工具鋼の熱間硬度はどれくらいですか?そうですね、製造業に携わっている人なら、これはおそらく少なくとも 1 度は自問したことがある質問です。私は工具鋼のサプライヤーとして、このトピックについてかなりの会話をしてきたので、いくつかの洞察を共有したいと思いました。
基本から始めましょう。高温硬度は、赤色硬度とも呼ばれ、高温でも硬度、強度、耐摩耗性を維持する材料の能力です。工具鋼の場合、工具は高応力および高温条件下で動作することが多いため、これは非常に重要です。たとえば、金属を切断、成形、鍛造する場合、工具は摩擦や変形によって発生する激しい熱にさらされます。工具鋼が良好な熱間硬度を持たない場合、工具鋼は柔らかくなり、すぐに摩耗し、刃先が失われてしまいます。
それでは、高温硬度はどのように作用するのでしょうか?すべては工具鋼の微細構造に起因します。工具鋼は、カーボン、クロム、バナジウム、モリブデン、タングステンなどのさまざまな合金元素で構成されています。これらの元素は鋼マトリックス内で硬質炭化物粒子を形成します。鋼が加熱されると、これらの炭化物は転位（結晶構造内の欠陥）の移動に対する障壁として機能し、鋼の硬度の維持に役立ちます。
いくつかの人気のある工具鋼とその熱間硬度特性を見てみましょう。
まずは、T1高速度工具鋼。 T1 は古典的な高速度工具鋼です。多量のタングステンが含まれているため、優れた熱間硬度が得られます。 T1 は約 650°C (1200°F) まで硬度を維持できます。これにより、フライス加工、旋削、穴あけなどの高速切削作業に最適です。高い高温硬度により、このツールは刃先をすぐに失うことなく、ステンレス鋼や高強度合金などの頑丈な材料を切断できます。
もう 1 つのよく知られた工具鋼は、D2 工具鋼棒。 D2 は高炭素、高クロムの工具鋼です。優れた耐摩耗性と適度な高温硬度を備えています。一部の高速度鋼ほど耐熱性はありませんが、適度な高温には十分耐えることができます。 D2 は、ブランキング金型、冷間成形金型、パンチなどの用途でよく使用されます。 D2 の高温硬度は、この種の作業に伴う繰り返しの衝撃や高圧に耐えるのに役立ちます。
それから、H13 工具鋼板。 H13は熱間工具鋼です。熱間鍛造、ダイカスト、および押出プロセスの極度の熱と応力に対処できるように設計されています。 H13 は、合金元素のバランスの取れた組み合わせにより、優れた熱間硬度と靭性を実現します。約600°C (1100°F) までの温度でも硬度を維持できます。このため、溶銑の成形に使用される金型に最適です。
ここで、工具鋼の熱間硬度をどのように測定するか疑問に思われるかもしれません。一般的な方法の 1 つはロックウェル硬度試験です。この試験では、ダイヤモンド コーンまたは硬化鋼球を特定の荷重で鋼の表面に押し込みます。次に、くぼみの深さを測定し、この測定値を使用して硬度を決定します。高温硬度を測定するには、高温で試験を繰り返します。
もう一つの方法はビッカース硬さ試験です。ロックウェル試験と同様に、ダイヤモンド圧子を使用して鋼の表面にくぼみを作成します。くぼみの大きさを測定し、硬さを計算します。ビッカース試験の利点は、より小さいサンプルまたは薄いサンプルに使用できること、および場合によってはより正確な硬度の測定ができることです。
熱間硬度に基づいて工具鋼を選択する場合、考慮すべき点がいくつかあります。まず、アプリケーションの動作温度について考えてください。高速切断や熱間鍛造を行う場合は、T1 や H13 などの熱間硬度の高い鋼が必要になります。気温がより穏やかな場合は、D2 が良い選択肢になる可能性があります。
次に、靭性、耐摩耗性、機械加工性などの鋼の他の特性を考慮します。場合によっては、トレードオフを行う必要があるかもしれません。たとえば、高温硬度が非常に高い鋼は、機械加工がより困難になる可能性があります。
工具鋼のサプライヤーとして、お客様の特定のニーズに適した工具鋼を見つけるのが難しいことは承知しています。だからこそ、私は手助けするためにここにいます。小規模の工場でも大規模な製造工場でも、私は最高の工具鋼ソリューションを提供できます。
工具鋼の熱間硬度について詳しく知りたい場合、または特定の要件について話し合いたい場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様の用途に最適な工具鋼についてアドバイスし、テスト用のサンプルを提供し、競争力のある価格を提供します。次のプロジェクトに最適な工具鋼を一緒に探しましょう。
参考文献
- ASM ハンドブック 第 1 巻: 特性と選択: 鉄、鋼、高性能合金
- 工具鋼技術 (Robert A. Grange と JK Tien)
