D7 冷間工具鋼: 特性、製造、形状、用途

D7 冷間工具鋼は、高い耐摩耗性と靭性が必須の用途で際立っています。熱処理後の硬度が優れていることで知られており、切削工具、金型、ダイス用の信頼性の高い材料です。圧力に耐え、摩耗に抵抗する能力を備えた D7 は、耐久性と精度が求められる業界に最適です。この記事では、その主要な特性、製造プロセス、および実際の用途で D7 鋼が真価を発揮する分野について詳しく説明します。

D7 Steelとは何ですか?

D7 鋼は、炭素を多く含み、クロムを豊富に含む空気硬化型工具鋼で、2.0% 炭素と 12% クロムの組成により、優れた耐摩耗性と強度を備えています。これにより、優れた硬度 (熱処理後 80～85 HRC) が得られます。主に、冷間加工用途の切削工具、ダイ、鋳型に使用されます。D7 は、鍛造と圧延によって加工され、油や水による焼入れが不要なため、耐久性があり長持ちする工具を必要とする業界に最適です。

D7冷間工具鋼の特性

D7 冷間工具鋼は、高応力下でも優れた耐摩耗性、靭性、硬度を発揮します。空気硬化特性により加工が簡素化され、切削工具、ダイ、鋳型で信頼性の高い性能が保証されます。

D7鋼の化学組成

D7鋼の化学組成は次のとおりです。

D7鋼の物理的特性

D7鋼の物理的特性は次のとおりです。

加工性: 機械加工は比較的簡単ですが、その硬さゆえに最良の結果を得るには特殊な工具が必要になる場合があります。

密度D7 は密度が高く、耐久性に優れていますが、比較的重量があります。

比熱容量D7 は熱をよく吸収し、さまざまな温度でも安定性を維持します。

熱伝導率: 熱をすぐに放出しないため、強度を維持するのに役立ちますが、特定の状況では冷却が必要になる場合があります。

熱膨張係数: 一定の膨張・収縮を繰り返すため、温度変化に対しても優れた寸法安定性を保ちます。

D7鋼の機械的特性

D7鋼の機械的特性は次のとおりです。

引張強度と降伏強度: 高い引張強度と降伏強度を備えた D7 は、破損することなく大きな力に耐えることができるため、常にストレスを受ける切削工具や金型に最適です。

弾性率（210 GPa）D7 の剛性により、高負荷下でも形状が維持され、工具や成形の精度が維持されます。

衝撃強度（30 J）D7 は最も頑丈な鋼ではありませんが、割れることなく中程度の衝撃を吸収し、制御された高ストレス環境に適しています。

硬度（58-62 HRC）D7 は摩耗や擦り傷に強く、長い工具寿命を保証しますが、硬度が高いため柔軟性は低くなります。

D7 は耐久性の高い環境に最適ですが、同じシリーズの D2 や D6 などのグレードの方が、靭性や耐衝撃性の向上に適している場合があります。 

D7冷間加工鋼の製造

D7 鋼は強靭で耐久性に優れているため、高性能ツールに最適です。その特性を最大限に活かすには、適切な加工が不可欠です。主な工程の簡単なガイドを以下に示します。

鍛造・圧延

D7を鍛造または圧延する場合は、 1000°C～1200°C (1832°F ～ 2192°F)。これにより、鋼の強度を失わずに加工しやすくなります。鍛造中は、ひび割れを防ぐために温度を一定に保ちながら、鋼を慎重に成形します。その後、ゆっくりと冷却して構造を洗練させます。

圧延の際には、鋼材を同じ温度範囲のローラーに通します。徐々に冷却することで靭性を保ちます。

熱処理

熱処理は D7 のパフォーマンスにとって重要です。

アニーリング: D7 を 830°C ～ 880°C (1526°F ～ 1616°F) まで加熱し、2 ～ 4 時間そのままにしてから、ゆっくり冷却します。この手順により、鋼鉄内部の応力が緩和され、後の作業が容易になります。

予熱: 2 段階の予熱から始めます。まず、500°C ～ 600°C (932°F ～ 1112°F) まで加熱し、次に 800°C ～ 850°C (1472°F ～ 1562°F) まで加熱してから、焼き入れを開始します。これにより、鋼が次のステップに備えられます。

オーステナイト化: D7 を 1000°C ～ 1050°C (1832°F ～ 1922°F) に加熱し、30 ～ 60 分間その温度で保持して均一な構造にします。これにより、鋼が適切に硬化します。

硬化: D7 を油または空気で素早く急冷します。これにより硬度が固定されます (58～62 HRC を目標)。素早く冷却することが鋼を強靭にする鍵となります。

焼き戻し: 鋼を 150°C ～ 200°C (302°F ～ 392°F) で 2 ～ 3 時間焼き入れします。これにより、硬度と靭性のバランスが保たれ、脆くなりすぎないようになります。

冷却とストレス解消: 焼き入れ後は、鋼を静止空気中で自然に冷まします。

機械加工

D7 は、工具の摩耗を防ぐために慎重な加工を必要とする強靭な鋼です。主な手順は次のとおりです。

カッティング: 機械加工には、D7、HSS、または超硬工具が最適です。一定の切削速度を維持することは、表面の問題を引き起こす可能性のある過熱を防ぐために重要です。適切な潤滑剤を使用すると摩擦が軽減され、工具の寿命を延ばすのに役立ちます。

表面処理: 表面処理では、窒化はコアの靭性を失うことなく表面を硬化させるのに効果的です。TiN などの PVD コーティングは、摩耗や腐食に対する保護を強化し、工具の寿命を延ばし、性能を向上させます。

D7冷間加工鋼に提供する形状

D7 冷間加工鋼は、優れた耐摩耗性と靭性を備えているため、さまざまなニーズを満たすためにさまざまな形状で提供されています。

• D7鋼板 – ダイカット、スタンピング、成形に最適です。
• D7鋼板 – 大規模な工具や金型の製造に最適です。
• D7 スチールバー – カスタム形状への加工に適しています。
• D7 スチールロッド – 精密工具や部品の製造に最適です。
• D7 鋼鍛造品 – 高強度アプリケーションや頑丈なツールに最適です。

お客様の特定の要件に合わせたカスタム形状もご提供いたします。

AISI D7冷間工具鋼の用途

AISI D7 冷間工具鋼は、高い耐摩耗性と耐久性が求められる厳しい環境向けに設計されています。信頼性が高く長持ちする工具を製造するために、さまざまな業界で広く使用されています。

• ツーリング: ダイカットツール、パンチ、成形ダイ、スタンピングダイ
• 金型: プラスチック射出成形金型、圧縮成形金型、押し出し成形金型
• 切削工具: 刃物、ナイフ、のこぎり
• 航空宇宙: 構造部品、精密工具
• 自動車: 部品製造用金型、打ち抜き工具

D7 鋼は、厳しい条件下での高性能ツールに最適です。

D7 冷間工具鋼メーカー

D7 工具鋼メーカーとして、当社は、精密研磨プレートからカスタム鍛造部品まで、お客様の用途の特定の要求に合わせてカスタマイズされた幅広い形状とサイズを提供することに特化しています。当社の D7 鋼製品は、高ストレス環境でも最適なパフォーマンスと耐久性を確保するために厳格な熱処理プロセスを経ており、長い工具寿命と一貫したパフォーマンスが重要な業界に最適です。