ステンレス切削加工の全て｜鋼種別加工性と精度向上の完全ガイド

ステンレス切削加工の基礎知識

ステンレスは耐食性や耐熱性に優れていますが、切削加工においては硬度の高さや加工硬化の性質が問題になります。オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系の鋼種によって加工性が大きく異なるため、材料選定段階での理解が不可欠です。鋼種別の特性に関して解説で詳しく解説しています。

ステンレス鋼の分類と加工特性

鋼種ごとの特徴を理解し、適切な刃具・加工条件を設定することが、精度確保と加工効率の向上につながります。

切削加工の基本条件と刃具選定

ステンレス切削では、切削速度、送り速度、切込み深さの設定が重要です。誤った条件では工具摩耗が早まり、加工面の粗さや熱による変形が生じます。

切削条件の目安

• 切削速度：オーステナイト系は15〜30m/min、フェライト系は30〜50m/min、マルテンサイト系は10〜25m/minが目安
• 送り速度：0.05〜0.2mm/rev程度、刃具の寿命や精度に応じて調整
• 切込み深さ：浅めに設定し、熱発生を抑制

これら条件は材料の厚み、刃具材質、冷却液の使用状況によって変動します。特にオーステナイト系は加工硬化しやすいため、初回の切削で刃先温度を管理することが重要です。

加工精度と寸法管理

ステンレスは熱伝導率が低く、切削熱による局所的な膨張が精度に影響します。長尺部材や精密部品では、加工順序や段取りも重要です。

寸法精度確保のポイント

• 加工順序を最適化し、熱蓄積を最小化
• 冷却液の使用で刃先温度とワーク温度を管理
• 切削後の応力残留を考慮し、仕上げ加工で微調整
• 加工硬化部位の除去や再切削に注意

用途別切削加工の注意点

用途に応じた切削設計が、製品品質や耐久性に直結します。

配管・建築部材

長尺部材では熱伸縮と応力を考慮し、切削による微小変形を抑えるため、段取りや固定方法を工夫することが重要です。

精密機械部品

寸法公差が厳しい部品では、仕上げ加工前に荒取りを行い、熱膨張を最小化します。

医療・食品機器

高耐食・耐熱が求められる部品では、表面仕上げと切削熱管理が重要です。加工時の酸化やバリ発生を防ぎ、安全性を確保します。

加工トラブルと対策

ステンレス切削では、加工硬化、工具摩耗、表面粗さ悪化などのトラブルが発生します。

• 加工硬化：冷間加工や刃先の摩耗で局所硬化が発生。初期段階で浅切削を行い、硬化部位を除去
• 刃具摩耗：熱と摩擦により摩耗。耐熱コーティングや高硬度材の刃具で対応
• 表面粗さ悪化：切削速度と送り速度の最適化、切削液による冷却で改善

よくある質問

まとめ

ステンレス切削加工は鋼種、硬度、加工条件によって難易度が変わります。適切な刃具選定、切削条件の最適化、寸法精度管理、用途別設計を行うことで、高品質かつ高効率な加工が可能です。鋼種別加工性、寸法管理、加工トラブル回避策まで、本記事ではステンレス切削加工の全てを徹底解説しました。