダイヤモンドでは、お客様が現在お使いのダイヤモンド、CBN砥粒に関する課題や問題点を、以下の3つの切り口から解決・提案を図ります。カタログからのセレクト購入だけではなく、カスタマイズ対応で、お客様と一体になり、よりよい最終製品へのお手伝いをご提案します。

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  • 精密粗粒カット

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