サーメットとは何か？超硬との違いと用途別選定基準を理解して失敗を避ける方法

金属加工

サーメットは金属とセラミックを組み合わせた複合材料で、耐摩耗性や耐熱性に優れることから工具や高応力部品に使用されます。特に切削工具や加工部品では、従来の超硬合金と比較した性能差を理解することが重要です。この記事では、サーメットと超硬の違い、特性、用途、選定ポイントを詳しく解説しています。

サーメットは、金属基材にセラミック微粒子を分散させた複合材料で、高硬度かつ耐摩耗性に優れています。セラミックの種類や含有量により硬度、耐熱性、靭性が変化します。これに対し、超硬合金は主にタングステンカーバイドをコバルトで結合した材料で、高硬度でありながら脆性が高いのが特徴です。

 

サーメットの主な特性は以下の通りです：

  • 耐摩耗性が高く、長寿命化に貢献
  • 高温環境での硬度低下が少ない
  • 靭性が比較的高く、衝撃に強い
  • 切削加工性が優れており、仕上げ加工で威力を発揮

 

基準・考え方

材料選定では、用途や加工条件を踏まえた適切な評価が不可欠です。以下の表にサーメットと超硬合金の代表的な特性を示します。

材料 硬度(HRA) 耐摩耗性 靭性 主な用途
サーメット 85〜92 高 中 精密加工用切削工具、高温加工部品
超硬合金 90〜94 非常に高 低 金属切削工具、重負荷加工

選定のポイントは以下です：

高温下で安定した硬度が必要な場合はサーメット極端な耐摩耗性が求められる場合は超硬合金衝撃に対する靭性が必要な部品にはサーメットが適している切削加工性を重視する場合、サーメットは仕上げ加工で優位

注意点

サーメットを使用する際は以下の注意点があります：

高硬度であるが脆性もあり、過負荷で破損する可能性加工条件を誤ると工具寿命が短くなるサーメットの種類や含有セラミック量によって性能差が大きいコストが高く、用途に応じた慎重な材料選定が必要

よくある誤解

「サーメットは超硬より常に強い」→ 性能は用途や温度条件で異なる「超硬とサーメットは同じ用途に使える」→ 衝撃や加工条件によって使い分けが必要「硬度が高い=靭性も高い」→ 高硬度でもサーメットは脆性に注意「切削性はすべてのサーメットで同じ」→ セラミック含有率により変動

 

まとめ

サーメットは耐摩耗性・耐熱性・靭性を兼ね備えた材料で、超硬合金との違いを理解したうえで選定することが重要です。用途や加工条件を踏まえた判断が、部品寿命や加工効率の最大化につながります。サーメットの物性、選定基準、加工条件を正しく理解して、失敗しない設計を実現しましょう。

よくある質問

サーメットと超硬合金の違いは何ですか？
サーメットは金属とセラミックを組み合わせた複合材料で、高耐摩耗性と靭性を兼ね備えています。超硬合金はタングステンカーバイド主体で耐摩耗性は非常に高いですが脆性があります。性能差や用途の選定については、サーメットの選定に関して解説で詳しく解説しています。また、特性比較の詳細はJISで確認できます。
サーメットの使用時に注意すべき点は何ですか？
サーメットは高硬度ですが脆性があり、過負荷で破損する可能性があります。加工条件によって工具寿命が変化するため慎重な選定が必要です。具体的な加工条件やコスト面については、サーメットの加工注意点に関して解説で詳しく解説しています。耐摩耗性や靭性の詳細は日本鉄鋼連盟でも確認可能です。
サーメットはすべて同じ特性ですか？
いいえ、セラミック含有量や種類によって硬度、靭性、耐熱性が大きく異なります。切削加工性も変化するため、用途に応じた材料選定が必要です。含有量と特性の関係については、サーメットの物性に関して解説で詳しく解説しています。詳細は特殊鋼倶楽部でも確認できます。

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