ダイヤモンド工具で加工できる材料、できない材料（なぜ鋼は削れないのか）

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ダイヤモンドで鋼が削れない理由

ダイヤモンドは知られている中で最も硬い物質なので、鋼で使えないのは不思議に思えます。理由は化学です。ダイヤモンドは純粋な炭素で、刃先で生じる温度では鉄が炭素を溶かし込み、反応します。原子単位で刃先が削られ、ごく短い切削で丸くなってしまいます。ニッケル、コバルト、チタンも似たふるまいをします。そのため鋼、ステンレス、チタンは超硬、CBN、セラミックで削り、単結晶ダイヤモンドは使いません。

同じ理屈で、光学分野の工夫も説明できます。鋼の金型インサートに無電解ニッケルリンめっきを施し、ダイヤモンド工具は鋼ではなくめっき層を削ります。めっきに十分なリンが含まれていれば、反応は起きません。

ほかの材料でダイヤモンドが優れている理由

アルミ、銅、真鍮、貴金属、樹脂ではこの反応が起きないため、ダイヤモンド本来の強みが生きます。他のどの切削材料よりも鋭く研磨できる刃先、極めて高い硬さ、そして非常に速い熱の逃がし方です。刃先は鋭く冷たいまま保たれ、残す面はその写しになります。1回の切削で、研磨なしの鏡面です。

削れるが、最適な工具ではない場合

• 高シリコン鋳造アルミ（ピストン、ホイール、多くのハウジング）：硬いシリコン粒子が単結晶の刃先を早く摩耗させます。PCDのほうがはるかに長持ちします。MCDとPCDの違いをご覧ください。
• どの材料でも重切削や断続切削：単結晶ダイヤモンドは脆く、衝撃で欠けます。荒加工は超硬やPCDで行い、最後の軽い切削にダイヤモンドを使います。
• 樹脂の研磨性の高い充填材（ガラス繊維入りグレード）：刃先を摩耗させるため、長いロットの前に試し削りをしてください。

脆い材料：特別なケース

ゲルマニウム、シリコンなどの赤外結晶は脆い材料ですが、サーマルカメラ用レンズとして日常的にダイヤモンド切削されています。ポイントは負のすくい角の工具と、非常に小さな切り込みです。この条件では材料が割れずに、金属のように細かい切りくずとして出てきます。超精密ダイヤモンド切削とはをご覧ください。

簡単チェック：自社の部品にダイヤモンド工具は合うか

• 材料は非鉄金属（アルミ、銅、真鍮、貴金属）、樹脂、無電解ニッケル、赤外結晶のいずれかですか？ それならダイヤモンドが候補になります。
• 面は鏡面、または光学的に透明である必要がありますか？ それなら工具はふつう単結晶ダイヤモンドです。
• 切削は軽く安定しており、機械の剛性は高いですか？ それなら単結晶ダイヤモンドは長持ちします。
• 鋼、チタン、ニッケル合金ですか？ それは超硬、CBN、セラミックの仕事です。

Bulunmaz にできること

Bulunmaz は、表の前半の材料向けに、天然ダイヤモンド・MCDの単結晶ダイヤモンド工具を製作しています。ダイヤモンドバイト、エンドミル、面取りカッター、チップ、フライカッターを、標準品または図面に合わせて作ります。お手持ちの材料がダイヤモンド工具に合うかわからない場合は、材質と部品の写真をお送りください。率直にお答えします。天然ダイヤモンド・MCD・CVDの解説もご覧ください。