cBN工具の再研磨とは？ダイヤとの違い・用途・再研磨のポイント
cBN（立方晶窒化ホウ素）工具は、焼入れ鋼など鉄系の高硬度材を加工できる数少ない工具材料です。超硬工具より高価なため、摩耗・チッピングのたびに買い替えるより、再研磨で刃先を再生して使い続ける価値が高い工具です。
この記事でわかることは次のとおりです。
- cBN・PCBN とは何か、ダイヤモンドとの違い
- なぜ鉄系の加工に cBN が使われるのか
- cBN 工具の摩耗・損傷と、再研磨のポイント
cBNとPCBNとは
cBN（Cubic Boron Nitride ＝立方晶窒化ホウ素）は、窒素（N）とホウ素（B）からなる高硬度材料で、ダイヤモンドに次ぐ硬さを持つとされます。常温・低圧では安定しないため、高圧・高温（HPHT）のプロセスで合成されます。
この cBN の砥粒を結合材とともに焼き固めた多結晶の焼結体が **PCBN（多結晶 cBN）**です。工具として使われるのは主にこの焼結体で、本記事では cBN 工具・PCBN 工具をほぼ同義として扱います。結合材の種類や cBN の含有量によって性質が変わり、含有量が低いタイプは耐摩耗性に、高いタイプは耐欠損性に優れる傾向があります。
なぜダイヤモンドではなくcBNなのか
ダイヤモンドのほうが cBN より硬いにもかかわらず、鉄系材料の加工に cBN が使われるのには理由があります。鉄に対する化学的な安定性です。
ダイヤモンドは鉄系材料を高温で加工すると、炭素が鉄に吸収されて黒鉛化し、激しく摩耗してしまいます。一方 cBN は、鉄・コバルト・ニッケルとの反応性が低く、高温下でも鉄系材料を安定して切削できます。住友電工の技術資料などをもとに整理すると、cBN とダイヤモンドの特性は一般に次のように対比されます。
| 特性 | cBN | ダイヤモンド |
|---|---|---|
| 硬さ | ダイヤに次ぐ高硬度 | 最も硬い |
| 鉄系材料との反応 | 高温でも反応しにくい | 約 700℃で黒鉛化が始まる |
| 主な用途 | 焼入れ鋼など鉄系の高硬度材 | アルミ・複合材など非鉄材 |
つまり cBN とダイヤモンド（PCD）は優劣ではなく、被削材が鉄系か非鉄系かで使い分けるのが基本です。非鉄材についてはPCD工具の再研磨で解説しています。
cBN工具が使われる加工
cBN 工具の代表的な用途は、焼入れ鋼の旋削、いわゆるハードターニングです。これは従来の研削（グラインディング）に代わる加工で、旋盤のプログラムで複合形状を加工でき、多品種の部品にも対応しやすいという利点があります。
被削材としては、焼入れ鋼が中心で、ほかに鋳鉄、焼結合金、インコネルなどの耐熱合金にも用いられます。自動車部品（ギア、CVT のプーリー、シャフト、ベアリングなど）の仕上げ加工が代表例です。なお、焼入れ鋼の切削（ハードターニング）は、住友電工によれば日本発・世界初の技術として 1970 年代後半に実用化されたとされています。
cBN工具の摩耗と損傷
cBN は高硬度ですが、比較的脆く靱性が弱点です。鉄との反応性が低いため高温下でのクレータ摩耗は抑えられますが、鋳鉄のように硬質粒子を含む被削材ではアブレシブ摩耗が進みます。
特に注意したいのが断続切削です。加熱と冷却が繰り返されると主切れ刃に**サーマルクラック（熱亀裂）**が生じ、それを起点に欠損しやすくなります。このため cBN 工具は連続切削に向いているとされます。こうした摩耗・チッピングが進んだ刃先は、再研磨で整え直すことで再び使える状態に戻せる可能性があります。
cBN工具の再研磨のポイント
cBN・PCBN 工具の再研磨には、主に次の手法があります。
- ダイヤモンド砥石による精密研磨：最も一般的。脆い材料のため送りを抑え、冷却しながら慎重に研削する
- 放電加工（EDM）：cBN は導電性があるため適用でき、非接触で研削応力による損傷を抑えやすい
- レーザーによる刃先成形：高い精度が得られ、特に超短パルスレーザーでは熱の影響を抑えやすい
いずれの手法でも、cBN の極端な硬さと脆さ、そして発熱の管理が課題になります。刃先のチッピングを防ぐには、剛性の高い機械、適切な砥石の選択、研削条件の最適化が欠かせません。刃先の品質は加工面の性状に直結するため、再研磨ではこの精密な刃先づくりが品質を左右します。
高価なcBN工具を再研磨で活かす
cBN・PCBN 工具は素材の製造コストが高く、超硬工具より高価です。高精度なインサートでは 1 個あたりの単価も高くなります。だからこそ、摩耗・チッピングのたびに新品へ買い替えるのではなく、再研磨で刃先を再生して使い続ける経済合理性が高い工具だといえます。
PLG再研磨を運営する株式会社スリーラボは、名古屋工業大学発の PLG（パルスレーザー研磨）技術により、cBN を含む硬質工具の刃先成形に取り組んでいます。詳しくはPLG（パルスレーザー研磨）とはを、再研磨の基礎全般は切削工具の再研磨 完全ガイドをご覧ください。お手元の cBN 工具が対応できるかは、概算見積もりでご確認いただけます。
よくある質問
Q. cBN工具やPCBNチップは再研磨できますか？ A. 工具の種類・摩耗状態によります。cBN などの硬質工具は PLG 技術に対応しており、対応可否は概算見積もりでご確認いただけます。
Q. cBNとダイヤモンド工具のどちらを選べばよいですか？ A. 焼入れ鋼など鉄系の高硬度材には cBN、アルミや複合材など非鉄材にはダイヤモンド（PCD）が一般的です。被削材で使い分けます。
Q. 納期と送料を教えてください。 A. 標準の納期は約 3 週間、送料は一律 555 円です。