工具鋼HRC60～65のCBNインサート選定：USN650による粗加工とUBN S4による高品位仕上げ

9SiCr、CrWMn、W6Mo5Cr4V2-HSSなどのHRC60～65の工具鋼は、切削負荷、断続性、加工面の状態によって求められるCBNインサート性能が変わります。大取り代を安定して除去する粗加工と、表面品質・寸法の再現性を管理する仕上げでは、同一のインサートを使い続けるのではなく、工程目的に応じて役割を分けることが重要です。

UHD（Henan UHD Ultrahard Tools Co., Ltd）は、工具鋼の硬旋削において、粗加工にはIntegral Brazed CBN Insert SeriesのUSN650、高品位仕上げにはSolid CBN Insert SeriesのUBN S4という工程別の選定ルートを提案します。

対象となる加工と、工程ごとに異なる課題

本ガイドは、HRC60～65に熱処理された工具鋼の旋削加工を対象としています。代表的な加工対象には、タップ・ダイス素材、冷間プレス金型、金型キャビティ、各種精密工具部品があります。

UHDの工程別CBNインサート選定

選定の基準は硬度だけではありません。断続の有無、取り代、加工前表面、要求される仕上げ面、工作機械・治具系の剛性をあわせて判断します。

選定の基本ルール：大取り代・断続衝撃・欠損リスクが高い場合はUSN650を優先し、高品位仕上げと寸法安定性を優先する場合はUBN S4を検討します。

参考切削条件：導入時の初期レンジ

下表はHRC60～65の工具鋼を旋削する際の参考導入範囲です。実際の条件は、工作機械の剛性、クランプ、突き出し量、冷却方式、断続の程度、加工代の均一性に応じて調整してください。

※上記は導入のための参考値です。現場検証により最適条件は変動します。

安定切削へ導く導入手順

1. 工況を分類する
   黒皮、酸化スケール、硬点、溝や段差による明確な断続がある場合は、まずUSN650を候補にします。仕上げ面、低い刀筋、寸法の再現性が主目的であれば、UBN S4を候補にします。
2. 保守的な条件から開始する
   粗加工では推奨範囲内の低めの切削速度から始め、欠損がないことを確認してから送りまたは切込みを段階的に調整します。仕上げでは、小切込みと安定した送りを基本に、表面状態と寸法推移を確認します。
3. 失効モードに応じて原因を切り分ける
   チッピングやコーナー欠けが発生した場合は、速度だけでなく、切込み、断続負荷、クランプ剛性、工具突き出しを確認します。表面不良では、刃先状態、振動、加工代の不均一、刀先高さを優先して確認します。
4. 条件を工程標準として記録する
   材料名・硬度、加工目的、表面状態、断続の程度、インサート材種、Vc・f・ap、発生した摩耗や欠損の状態を工藝票に記録すると、複数シフトや複数設備での再現性向上に役立ちます。

現場で確認したい安定性の要点

適用範囲と技術協議に必要な情報

本内容は、HRC60～65の工具鋼に対する硬旋削の選定指針です。極端な断続切削、著しく不均一な加工面、小径・深穴の内径加工、剛性不足の設備では、インサート選定の前に加工システム全体の確認が必要です。また、アルミニウム、銅などの非鉄金属や一部のオーステナイト系ステンレス鋼では、CBNとは異なる工具材料の検討が必要になる場合があります。

UHDへ選定相談を行う際は、被削材と硬度、部品図面の重要面、現行の切削条件、機械・ホルダ情報、代表的な摩耗・欠損または表面不良の写真をご用意いただくことで、USN650とUBN S4の工程分担および初期条件の検討を進めやすくなります。