油焼入れ | O1 工具鋼: 特性、プロセス、用途

O1 工具鋼とは何ですか?

O1 工具鋼は、AISI タイプ O1 や UNS T31501 などの国際規格に適合した高炭素油硬化鋼です。寸法安定性を維持しながら高応力と衝撃に耐えるように設計された冷間工具鋼に分類されます。O1 は、研磨ストック、ドリル ロッド、バーの形で一般的に入手可能で、優れた耐摩耗性と靭性により、切削工具、ダイ、治具の製造に広く使用されています。

O1 工具鋼と同等のものは何ですか?

O1 の一般的な同等物には次のものがあります:

• 国連T31501-統一番号システム
• AISIタイプO1 – アメリカ鉄鋼協会
• 1.2510 規格 – ドイツ標準
• 100MnCrW4 – 欧州規格
• SK3 について – 日本規格

O1工具鋼の主な特徴

O1 工具鋼は、炭素含有量が高いことで知られ、優れた硬度と耐摩耗性を備えています。高応力や高衝撃下でも寸法安定性と優れた靭性を維持します。さらに、O1 は機械加工や成形が比較的簡単なため、特注の工具や金型を作成する場合に好まれます。

次の表は、O1工具鋼の詳細なデータ情報を示しています。

O1工具鋼の化学組成

O1工具鋼の物理的特性

O1工具鋼の機械的性質

O1工具鋼の熱処理方法は？

アニーリング

焼きなましは、O1 鋼を柔らかくし、内部応力を緩和する優れた方法です。焼きなましにより、鋼の機械加工が容易になり、熱処理の次の段階に備えることができます。

• 暖房: 徐々に鋼を加熱して 1450°F （790℃）にしてこの温度に保持します。
• 冷却: 浸した後、鋼を約 1時間あたり25°F （1時間あたり14℃）まで 900°F （480°C）、その後室温まで自然冷却します。
• 結果として得られる硬度: アニーリング後、O1は ブリネル硬度221.

応力緩和（非硬化材料の場合）

応力緩和は、硬化前に O1 の内部応力を軽減するために使用され、変形や割れを防ぐのに役立ちます。

• 暖房: ゆっくりと鋼を加熱して 1250°F （677℃）。
• 浸漬: 約 1インチあたり2時間 （25.4mm）の厚さです。
• 冷却: 鋼をゆっくり（炉冷却が理想的）室温まで冷却します。

ノーマライゼーション

焼き入れ前に、特にブレードや厚い部分で、焼鈍処理は結晶構造を改良し、応力を緩和するために使用されます。表面の脱炭やスケールを防ぎたい場合は、ATP-641 や Turco などの高温スケール防止コーティングを使用すると効果的です。

• サイクル1: 加熱して 1650°F （898°C）で保持し、 10〜15分.
• サイクル2: 温度を下げて 1500°F （815°C）で再び 10〜15分.
• サイクル3最後に温度を下げて 1350°F （732°C）でさらに 10〜15分.
• 冷却: 材料が黒く冷えて磁性を帯びるようになったら、再び使用できるようになります。熱い鋼鉄は常に注意して取り扱ってください。

オーステナイト化

オーステナイト化は O1 鋼を硬化させるための重要なステップであり、高温に加熱して微細構造を変換し、焼入れの準備をします。

• 暖房: 鋼を熱して 1475°F への 1500°F (802°C ～ 815°C) 鋼が均一に加熱されていることを確認してください。
• 浸漬：鋼をオーステナイト化温度で約 1インチあたり30分 （25.4mm）の厚さです。
• 浸漬時間: 鍛造炉を使用する場合は、正確な温度制御を維持できない可能性があるため、浸漬時間を最小限に抑えます。

焼き入れ

オーステナイト化後、鋼は急速に冷却して硬度を固定するために焼き入れする必要があります。油焼き入れは O1 鋼の最も一般的な方法です。

• 焼入れ媒体： 使用 公園50 または他の適切な焼入れ油を使用してください。焼入れが遅い油を使用すると、硬度が低くなる可能性があります。
• 冷却: 鋼を油に浸して冷めるまで焼き入れする 150～200°F （66〜93℃）。

特に断面の厚さに顕著な変化があったり、内部の角が鋭い場合は、焼入れによって歪みや割れが生じる可能性があるため、取り扱いには注意してください。

焼き戻し

焼き戻しは熱処理の最後の段階で、鋼をより低い温度に再加熱して脆さを軽減し、硬度を微調整します。

• 暖房: 焼入れ後、O1を以下の範囲に加熱して焼き戻し、 300°F そして 500°F （150°C ～ 260°C）希望する硬度に応じて異なります。
• 浸漬: 鋼を所定の温度で一定時間浸漬する 2時間 厚さ1インチあたり。
• 冷却: 焼き戻し後、鋼を空気中で室温まで冷却します。

焼戻し後の硬度: 最終的な硬度は約 ロックウェル C 58-64焼き戻し温度に応じて異なります。

O1工具鋼の用途

O1 は、自動車、航空宇宙、製造業など、耐摩耗性、硬化時の歪みの少なさ、コスト効率が重要な要素となる業界で特に高く評価されています。以下の製造に広く使用されています。

• ブランキングダイ: 材料の打ち抜きや成形に。
• ブッシング: 機械や自動車部品に使用されます。
• 成形金型: 金属を部品に成形するために不可欠です。
• マスターツール: 精密な製造作業に。
• 成形ロール: 圧延材の製造用。
• ゲージ: コンポーネントの測定とテスト用。
• トリムダイ: 成形部品から余分な材料を切断します。

O1鋼はナイフに適していますか?

はい、O1 鋼はナイフに最適です。刃持ちがよく、強靭で、研ぎやすいのが特徴です。錆びないように特別な注意が必要ですが、長持ちする高性能ナイフには最適な選択肢です。

O1工具鋼の製品形態

バーとロッド

O1 工具鋼は、丸棒、角棒、長方形棒の形で広く利用されています。これらは、機械加工、切削工具、金型、治具の製造によく使用されます。

• 直径: 1/8インチ (3.175mm) ～ 12インチ (304.8mm)
• 長さ: 標準的な長さは、サプライヤーによって異なりますが、通常 3 フィート (0.91 m) から 20 フィート (6.1 m) の範囲です。

グラウンドフラットストック

高精度の寸法と細かい表面仕上げが求められる用途には、精密研磨された平板ストックが利用できます。この形状は、工具製作や精密機械加工でよく使用されます。

• 厚さ: 1/16インチ (1.6mm) ～ 3/4インチ (19.05mm)
• 幅: 1インチ (25.4mm) ～ 12インチ (304.8mm)
• 長さ: さまざまですが、通常は 2 フィート (0.61 m) から 6 フィート (1.83 m) の範囲です。

ドリルロッド

O1 ドリルロッドは、切削工具や精密部品の製造に使用されます。これらは、加工性を高めるために、研磨または研磨された形で提供されることがよくあります。

• 直径: 1/8インチ (3.175mm) ～ 3インチ (76.2mm)
• 長さ: 通常 36 インチ (0.91 m) ～ 72 インチ (1.83 m)。

フラットストック

このフォームは、ダイ、ブランク、パンチの製造によく使用されます。 

• 厚さ: 1/8インチ (3.175mm) ～ 3インチ (76.2mm)
• 幅: 1インチ (25.4mm) ～ 12インチ (304.8mm)
• 長さ: サプライヤーによって異なりますが、通常は 3 フィート (0.91 m) から 12 フィート (3.66 m) まであります。

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