特殊鋼とは

金属材料の基礎知識

特殊鋼は、通常の鋼よりも特定の特性や性能を持つ鋼材のことを指します。これらの特性や性能は、特定の用途や要件に対応するために調整されています。特殊鋼の特性には、耐摩耗性、耐食性、高温耐性、強度、硬度、磁性、または特定の磁気特性などが含まれます。特殊鋼は、自動車産業、航空宇宙産業、建設業、道路や鉄道のインフラ、工具製造、およびその他の産業で幅広く使用されています。

特殊鋼は、通常の炭素鋼や合金鋼とは異なる特性を持つ鋼材の総称です。これらの特性は、通常は特定の要件や用途に合わせて設計され、製造されます。以下に、特殊鋼の主な特性と用途について詳しく説明します。

  1. 耐摩耗性: 特殊な合金成分を含むことで、耐摩耗性が向上します。これは、機械部品や工具など、摩擦や磨耗が発生する環境で重要です。
  2. 耐食性: 特殊な合金成分や表面処理により、腐食や化学的侵食に対する耐性が高まります。これは、海洋環境や化学工業などで使用されます。
  3. 高温耐性: 特殊な合金成分により、高温下での強度や耐久性が向上します。航空機エンジン部品や炉内部品など、高温環境で使用されます。
  4. 強度と硬度: 特殊な熱処理や合金化により、強度や硬度が向上します。これは、機械部品や工具、建築材料など、高い強度が求められる場面で使用されます。
  5. 磁性: 特定の合金成分や熱処理により、磁性の特性が調整されます。磁気モーターや電気機器などで使用されます。
  6. 特定の磁気特性: 特殊な磁性を持つ合金は、磁気センサーやデータ記録装置などの用途に使用されます。

特殊鋼の製造は高度な技術を要し、材料の組成や熱処理条件などが厳密に管理されます。特殊鋼は、自動車や航空機のエンジン部品、刃物や工具、建設材料、電気機器など、さまざまな産業で幅広く使用されています。

特殊鋼の切削

特殊鋼の切削は、一般的な鋼材や他の材料と同様に、適切な工具や切削条件を用いて行われますが、特殊鋼の性質や硬度に応じて、いくつかの異なる考慮事項があります。

  1. 適切な切削工具の選択: 特殊鋼の種類や加工する材料に応じて、適切な切削工具を選択することが重要です。一般的な高速度鋼(HSS)や硬質合金(カーバイト)の工具が使用されますが、切削する特殊鋼の硬度や耐熱性によって、コーティングされた工具や特殊な切削工具が必要な場合もあります。
  2. 適切な切削速度と送り速度の設定: 特殊鋼の硬度や材料の特性に応じて、適切な切削速度と送り速度を設定する必要があります。これにより、切削時の過熱や工具の摩耗を最小限に抑えることができます。
  3. 適切な冷却: 特殊鋼の切削中には、十分な冷却が必要です。これにより、切削時の摩擦熱を効果的に排除し、工具の寿命を延ばし、加工表面の品質を向上させることができます。
  4. 適切な切削方法の選択: 特殊鋼の形状や加工する部品の要件によって、最適な切削方法を選択することが重要です。これには、旋削、フライス、ボーリング、ドリリングなどの異なる切削方法が含まれます。
  5. 適切な加工条件の確保: 特殊鋼の切削は、十分な工作機械の剛性と安定性を確保することも重要です。また、適切な工具の固定や工具の交換、加工中の適切な監視や管理も必要です。

