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M4 高速度工具鋼: 特性、プロセス、用途
- ジョン
M4 工具鋼は、高性能切削工具を必要とする業界にとって重要な材料です。SteelPro Group では、高度な PM M4 を含むこの高速度鋼を最高の形で提供することに重点を置いています。このガイドでは、M4 工具鋼について詳しく説明し、最適な材料の選択を支援します。
M4 工具鋼とは何ですか?
W4 工具鋼は、優れた耐摩耗性、高硬度、高温でも切削性能を維持できることで知られる高速度鋼 (HSS) です。高速加工用途の切削工具、ドリル、タップによく使用されます。M2 などの他の HSS グレードと比較すると、W4 は優れた耐摩耗性と硬度保持性を備えていますが、靭性はわずかに低くなります。
従来の M4 工具鋼は、焼きなまし状態では工具の摩耗や表面仕上げの劣化が起こりやすく、焼入れ後に脆くなります。しかし、粉末冶金法で製造された PM M4 は、より均一な微細構造と一貫した硬度を備えています。これにより摩耗が軽減され、加工性が向上し、硬化状態でも靭性が維持されます。
M4 工具鋼と同等のものは何ですか?
M4 工具鋼の同等の情報は次のとおりです。
| 標準/システム | 同等グレード |
| ASTM A681、A600 | M4 |
| QQ-T-59 | M4 |
| ディン | 1.3343 |
| EN ISO 4957 | X20CrWMoV 12 1 |
| JIS | SKH51 |
| イギリス | W18Cr4V |
M4工具鋼の化学組成
M4 の化学組成は、高硬度、耐摩耗性、熱安定性を最適化するように設計されています。タングステン、モリブデン、バナジウムの含有量により、高温に耐え、摩耗に抵抗する能力が大幅に向上し、クロムと炭素により全体的な強度と耐久性が向上します。
下の表は、M4 工具鋼の詳細な化学組成を示しています。
| エレメント | 構成 |
| カーボン（C） | 1.25 – 1.4 % |
| クロム（Cr） | 3.75 – 4.75 % |
| 銅（Cu） | ≤ 0.25 % |
| 鉄（Fe） | 75.9 – 81.4 % |
| マンガン (Mn) | 0.15 – 0.40 % |
| モリブデン (Mo) | 4.25 – 5.5 % |
| ニッケル（Ni） | ≤ 0.30 % |
| リン (P) | ≤ 0.030 % |
| ケイ素 (Si) | 0.20 – 0.45 % |
| 硫黄（S） | ≤ 0.030 % |
| タングステン（W） | 5.25 – 6.5 % |
| バナジウム (V) | 3.75 – 4.5 % |
M4工具鋼の物理的特性
M4 工具鋼は、高密度と強い熱膨張耐性を特徴としており、温度変動下でも安定しています。優れた熱伝導性により効率的な熱放散が保証され、比熱容量により高熱環境での性能がサポートされます。
以下の表は、M4 工具鋼の詳細な物理的特性を示しています。
| プロパティ | メートル | インペリアル |
| 密度 | 7.8 g/cm³ | 0.282 lb/in³ |
| 融点 | 1410 – 1450°C | 2570～2642°F |
| 熱伝導率 | 27W/m·K | 19.0 BTU·ft/h·°F·ft² |
| 比熱容量 | 0.46 J/g-K | 0.11 BTU/lb-°F |
| 熱膨張係数 | 11.5 µm/m·K | 6.39 µin/in·°F |
M4工具鋼の機械的特性
M4 工具鋼は、優れた硬度と引張強度を備え、摩耗や変形に対する耐性が非常に高いです。大きな力や衝撃に耐える能力により、長期間の性能が保証され、剛性により負荷がかかった状態でも形状を維持できます。
以下の表は、M4 工具鋼の詳細な機械的特性を示しています。
| プロパティ | メートル | インペリアル |
| 硬度（HRC） | 62 – 64 HRCP | 62 – 64 HRCP |
| 引張強度 | 2100 – 2500 MPa | 305 – 363 ksi |
| 降伏強度 | 1700 – 2100 MPa | 246 – 305 ksi |
| 伸び | 8 – 12 % | 8 – 12 % |
| 弾性係数 | 210 GPa | 30.5 x 10⁶ psi |
| 衝撃靭性（シャルピー） | 20 - 30 J | 15 – 22 フィートポンド |
