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超硬刃物の素材選定のポイント(紙・不織布・フィルム製造)

超硬ってよく聞くけど、実際どんなものなの?そんな人はぜひ読んでみてください。

読むと改善のヒントになるかもしれません。誰も教えてくれない素材選定のポイントまでお教えします。

超硬とは?

刃物に使われている超硬とは、WC(炭化タングステン)を Fe、Co、Niなどの鉄系金属で焼結したものを超硬合金と呼んでいます。もう少し簡単に言うと・・・タングステン(W)というレアメタルをコバルト(Co)を糊として使い、他の金属をほんの少し混ぜて特色を出したうえで、押し固めたものです。

超硬と一言で言ってますが、その種類は多く超硬メーカーごとにも成分が微妙に違っています。

 

超硬の特徴

①:硬い

まず、一つ目の特徴として、名前の由来でもある硬度の高さです。本当に「チョー(超)硬い」です。そのため耐摩耗性は抜群ですが、靭性が悪いという一面もあります。つまり欠けやすかったり、折れやすいという欠点もあります。

②:さびにくい

主成分であるタングステンはさびないものなので、超硬自体もさびにくいという特徴があります。ただし、糊として使用しているCo(コバルト)や特色を出すために入れている物質は金属なので、さびないとは言えません。あくまで、SKDやSKHなどの鉄が主成分の合金に比べるとさびにくいということです。

これに関しては、耐食性の高い超硬もありますので、食品や衛生用品を製造されている方は使用用途によっては耐食用超硬もお勧めいたします。

③:高価

主成分であるWがレアメタルなので、素材自体は非常に高価です。Wは国内では採掘できない上にCoなども電子部品の原料の一部ということもあり相場や国際情勢の影響を受けやすい素材です。素材メーカーの企業努力で抑えていただいている部分はありますが、値段が変わりやすい素材ではあります。

 

超硬の種類と選定のポイント

わが社が多種多様な超硬素材の何を見て選定しているか?特別に一部公開したいと思います。

まず初期段階で見る項目は、「粒子径」「硬度」「抗折力」です。構成成分はメーカーの企業秘密ですし、メーカーによって公開している情報も異なります。

ただ、この3項目はほとんどのメーカーが公表しています。

粒子径

WCの粒子径で「普通」「微粒子」「超微粒子」に分けられます。その上で粒子径の中で硬度によって材種が分けられます

硬度と抗折力

抗折力とは折れにくさのことです。

硬度はHRA88~92が一般的です。硬度が高いと耐摩耗性は高くなりますが、耐衝撃性は悪くなり、欠けやすくなります。

粒子径 硬度 特徴
普通超硬(G種等) HRA88~HRA92 超硬の中では安価。もっともよく使われる。
微粒子超硬  HRA88~HRA92 普通超硬に比べ高硬度で耐衝撃をあげられる
超微粒子超硬  HRA88~HRA92 高硬度で抗折力が高く、シャープエッジが必要な場合にはお勧め

切断条件

素材選定で最も重要なのは、「切断条件」です。超硬を使用することで高い耐摩耗性を得たとしても、使用上衝撃に耐えられないと元も子もありません。

また、刃物単体が長寿命化しても相手側(アンビルロールや周辺部品)が短命化したり故障の原因になってもいけません。したがって、材質選定でもっとも大事なことは

刃物単体で考えず、上下刃セットで考えたり、周辺部品や切断条件含めトータル的に考えることだと思います。

 

下記では、使用用途に合わせてご提案した一例をご紹介しています。詳しくは下記をご覧ください。

□ 不織布用カッターの錆防止事例 >>>詳しくはこちら

 

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