特殊鋼の種類

特殊鋼にはさまざまな種類があります。それぞれの種類は、特定の特性や用途に適した材料特性を持っています。以下に、いくつか一般的な特殊鋼の種類を示します。

  1. 工具鋼: 工具鋼は、高い硬度、耐摩耗性、および耐熱性を持つ特殊鋼です。切削工具、金型、ダイス、およびその他の工具の製造に使用されます。工具鋼には、高速度鋼(HSS)、ホットワーク鋼、コールドワーク鋼、プレシジョン鋼などがあります。
  2. ステンレス鋼: ステンレス鋼は、耐食性や耐久性に優れた特殊鋼です。クロムやニッケルなどの合金成分を含み、酸化や腐食に対して非常に耐性があります。建築、食品加工、医療機器、化学工業などのさまざまな用途に使用されます。
  3. 耐熱鋼: 耐熱鋼は、高温下で強度を維持する能力があります。これは、高温で動作するエンジン部品や熱処理用の部品など、高温環境での使用に適しています。
  4. 耐摩耗鋼: 耐摩耗鋼は、摩耗や磨耗に強い特殊鋼です。機械部品や鉱業機械、土木機械など、高摩耗環境での使用に適しています。
  5. 合金鋼: 合金鋼は、鉄と他の合金元素(クロム、ニッケル、モリブデンなど)を組み合わせて作られる特殊鋼です。合金の組成によって、耐食性、強度、硬度、耐熱性などが調整されます。自動車部品、航空機部品、機械部品など、幅広い用途に使用されます。

これらは一般的な特殊鋼の種類ですが、さらに細分化されることがあります。特定の用途や要件に応じて、さまざまな特性を持つ特殊鋼が開発されています。

特殊鋼の熱処理

特殊鋼の熱処理は、鋼材の加熱と冷却を制御することによって、その微視的構造と性能を調整します。これにより、鋼材の硬度、強度、耐摩耗性、靭性などの特性を変化させ、特定の用途に適したものにします。以下は、特殊鋼の一般的な熱処理方法です:

  1. 焼き入れ:鋼材を一定の温度まで加熱し、その後急速に冷却します。通常、水、油、または気体で冷却します。これにより、高硬度の構造が形成されます。
  2. 焼戻し:焼きれ後の鋼材を比較的低い温度まで加熱し、適切な時間保持した後、冷却します。これにより、鋼材の脆性が軽減され、靭性が向上します。
  3. 高温焼戻し:鋼材を適切な温度まで加熱し、空気中で冷却します。これにより、鋼材の構造が均一化し、内部応力が軽減され、機械的性能が向上します。
  4. 焼きなまし:鋼材を高温まで加熱し、ゆっくりと冷却します。これにより、鋼材の構造が均一化し、残留応力が軽減され、加工性が向上します。

これらの熱処理方法は、特殊鋼の成分、用途、性能要件に応じて選択および調整され、最終製品が特定の用途要件を満たすようにします。

特殊鋼の用途

特殊鋼は一般的な鋼よりも特定の性能や特性を持っており、さまざまな用途に使用されています。その用途は多岐にわたりますが、以下に一部を挙げてみます。

  1. 工具製造: 特殊鋼は高い耐摩耗性や耐熱性を持ち、切削工具や金型などの製造に広く使用されています。
  2. 自動車産業: 自動車の部品製造において、特殊鋼は高強度、耐摩耗性、または耐食性が必要な部品の製造に使われます。エンジン部品やシャシー、ギア、車輪などがこれに含まれます。
  3. 建築業: 特殊鋼は建築物の耐久性や耐候性を向上させるために使用されます。特に海岸や高地などの厳しい環境下での使用に適しています。
  4. 航空宇宙産業: 航空宇宙機器や航空機の部品には高い強度、軽量性、耐食性が求められます。特殊鋼はこれらの要件を満たすために使用されます。
  5. エネルギー産業: 特殊鋼はエネルギー発電装置や原子力発電所、化学工場などの設備の製造に使用されます。高温や高圧の環境に耐えることができるため、安全性と信頼性が高まります。
  6. 医療機器: 医療用の器具や装置には高い耐腐食性や生体適合性が求められます。特殊鋼はこれらの要件を満たすために使用されます。

