インコネルの加工性｜基本特性や種類ごとの特徴について解説

2024年3月12日

インコネルは、その卓越した耐熱性と耐蝕性で知られるニッケル合金であり、特に高温や腐食が問題となる環境下での使用に最適な材料です。

この記事では、インコネルの基本的な特性から、さまざまな種類のインコネルが持つ独自の特徴、そしてこれらの合金を効果的に加工するための重要なポイントについて詳細に解説します。

インコネルとは？

インコネルは、主に高温環境や腐食環境で使用される、耐熱性や耐蝕性に特化したニッケル合金です。ニッケルを主体とし、クロム、鉄、炭素などの合金成分を添加しています。

インコネルと比較されることが多いハステロイとの違いは、機械的特性にあります。インコネルは高温下での機械的特性に重点を置き、一方ハステロイは耐食性に重点を置いています。

これらの材料は同じような成分から成るものの、使用目的や特性に違いがあります。

インコネルは高温下で高い強度と高い耐酸化性を持つ金属であり、主に高温環境や腐食環境で使用されます。

インコネルは高温環境においても強度が低下しないことで知られており、約700℃という高温下でさえ、その性能を維持します。この特性は、航空宇宙産業や自動車産業におけるエンジン部品など、高温が常に問題となる箇所での使用に非常に適しています。

さらに、インコネルはその耐食性においても優れており、約1000℃までの高温環境下でさえ、腐食の進行を防ぐことができます。水や多くの化学薬品に対しても高い耐性を示すため、化学工業やエネルギー産業など、腐食が問題となるさまざまな分野で重宝されています。

この耐腐食性は、インコネルが長期にわたり安定して機能を果たすことを可能にし、メンテナンスコストの削減にも貢献します。

一方で、インコネルの加工には特別な注意が必要です。この金属は、加工中にその硬さが増す傾向があり、これを加工硬化と呼びます。特に切削加工時には、工具の摩耗が激しくなることがあり、加工条件を適切に管理しなければなりません。

適切な工具の選択や切削速度、冷却剤の使用など、加工技術の専門知識が要求されるため、高度な技術を持った加工業者による精密な作業が必須となります。

インコネルは種類ごとに異なる特性と用途があり、それぞれは特定の産業や環境に適しています。

インコネル600は、その高い耐酸化性と応力腐食割れへの強さが特徴です。クロムイオンの含有により、アンモニア環境においても卓越した耐食性を発揮します。

これらの特性は水処理装置や航空機の排気系、さらには電子部品の製造において重宝されています。水や薬品、高温環境下での使用においても、インコネル600は長期にわたる耐久性と信頼性を提供します。

インコネル625は、特に海水といった腐食性の高い環境下でその価値を発揮します。孔食や隙間腐食に対する高い耐性を持ち、さらに高温下でも疲労強度が低下しないため、原子力廃液処理装置や海水用部品の製造に適しています。

厳しい環境条件下でも性能を維持することが求められる多くのアプリケーションで使用されています。

インコネル718は、その加工性の良さと高い引張強度、疲労強度で知られており、熱処理産業や化学産業をはじめとする幅広い分野で採用されています。

高度な強度と耐久性が必要とされるアプリケーションにおいて、他の材料よりも優れた選択肢となります。特に、長時間にわたる高温・高圧環境下での使用において、この合金の性能は他の多くの材料を凌駕します。

インコネルは高温環境下での機械的強度や耐蝕性に優れたニッケル合金であり、加工難易度が高い特性を持っています。以下に、インコネルを加工する際のポイントについて解説します。

工具の選定においては、耐摩耗性に優れたコーティングが施された超硬合金製の工具の使用が推奨されます。特に、高い耐熱性と耐摩耗性を備えたコーティング材料は、インコネルの加工における工具の寿命を大幅に延長させることができます。

切れ刃の形状選択も重要であり、材料に対する切削力を低減させる強ねじれ刃や、切削中の熱の分散を助ける多刃工具が好ましいとされています。

加工方法に関しては、インコネルが刃先に熱をこもりやすい特性を持つことから、適切な加工条件の設定が求められます。具体的には、回転数の調整によって熱の発生を抑制し、多刃工具の使用により熱を効率良く分散させる必要があります。

インコネル加工の際にはスイートスポットが狭いため、精密な加工条件の設定が不可欠であり、経験豊富なオペレータによる微細な調整が求められます。

加工硬化に対する対策としては、クーラントや切削液の使用が効果的です。これらの液体は、加工中に発生する熱を効率良く除去し、材料の溶着や工具の摩耗を防ぎます。特に、インコネルのように加工硬化を起こしやすい材料では、加工熱の管理が非常に重要となります。

適切なクーラントの選択と使用は、加工品質の向上と工具寿命の延長に直結します。

高洋電機株式会社では、難削材の加工に長年の経験と高度な技術を有しており、インコネルをはじめとする特殊合金の加工においても、顧客のニーズに応えることができます。

弊社の加工技術は、工具選定から加工方法、加工硬化への対策まで、各段階において精密かつ緻密なアプローチを実施。耐摩耗性に優れたコーティングが施された超硬合金製の工具の選定、適切な切削速度や冷却剤の使用により、インコネルの加工における課題を克服します。

長年にわたる技術の蓄積と、最新の加工技術の導入により、どんなに厳しい仕様の要求にも対応可能です。インコネルの加工をお考えの際は、ぜひ高洋電機にご相談ください。