工具鋼の一般的なグレードガイド: 特性、用途、比較

本物の工具鋼は、特別に配合された鋼合金です。これらの合金は、製造業や金属加工業向けに特別に設計されており、極度の機械的ストレスや高温下でも高い硬度、強度、耐摩耗性を維持します。私たちが日常生活で使用している一般的なハンマー、一般的なヤスリ、ノミは、本物の工具鋼で作られていません。 

工具鋼の世界は多様です。10 年を超える生産経験を持つ工具鋼サプライヤーとして、SteelPro Group は一般的な工具鋼のグレードを紹介し、この材料を真に理解するお手伝いをします。

工具鋼の一般的な種類

水硬化工具鋼（Wシリーズ）

これらの鋼はコスト効率に優れ、水中で焼き入れすることで硬化します。硬度は中程度ですが、高合金鋼に比べると、摩耗、熱、腐食に対する耐性は限られています。

用途: 手工具、低～中応力の切削工具、ノミなどの汎用工具によく使用されます。

冷間工具鋼（O、A、Dシリーズ）

これらの鋼は油または空気中で硬化され、優れた耐摩耗性と低温での高い硬度保持性を備えています。クロム、バナジウム、モリブデンなどの合金元素が含まれており、靭性と耐摩耗性が向上しています。

• O シリーズ: 優れた靭性と機械加工性を備え、中程度の摩耗用途に適しています。
• A シリーズ: 使用時の高い安定性と耐摩耗性が向上しました。
• D シリーズ: 耐摩耗性と硬度保持性に優れ、ダイカストやスタンピング金型に最適です。

用途: パンチ、ダイ、せん断ブレード、スタンピングツールなど、中程度のストレスと摩耗を受けるツールに最適です。

熱間工具鋼（Hシリーズ）

高温でも硬度を維持するように配合されたこれらの鋼は、熱変形に対する耐性を高めるために、クロム、モリブデン、タングステンと合金化されることがよくあります。特定のグレードに応じて、空気または油で硬化できます。

用途: 高温動作が標準であるダイカスト、押し出しダイ、熱間鍛造プロセスで一般的に使用されます。

高速度工具鋼（Tシリーズ）

これらの鋼には、タングステン、モリブデン、バナジウムが大量に含まれており、非常に高い温度でも硬度を維持できます。これらは、高速および高温で動作する切削工具や機械向けに特別に設計されています。

用途: ドリル、フライスカッター、その他の高速切削工具に最適です。

耐衝撃工具鋼（Sシリーズ）

破損したり砕けたりすることなく、急激な衝撃や揺れを吸収して耐えられるよう設計されています。通常、靭性と耐衝撃性を高めるためにニッケルとクロムが含まれています。

用途: ハンマー、ノミ、打撃工具など、突然の衝撃や周期的な衝撃に対する耐性が必要な工具に使用されます。

工具鋼の一般的なグレードの比較

以下の表は、広く使用されているいくつかの工具鋼グレードの重要な特性を概説しており、さまざまな材料を比較するのに役立ちます。

一般的な工具鋼グレードの主な特性

W1（水硬化工具鋼）

W1工具鋼は焼き入れが容易で、汎用工具に使用されます。炭素を多く含み、硬度を高めますが、他のグレードに比べて脆くなりやすい傾向があります。

アプリケーション: ノミ、ポンチ、軽作業用途の切削工具など、シンプルでストレスの少ない工具に最適です。

O1（油焼入れ工具鋼）

O1 は、適応性の高い工具鋼です。硬度と靭性の好ましい組み合わせと、優れた加工性を備えています。中程度の耐摩耗性と一般的な機械的特性が求められる工具によく使用されます。

アプリケーション: 切削工具、ダイ、パンチ、せん断刃などによく使用されます。

A2（空気硬化工具鋼）

A2 工具鋼は空気硬化が可能で、靭性と耐摩耗性のバランスが優れています。熱処理中に生じる歪みが最小限に抑えられるため、複雑な工具に最適です。

アプリケーション: ダイ、パンチ、ツールには、靭性と耐摩耗性の組み合わせが必要です。

D2（冷間工具鋼）

D2 は、炭素とクロムの含有量が多いため、耐摩耗性に優れていることで知られています。非常に硬いですが、A2 に比べて脆くなっています。D2 は耐摩耗性が高く、切削工具に最適です。

アプリケーション: 打ち抜きパンチ、ダイ、切削工具などの摩耗の激しい工具に使用されます。

H13（熱間工具鋼）

H13 は、熱疲労と高温に対する優れた耐性を備えています。高温下でも硬度と靭性を維持するため、高温作業用途に最適です。

アプリケーション: 鍛造用金型、押し出し金型、プラスチック金型などの熱間成形用途でよく使用されます。

M2（高速度工具鋼）

M2は高温下でも硬度と耐摩耗性を維持する工具鋼の一種で、他の工具鋼に比べて高速域でも切れ味を維持できることで知られています。

アプリケーション: ドリル、タップ、フライス、リーマなどの高速切削工具に広く使用されています。

M42（高速度工具鋼）

M42 はコバルト合金高速度鋼で、特に高速切削時に優れた耐摩耗性と靭性を発揮します。コバルト含有量が多いため、高温環境での性能が向上します。

アプリケーション: のこぎり刃、ドリル、フライスカッターなどの高性能切削工具に最適です。

プロジェクトに最適な工具鋼グレードを選択するにはどうすればよいでしょうか?

SteelPro Group の経験豊富な冶金学者として、私は数多くのクライアントがニーズに合った適切な工具鋼を選択する複雑なプロセスを進めるのを支援してきました。プロジェクトに適した選択を行うために役立つ専門家のアドバイスをいくつかご紹介します。

動作温度を評価する

ツールが高温環境で動作する場合は、H13 などの熱間加工鋼に注目してください。常温での用途には、D2 や O1 などの冷間加工鋼の方が適している可能性があります。

耐摩耗性のニーズを評価する

研磨材や繰り返し摩擦を伴う用途では、耐摩耗性の高い鋼を優先してください。この分野では D2 および M2 グレードが優れています。

強靭性要件を考慮する

ツールが衝撃荷重や突然のストレスにさらされる場合は、S7 などの耐衝撃グレードを検討してください。これらの鋼は、硬度を犠牲にすることなく優れた靭性を提供します。

加工性を考慮する

高性能鋼の中には、機械加工が難しいものがあることに注意してください。プロジェクトで複雑な形状や細かいディテールが必要な場合は、機械加工性に優れた O1 や A2 などのグレードを検討してください。

パフォーマンスとコストのバランス

最も高性能な鋼材を選択するのは魅力的ですが、性能とコスト効率のバランスを取ることが重要です。 

場合によっては、中程度の鋼材でも、よりリーズナブルな価格で十分な性能を発揮できます。高級鋼材は初期費用が高くなるかもしれませんが、工具寿命の延長やダウンタイムの短縮という点で大幅な節約が期待できます。

専門家に相談する

プロジェクトはそれぞれ異なります。SteelPro Group のチームのような工具鋼の専門家に遠慮なくお問い合わせください。お客様の要件に合わせたアドバイスとカスタム ソリューションを提供できます。

弊社の支援を受けて適切な工具鋼グレードを選択してください 

SteelPro Group では、お客様の特定のニーズに合わせた幅広い工具鋼製品を提供しています。当社の専門家チームは、切削工具、金型、カスタム コンポーネントの製造など、お客様のプロジェクトに最適な材料の選択をお手伝いします。SteelPro Group は、適切な工具鋼グレードで優れた性能と耐久性を実現できるようお客様をサポートします。