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冷間切断機は、金属を切断するために設計された丸鋸で、歯付き刃を使用して切断時に発生する熱を鋸刃によって生成された切り屑に伝達し、刃と切断される材料の両方を低温に保つことができます。[ 1 ]これは、金属を研磨して切断される材料と鋸刃に吸収される大量の熱を発生させる研磨鋸 とは対照的です。 [ 2 ]
金属は加熱されると膨張するため、研磨切断では切断対象物と刃の両方が膨張し、切断に必要な労力が増加し、刃が詰まる可能性が高くなります。これにより摩擦熱が増加し、刃の摩耗が激しくなり、エネルギー消費量も増加します。
冷間切断機は、高速度鋼（HSS）製のソリッドソーブレード[ 3 ] 、または超硬チップ付きで再研磨可能な丸鋸刃[ 4 ]のいずれかを使用します。 電動モーターと、多くの場合、一定のトルクを維持しながら鋸刃の回転速度を減速するための減速機[ 5 ]が装備されて います。これにより、HSS鋸刃は、歯当たりの非常に高い切削負荷で一定の速度で送り出すことができます。
冷間切断機は、ほとんどの鉄系合金および非鉄合金の加工が可能です。その他の利点としては、バリの発生が最小限に抑えられ、火花が少なく、変色も少なく、粉塵も発生しないことが挙げられます。切削刃の歯を冷却・潤滑するために冷却液供給システムを採用した鋸は、火花や変色を完全に抑制できる場合があります。鋸刃の種類と歯数、切断速度、送り速度はすべて、切断する材料の種類とサイズに適したものでなければならず、切断中の動きを防ぐために材料は機械的に固定する必要があります。
冷間切断鋸刃は、金属を切断するための円形鋸刃で、ソリッドHSS製とタングステンカーバイドチップ付き（TCT）製の2種類に分類されます。どちらのタイプの刃も再研磨が可能で、廃棄する前に何度も使用できます。冷間切断鋸刃は、比較的低速の回転速度（通常、毎分5000表面フィート（SFM）（25m/s）未満）と、歯当たり0.001～0.003インチ（0.025～0.08mm）の高い切削負荷で金属を切断するために使用されます。これらの刃は、高出力モーターと高トルク減速機、またはACベクトルドライブによって駆動されます。切断プロセス中、刃が回転し、送り機構が刃を前進させると、刃によるせん断作用で金属が切り出されます。これらの刃は、切断プロセス中に発生したすべてのエネルギーと熱を切り屑に伝達するため、「冷間切断鋸刃」と呼ばれます。これにより、刃と被削材を低温に保つことができます。
最初のタイプの冷間鋸刃であるソリッドHSSは、M2工具鋼またはM35工具鋼のいずれかから作られ、追加のコバルトが合金化されています。ソリッドHSS鋸刃は、鉄系切断用途では64/65 HRC、非鉄系切断用途では58/60 HRCに熱処理され、焼き入れされます。この高い硬度により、刃の切削エッジは熱と摩耗に対して高い耐性を持ちます。ただし、この硬度の増加は、刃を脆くし、衝撃に対する耐性をあまり高くしません。高品質のHSS冷間鋸刃を製造するには、非常に平坦で適切な張力の原材料から始める必要があります。刃は、反りを防ぐために、焼き入れ後にプレス焼入れする必要があります。HSS鋸刃は、切断プロセス中のクリアランスのために、通常は中空研削されています。HSSという用語は、必ずしもその意味するところどおりではありません。これらの刃は通常、350 SFMを超える表面速度で運転されることはありません。ソリッドHSS冷間切断鋸刃は、管、押出材、構造部材、ビレット、棒材、インゴット、鋳物、鍛造品など、さまざまな形状や種類の金属の切断に使用できます。これらの刃には、窒化チタン（TiN）や窒化チタンアルミニウム（TiAlN）などの特殊な耐摩耗性コーティングを施すこともできますが、一般的には、切断刃の表面積全体に冷却液がより均一に分布するように、黒色酸化物コーティングが施されています。
2番目のタイプの冷間鋸刃であるタングステンカーバイドチップ付き（TCT）鋸刃は、合金鋼製の本体に、歯の先端にろう付けされたタングステンカーバイドインサートが取り付けられています。これらのチップは、接線方向および半径方向のクリアランスを確保し、歯に適切な切削角度とクリアランス角度を与えるために、すべての表面が研磨されています。合金製の本体は、一般的にクロムバナジウム鋼などの耐摩耗性材料で作られ、38/42 HRCに熱処理されています。タングステンカーバイドチップは、ソリッドHSSよりもはるかに高い温度で動作できるため、TCT鋸刃は通常、はるかに高い表面速度で運転されます。これにより、カーバイドチップ付き鋸刃は、より速い速度で切断しながら、歯あたりの許容可能なチップ負荷を維持することができます。これらの鋸刃は、一般的に非鉄合金の切断に使用されますが、過去10年間で鉄系金属の切断用途でも非常に人気が高まっています。タングステンカーバイドインサートは非常に硬く（98 HRC）、非常に長い耐用年数を実現できます。しかし、これらの冷間鋸刃は、ソリッドHSS冷間鋸刃に比べて衝撃に対する耐性が劣ります。切断工程中に振動が発生すると、刃が深刻な損傷を受ける可能性があります。そのため、これらの冷間鋸刃は、バックラッシュのないギアボックスと、ボールねじ送りなどの定速送り機構によって駆動される必要があります。
携帯型冷間切断機は、主に建築業界の板金屋根職人向けに設計されており、厚さ6mm （0.24インチ）までの軟鋼を切断できます。研磨切断機とは異なり、冷間切断機は保護コーティングを損傷しないように設計されています。切削屑を回収するのに便利な頑丈なアルミニウム製キャッチャーを備え、サーメットチップブレードを使用しています。