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SKD11とは、別名ダイス鋼とも呼ばれるもので、JIS規格で指定された合金工具鋼のひとつです。長所はさまざまですが、とりわけ耐摩耗性に優れていることで知られています。SKD11は炭素を1.4～1.6%、クロムを11～13％含有しています。含まれるクロムの量はマルテンサイト系ステンレス鋼とほぼ同等ですが、SKD11は炭素の含有量が多いためステンレス鋼には分類されません。 2.SKD11の用途 SKD11は、丈夫なので広い用途に用いられています。特に冷間金型用の合金用具鋼として、中量から多量生産用の金型に加工されることが多いです。プレスの金型は強い圧力がかかるため、SKD11のように優れた強度が求められます。他には、回転工具、切断機の刃、ゲージ、耐摩耗治具など、強度が必要とされる用途に向いています。 3.SKD11の特徴 一般的に強度があるとされるSKD11ですが、強度があるとは具体的にどのようなことでしょうか。SKD11の特徴について詳しく解説します。 熱処理による高硬度 SKD11は合金元素を多く含有するため、熱間の強度があることで知られています。熱処理では、830～880℃になる高温での焼きなましと、最高温度で1000～1050℃にもなる焼入焼戻し処理が行われます。これらの処理によって、SKD11は密度が7.80g/cm３と高強度、かつ高硬度です。頑丈な硬度によって、回転工具など硬度が求められる用途に使うことができます。 焼入れ後の変形が少ない SKD11は、元素をバランスよく含有しています。SKD11に含まれる合金元素は、炭素、ケイ素、マンガン、クロム、モリブデン、バナジウムなどです。多くの元素がバランス良く含まれていると、焼入れ後の変形が少なくなります。つまり、精密さが求められる金型に使うことができ、摩耗性に強い素材であると言えます。 4.SKD11の性質 ここではSKD11の性質について、物理的性質、化学的性質の2つに分けて解説します。 物質的性質 SKD11の物理的性質は以下のとおりです。 ※参考：物理的性質 | シリコロイ ラボ 物理的性質を見ると、耐熱性の高さからステンレス鋼によく似ており、幅広く利用できることがわかります。熱膨張係数は、他の合金に比較して低いのが特徴です。 化学的性質 SKD11の化学的性質は以下のとおりです。 特徴としては、炭素含有量が多いため耐食性がステンレスより劣ることが挙げられるでしょう。また、SKD11には、W（タングステン）を意図的に添加できないことが決められています。 5.SKD11のメリット SKD11のメリットとして特筆すべき点は、摩耗に対する強さです。製造する過程で行われる高熱処理により耐摩耗性が高まっています。また、熱処理後によるひずみが少なく、高い硬度を得られる点もメリットです。耐摩耗性や高度の高さは、主な用途である金型だけでなく工具にも使われるため、SKD11の流通性の良さにもつながっています。 6.SKD11のデメリット SKD11にはデメリットもあります。それが、熱処理後の硬度による被削性の悪さです。SKD11は、硬度が高くなるものの、変形しづらく加工が難しい特徴もあります。加工が必要なときは、適した加工方法を用いなければなりません。また、SKD11には炭素が比較的多く含まれています。このため、ステンレスと比較した耐食性の低さもデメリットと言えるでしょう。 7.SKD11の加工方法 ここでは、硬度が高く加工しにくいSKD11に対して有効な加工方法を2つ解説します。 切削加工 切削加工は、SKD11に対する熱処理前の成形方法となります。熱処理による硬化前ならば、他の炭素鋼と比較して硬度が高いとはいえ切削加工が可能です。ただし、熱処理後の切削加工は硬度が増してしまい困難になるため、精度が求められる形状への加工は研削加工を行います。 放電加工 放電加工は、SKD11の熱処理後の加工方法に用いられる方法のひとつです。電気を鋼材に流し、熱を起こして、この熱で鋼材を溶かしながら変形させていきます。SKD11は、高温に対しても変形が少ないため、放電加工に向いている金属です。また、SKD11は金型としてよく用いられますが、金型のなかには細かい表面形状を必要とするものも多く、細かい加工のできる放電加工はなくてはならない方法です。 8.SKD11の表面処理 SKD11には、いくつかの表面処理方法があります。それぞれの処理方法について解説します。 めっき めっきは、SKD11の防サビ対策として行うことの多い方法です。SKD11の耐食性はSS400やS45Cより高いものの、炭素の含有率の問題でステンレスよりは低いため、何らかの方法で耐食性を持たせる必要があります。めっき処理によって表面に腐食しにくい金属の被膜を作ると、SKD11が腐食しにくくなり、長持ちすることが期待できます。 熱処理 熱処理は、耐摩耗性や硬度を向上させるために、加工後に行う処理です。ここでは、熱処理の詳しい方法を解説します。 窒素処理 窒素処理とは、加熱した窒素またはアンモニアによって行う表面硬化を言います。別名を「窒化処理」とも呼ばれるものです。