| ポアソン比 | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
M4工具鋼の熱処理
SteelPro Group は、M4 工具鋼の熱処理中に正確な温度と冷却速度の制御を保証します。当社の生産プロセスは標準に厳密に準拠しており、一貫した品質の M4 工具鋼製品を提供します。以下は、M4 工具鋼の詳細な熱処理プロセスです。
アニーリング
焼きなましは鋼の内部応力を緩和し、鋼の加工を容易にするために重要です。特に、鍛造、鋳造、溶接後に有効です。焼きなまし後、硬度は約 240～255 HB に達します。
プロセス: M4 を 850 ～ 900°C (1,562 ～ 1,652°F) の温度に加熱し、その温度で 25.44 cm (1 インチ) あたり 1 時間保持します。その後、炉内の鋼を 1 時間あたり約 20°C (36°F) の速度でゆっくり冷却します。
硬化
予熱
熱衝撃を軽減するために予熱をお勧めします。複雑な形状のツールの場合、熱勾配を防ぐために予熱を 2 段階で実行する必要があります。
- 第一段階: 500～600°C (932～1,112°F)
- 第2段階: 800～900°C (1,472～1,652°F)
オーステナイト化
M4 工具鋼を 1,200～1,250°C (2,192～2,282°F) に加熱します。厚さ 25.44 cm (1 インチ) あたり 30～45 分間浸します。
焼き入れ
M4 工具鋼は、オーステナイト化処理後、硬度を固定するために急速に冷却 (焼き入れ) する必要があります。この処理は、硬度を高めて微細構造を均一にするために油中で行うことも、歪みを減らして割れのリスクを減らすために空気中で行うことも可能です。
焼き戻し
焼き入れは、焼入れによって生じる脆さを軽減し、硬度と靭性のバランスをとるために重要です。焼き入れ後の硬度範囲は通常 58～62 HRC です。
焼き戻しは通常 540 ～ 650°C (1,004 ～ 1,202°F) で行われますが、最適な結果を得るには 600 ～ 650°C (1,112 ～ 1,202°F) での二重焼き戻しプロセスが推奨されます。
M4工具鋼製品形態
当社の製品は ASTM や ISO などの国際規格に準拠しており、カスタマイズされたサイズ オプションも提供しています。特定の硬度のプレハードン バーまたはアニール バーが必要な場合は、カスタマイズされたソリューションについてお問い合わせください。
| 製品形態 | 寸法範囲（メートル法） | 寸法範囲（ヤードポンド法） |
| 丸棒 | 直径: 10 mm～100 mm | 直径: 0.39インチ～3.94インチ |
| 長さ: 1000 mm～3000 mm | 長さ: 39.37インチ～118.11インチ | |
| フラットバー | 厚さ: 5mm～50mm | 厚さ: 0.20インチ～1.97インチ |
| 幅: 20 mm～200 mm | 幅: 0.79インチ～7.87インチ | |
| 長さ: 1000 mm～3000 mm | 長さ: 39.37インチ～118.11インチ | |
| プレート | 厚さ: 10 mm～50 mm | 厚さ: 0.39インチ～1.97インチ |
| 幅: 200 mm～1500 mm | 幅: 7.87インチ～59.06インチ | |
| 長さ: 1000 mm～3000 mm | 長さ: 39.37インチ～118.11インチ |
M4工具鋼の用途
- 刃物：丸鋸刃、金属加工用ナイフ
- ブローチ：内径ブローチ工具、表面ブローチ工具
- ギアホブ: 平歯車ホブ、ヘリカル歯車ホブ、内歯車ホブ
- ねじロール: ボルトやネジ用の冷間成形ねじロール
- フライスカッター：エンドミル、フェイスミル
- シェーパーカッター：金属部品やコンポーネントの成形に使用されます
- シェービングカッター：ギアやその他の部品を仕上げるための精密工具
PM M4 鋼 (または CPM M4 鋼) 粉末冶金プロセスを使用して製造されたこの製品は、耐摩耗性、靭性、寸法安定性が向上しています。これらの強化された特性により、複雑で高応力の加工アプリケーションに適しています。
最高のパフォーマンスを実現するM4工具鋼
SteelPro Groupでは、M4と その他の高速度工具鋼 バーからカスタムプロファイルまで、さまざまな形状で、お客様の加工ニーズに合わせてカスタマイズできます。当社の精密切断および熱処理サービスにより、すべての製品がお客様の仕様に正確に準拠していることを保証します。
