技術コラム

ステンレス鋼は耐食性・耐熱性に優れ、医療機器・食品機械・半導体製造装置・自動車部品など、幅広い分野で使用されている材料です。特徴としては下記が挙げられます。

【ステンレス鋼の主な特徴】

・耐食性：酸化に強く、サビにくい

・強度が高い：高温でも強度が保たれる

・熱伝導率が低い：切削熱がこもりやすい

・粘りがある：切削加工時に素材が工具に付着しやすい

①ひずみやすい素材であることを前提に設計する

ステンレスは熱変化による歪みや残留応力の影響を受けやすく、加工後に反りが出やすい素材です。
特に板厚の薄い部品や長尺形状では、ひずみによる寸法不良が起こるケースが多く見られます。そのため、荒加工⇒自然冷却⇒仕上げ加工の段階をふんだ工程設計や「熱によるひずみを考慮した公差設計」が重要です。その他、薄肉部品は治具による歪み抑制の考慮も必要です。

②寸法が出にくいため、仕上げ加工前の冷却・荒加工を行う

ステンレスは切削中に発生した熱が逃げにくく、素材全体に熱がこもることで、膨張・収縮による寸法ズレが発生しやすいです。そのため、工程を段階的に分けて加工したり、荒加工・中加工の後に冷却時間を置いてから仕上げ加工を行う必要があります。

③材質によって加工性が異なることを考慮する

ステンレスには様々な系統があり、系統ごとに加工特性が大きく異なるため、設計・依頼時には、必ず材質を明記（例：ステンレス304かステンレス420か）するなどの対策が必要です。 特に設計者が知っておきたいのが、以下2つの代表的な材質と系統の違いです。

④工具の摩耗が早いため、適切な工具交換を行う

ステンレスは素材の粘り・硬さ・熱の影響によって、工具摩耗が早い傾向にあります。
特にオーステナイト系では、工具との「溶着」や「チッピング」が多発します。そのため、ステンレス対応の超硬工具やコーティング工具を使用したり、摩耗による不良を防ぐために工具の状況を確認します。

⑤切削油の適切な使用

ステンレスの切削加工において、切削油の使用は不可欠です。熱がこもる性質に加えて、溶着しやすいため、ドライ加工では工具寿命が極端に短くなり、仕上げ面の粗れも発生します。寸法精度向上、溶着・チッピングの防止の観点からも適切な切削油を使用します。

今回は、ステンレスの切削加工について紹介いたしました。アルミ加工コストダウンセンターを運営する株式会社岡部機械工業では、国内屈指の最先端設備を揃えており、高精度な加工を実現する環境を整えているため、お客様のご要望に沿った製品づくりを実現いたします。

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