これらは一部の例であり、特殊鋼は他のさまざまな産業や用途でも使用されています。

特殊鋼ブランド対照

冷間金型用鋼

分類JIS相当AIAI相当愛知鉄鋼山陽特殊鋼大同特殊鋼日本高周波公鋼業プロテリアル不二越ウッデホルムボーラー
炭素工具鋼SK105W1-10 QK3YK3    K990
合金工具鋼SKS93 SK301QK3MYK30K3MYCS3   
SKS3 SKS3QKS3GOAKS3SGT ARNEK460
SKD1D3  DC1KD1CRD SVERKER21K100,K107
SKD11D2SKD11QC11DC11KD11SLD,SLD-iCDS11SVERKER21K105,K110
SKD11(改)    KD11MAX KD11S    
8%Cr系 AUD15
AUD11
QCM7
QCM8
DC53KD21SLD8
SLD10
MDS9SLIPNERK340
マトリックス系
ダイス鋼
 SXACE DCMXNOGAARK1 CALDIE
UNIMAX
W360
SKD12A2  DC12KD12  RIGORK305
ブリハードン
40HRC
   GO40FKAP65HPM-MAGIC IMPAX HH 
火炎焼入鋼 SX105VQF3GO5KRCXHMD5 FERMO 
低温空冷鋼   GO4KSMACD37   
耐衝撃鋼  QF1GS5KTV5YSM   
その他     SLD-MAGICICS22CALMAX
ELMAX
VANCRON40
VANADIS4E
VANADIS10
 
高速度
工具鋼
SKH51M2 QH51MH51H51YXM1SKH9 S600
SKH51系      SKH9D  
SKH55系    HM35YXM4HM35
HS53M
 S705
SKH57系    MV10XVC5HS93R
DURO-SP
 S700
マトリックス系  QHZDRM1
DRM2
DRM3
MH85
KMX1
KMX2
KMX3
YXR3
YXR7
YXR33
DURO-FZ
DURO-F1
DURO-F3
DURO-F7
DURO-V2
DURO-V5
  
粉末高速
度工具鋼
SKH40  SPM30DEX40 HAP40FAX38VANDIS30S590
マトリックス系   DEX-M1
DEX-M3
 HAP5R   
その他  SPM23
SPM60
SPMR8
SPMV6
SPMX4N
DEX20
DEX60
 HAP10
HAP50
HAP72
FAX31
FAX40
FAX55
FAXG2
VANADIS23
VANADIS60
S290
S390
S690
S790

熱間金型用鋼

分類JIS相当AIAI相当愛知鉄鋼山陽特殊鋼大同特殊鋼日本高周波公鋼業プロテリアル不二越三菱製鋼ウッデホルムボーラー
合金工具鋼SKD4   DH4KD4     
SKD5H21  DH5KD5     
SKD6H11  DH6KD6   VIDARW300,W400
SKD61H13SKD61QD61DHA
DHA1
KDADAC  ORVAR-2MW302
SKD61(改) AUD61
AUD60A
QDA61
QDN
QDX-
HARMOTEX
QDN1-R
DHA2
DH21
DHA-
WORLD
DH31-S
DH31-EX
KDA1
KDA1S
KDMAX
DAC-S
DAC3
DAC10
DAC55
DAC-MAGIC
  ORVAR-S
DIEVAR
FORMVER
W303,W403
SKD61
(快削)
   DH2FKAP90FFDAC    
SKD62H12 QD62DH62KDB     
SKD7H10  DH72KDH1    W320
SKD7(改) AUD72QDHDH32
DH71
DH73
 DAC40
YEM-K
DURO-N1   
SKD8H19  DH41KDF     
SKD8(改)   DH42KDF4MDC-K    
SKT4L6SKT4AQt41-
HARMOTEX
GFAKTVDM  ALVAR14W500
SKT4(改)  QDTGF78TD3     
析出硬化鋼 AUD91
MPH-K
 DH76   HD22B  
その他  QF5DH-A
Thermo
    BURE
BALDER
 
