ホブ加工用切削油について

最近ホブ加工用切削油の開発依頼がありました。
ホブ加工では、切削点の圧力・温度が高いため、不水溶性切削油＋極圧（EP）添加剤が基本的な選択肢になります。
実際、ホブ加工用切削油では基油粘度とEP添加剤の組み合わせが工具摩耗や仕上げ面に大きく影響することが研究されています。
最近では塩素系EP剤を使用せず、硫黄系EP剤や金属系添加剤などを組み合わせる技術が報告されています。

ホブ加工用の切削油では、「不活性タイプ」を優先して検討する価値は高いです。ただし、必ずしも不活性タイプが万能というわけではなく、加工条件と後工程によって判断するのが適切です。

ここでいう不活性タイプを、一般的な意味での非活性硫黄系（Active Sulfurを含みにくい）EP油として考えると、次のようになります。

不活性タイプが有利な理由

特に歯車加工では、加工後に洗浄、浸炭、焼入れ、研削などが続くケースがあります。
そのため、単純に「工具寿命を一番伸ばす油」を選ぶのではなく、
加工性能＋ワークへの影響＋後工程への影響で評価することが重要です。
ただし、ホブ加工では「不活性＝弱い」とは限りません。
ここが重要です。
不活性タイプでも硫化エステル

• 硫化脂肪油
• ポリサルファイド
• S-P系EP剤
• 金属系添加剤

などを組み合わせることで、かなり高い極圧性能を出せます。

一方、高負荷ホブ加工で工具寿命を最優先する場合は、活性タイプが有利になる可能性がありますが、活性型切削油の「活性硫黄」が工具材質や加工条件によっては、工具摩耗を促進する方向に働くことがあります。
特にハイスホブでは注意が必要です。
なぜ摩耗が増える可能性があるのかと言うと活性硫黄は高温・高圧の切削点で金属表面と反応し、硫化物皮膜を形成します。
これは通常、工具―ワーク間の直接接触を減らす → 焼付き・溶着を防ぐ → 工具寿命を延ばすというEP作用につながります。
ところが、条件によっては硫黄の反応性が強すぎて、活性硫黄 → 工具表面との化学反応 → 工具刃先の化学的摩耗につながる可能性があります。
特に、
高切削速度
高負荷加工
高温になりやすい加工
ハイス工具
活性硫黄濃度が高い
油剤の極圧性が過剰
といった条件では注意が必要です。