窒素処理では、窒素温度が低くなるほど表面の硬度は硬くなり、500℃の窒素では1,000HV以上の硬度を得られます。 物理蒸着(PVD) 物理蒸着は、真空中で加熱した成膜物質を蒸着させる方法です。いわゆる「乾式めっき」の一種で、表面に膜を作るため耐摩耗性を得られます。真空炉のなかで、高温で蒸発させた金属の粒子を、SKD11の表面に付着させることで完成します。 化学蒸着(CVD) 化学蒸着は、化学反応を利用して金属の表面に膜を作る方法です。真空または大気中で成膜物質を加熱したものを原料ガスとして、熱やプラズマ、光の力を借りてSKD11の表面に蒸着させます。耐摩耗性や耐食性が向上する硬化を期待できます。 9.SKD11の硬度は熱処理前後でどのくらい変わるか SKD11の硬度は熱処理の前後でどの程度変わるものでしょうか。具体的に解説します。 焼きなましによる熱処理 焼きなましとは、鋼を加工するために、一旦柔らかくする熱処理です。別名を焼鈍（しょうどん）とも言います。SKD11の場合は、830℃～880℃の高温で焼きなましを行います。高温下における焼きなましでは、不純物を取り除いて金属内部の成分を均一化することができます。なお、冷却方法として用いられる「徐冷」は、鉄鋼を炉の停止後に入れたままにして冷ます方法です。 焼きなましの熱処理温度と硬度 焼きなましの熱処理温度と硬度は下記のような関係となります。 焼き入れ・焼き戻しによる熱処理 焼き入れとは、鉄鋼の硬度を上げるために行う加熱、急冷却のことです。焼き戻しは、鉄鋼の強度を上げるために行う加熱、冷却の過程を言います。焼き入れと焼き戻しをセットで行うことによって、硬く強度のある鉄鋼ができあがるのです。なお、このとき冷却方法として用いられる「空冷」は、鉄鋼を炉の停止後に取り出し、常温で冷ます方法です。 焼き入れ・焼き戻しの熱処理温度と硬度 焼き入れ・焼き戻しの熱処理温度と硬度をまとめると、下記のようになります。 なお改良版は高温の焼き戻しによりHRC60～63の硬度を得られ、さらに靱性が高いと言えます。 10.SKD11とSLDとの違い SKD11はJIS規格に定められた鋼材ですが、SLDはプロテリアルの独自ブランド鋼材です。成分は、SKD11の炭素量が1.4～1.6％であるのに対して、SLDは1.5％と決められています。同様に、SKY11の場合クロムは11～13％ですが、SLDのクロム含有量は12％です。SLDはJIS規格でSKD11に相当するものであり、SKD11と成分はほとんど変わらないものの、配合の規格がしっかりとしており品質も安定しています。焼き入れ性も良く、耐摩耗性や耐熱性にも優れていて、金型や工具などSLDも多くの用途に使われています。 11.【プロテリアル】SLD以外の冷間工具鋼 プロテリアルではSLD以外にも冷間工具鋼を扱っています。主な冷間工具鋼について紹介します。 SLD-MAGIC SLD-MAGICは、非常に高性能の冷間工具鋼です。熱処理はSKD11と同様の処理を行うことができますが、500°C前後の焼戻しで高硬度と低変寸を両立させています。SKD11とほぼ同等の経年変寸で、年数が経過しても変形が少ないのがメリットです。低温焼戻しやサブゼロ・安定化処理により経年変寸がより小さくなるよう作られています。金型以外にも、自動車部品などの用途があります。 ACD37 ACD37は、SKD11と同等の優れた焼入性が特徴です。ただし、SKD11は1030℃での焼き入れになるのに対し、ACD37であれば850℃での焼き入れが可能となります。ワイヤ放電加工性や、被削性についても改善されており、より意図に即した形がつくりやすいと言えるでしょう。用途は板金用金型のほかに、精密性の求められるゲージにも使われます。 HMD5（火炎焼入鋼） HMD5は、被削性に優れた金型材料です。バーナ焼き入れにより均一な硬度を得られるほか、靱性、耐摩耗性すべてに優れ、焼き入れを行ってもゆがみが小さいため、精密な部品にも使うことができます。用途はプランク型、トリム型、抜き型といった各種の金型です。自動車用の金型にも使われています。 12.まとめ SKD11はJIS規格のもとで一定の品質を定められた金属鋼材です。錆びやすい面もありますが使い勝手が良いため、現在では広く使われています。当社はSKD11と同様の耐摩耗性をもった、より強靱な金属、あるいは加工しやすい金属もご用意しています。金属鋼材は、用途や使う場所に適したものを選択することがとても大切です。いずれも高品質で多彩な鋼材のなかから目的に合った鋼材が見つかります。まずはお問い合わせフォームから、お気軽にお問い合わせください。 当社の製品に関するご相談やご質問は、お問い合わせフォームよりお気軽にご連絡ください。 プロテリアルの製品資料のダウンロードはこちら 関連記事 プレス金型とは？ SKD61とは？ 金型に使われる材質とは？ 金型の種類・基本構造・動作を徹底解説！ 記事一覧へ  ページ上部へ サイトマップ 当ウェブサイトに関する利用条件 個人情報保護について ソーシャルメディアポリシー ブログ COPYRIGHT © Proterial, Ltd. 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