高速度
工具鋼
マトリックス系  QHZDRM1
DRM2
KMX1YXR33DURO-FZ
DURO-F1
  W360

プラスティック金型用鋼

分類硬さJIS相当AIAI相当愛知鉄鋼JFEスチール山陽特殊鋼大同特殊鋼日本高周波公鋼業プロテリアル不二越ウッデホルムボーラー
ブリハードン鋼13SC系1055 JFE-MD1PC55 KPM1
KPMAX
    
28SCM系4140 JFE-MD3
JFE-MD5
 PDS3     
33SCM(改)P20  PCM30PX5
PXA30
KPM30HPM7  M200
M201
M238
SUS系S420系   S-STAR
D-STAR
GHXHPM38PROVA-400
PROVA-450
STAVAXM303
M310
SUS系(快削)    G-STAR HPM77 RoyAlloyM315
35SUS系S17400  QSH6NAK101U630PSL CORRAXN700
36SCM(改)P20    JHX  IMPAXXHH 
40SUS系        EDRO400M303HH
SKD61(改)H13   DH2FKAP90FFDAC   
 P21  PCM40SNAK80KAP88HPM-PRO  M461
P21(快削)  PCM40NAK55KAP65HPM1  M261
P21(耐錆)     CENA1
CENA-V
   
      HPM-MAGIC NIMAX 
焼きれ
焼戻し鋼
60SKD11(改)D2AUD11 QCM8
SPMR8
(粉末)
PD613NOGAHPM31
ZCD-M
 RIGOR
SLEPNER
CALDIE
CALMAX
K105
K110
K340
57SUS系
440C
S44004  QPD5
SPC5
(粉末)
SUS440CSUS440CSUS440C440C
PROVA-500
(粉末)
ELEMAXM340
M390
N685
N690
N695
52SUS系
420
S420系   S-STAR
D-STAR
G-STAR
GHXHPM38
HPM38S
HPM77
PROVA-400
PROVA-450
STAVAX
POLMAX
MIRRAX
M310
M333
時効処理鋼50以上マルエー
ジング鋼
   QM300MAS1CKMSYAGEXEO-M21 V720
V721
その他        CORRAX 
40非磁性鋼     NMS1HPM75   

高速度工具鋼

分類JIS相当AIAI相当山陽特殊鋼大同特殊鋼日本高周波公鋼業プロテリアル不二越ウッデホルムボーラー
タングステン系SKH2T1  H2YHX2SKH2 S200
SKH3T4  H3 SKH3 S305
SKH4T5  H4 SKH4  
SKH10T15  HV5    
モリブデン系SKH51M2QH51MH51H51YXM1SKH9 S600
S614
S401
SKH52M3-1  H52 HM1  
SKH53M3-2  HV1   S607
SKH54M4  HV2 HM4  
SKH55   HM35YXM4HM35 S705
SKH56M36  HM36 HM36  
SKH57   HV10XVC5HS93R S700
SKH58M7  HM3 HM7NN S400
SKH59M42  HM42YXM42HM42 S500
その他   S70YXM27
YXM60
HS53M
HS97R
HM1
HMT12
HM33
SKH9D
DURO-SP
  
マトリックス系マトリックス系 QHZDRM1
DRM2
DRM3
MH85
KMX1
KMX2
KMX3
YXR3
YXR33
YXR7
DURO-FZ
DURO-F1
DURO-F3
DURO-F7
DURO-V2
DURO-V5
 W360
粉末系SKH40 SPM30DEX40 HAP40FAX38VANADIS30S590
その他 SPM23
SPM60
SPMR8
SPMV6
SPMX4N
DEX20
DEX60
DEX-M1
DEX-M3
 HAP10
HAP50
HAP72
HAP5R
FAX31
FAX40
FAX55
FAXG2
VANADIS23
VANADIS60
S290
S390
S690
S790
タイトルとURLをコピーしました