S5工具耐衝撃鋼：特性、プロセス、用途

S5 工具鋼は、高い靭性と優れた耐衝撃性を兼ね備えており、高ストレス環境に最適です。この記事では、その特性、熱処理、および主要な産業用途について説明します。製品のパフォーマンスを向上させたい場合でも、最適な使用例を理解したい場合でも、このガイドは必要な情報を提供します。

S5工具鋼とは何ですか?

S5 工具鋼は、高い衝撃靭性で知られる「S」シリーズの中炭素油焼入れ鋼です。シリコンマンガン鋼の特性と油焼入れ鋼の利点を兼ね備えており、熱処理中の歪みが低減します。S5 は 62 ロックウェル C まで硬化でき、主に衝撃工具、鍛造ダイ、切削工具などの高強度用途に使用されます。S7 と比較して、S5 は優れた靭性と強度を備えているため、要求の厳しい環境に適しています。

SteelPro Group は、さまざまな用途に合わせて丸棒、平棒、プレート、カスタム形状の S5 工具鋼を提供しています。当社の製品は、ASTM A681、FED QQ-T-570、SAE J437、SAE J438 などの国際規格に準拠しており、精度と信頼性が保証されています。

S5 工具鋼と同等のものは何ですか?

S5 工具鋼は、さまざまな規格において次のグレードに相当します。

• 国連: T41905
• ディン: 1.2357
• JIS: SKS3
• BS: 230M07

S5工具鋼の化学組成 

S5 工具鋼の組成は、強度、靭性、耐摩耗性のバランスが取れています。炭素、クロム、バナジウムなどの主要元素が硬度と耐久性を高めます。下の表に化学組成を示します。

S5工具鋼の物理的特性

以下の表は、S5 工具鋼の物理的特性をまとめたものです。

S5工具鋼の機械的性質 

S5 工具鋼の機械的特性は、その強度、硬度、靭性を反映しています。これらの特性は熱処理条件によって異なります。次の表は、S5 工具鋼の主要な機械的特性をまとめたものです。

S5 工具鋼の機械的特性は、主に微細構造の変化により熱処理の影響を受けます。

• 焼入れ温度が高く、冷却速度が速いとマルテンサイトが生成され、硬度と引張強度は増加しますが、靭性は低下します。 
• 特定の温度で焼き戻すと硬度が低下し、延性と靭性が向上します。 
• 通常、硬度が高くなると、破断時の伸びと衝撃靭性は低下します。 

S5工具鋼の熱処理

熱処理プロセスは、S5 工具鋼の性能を最大限に引き出し、最適な硬度、靭性、耐摩耗性を確保する上で非常に重要です。SteelPRO Group では、S5 工具鋼を加工済みまたはすぐに使用できる状態で提供しており、お客様は最小限の後処理で特定の要件に合わせた材料を受け取ることができます。 

アニーリング

暖房: 鋼を均一に 1550°F (843°C) まで加熱します。

浸漬時間: 均一な温度分布を確保するために、厚さ 25.4 mm (1 インチ) ごとに 1 時間鋼材を保持します。

冷却プロセス: 鋼を 1 時間あたり 20°F (11°C) の割合でゆっくりと冷却し、1000°F (538°C) に達します。その後、鋼を室温まで自然放冷します。

焼鈍後の硬度: 焼鈍後の硬度は、正確な冷却と組成に応じて 180 ～ 220 HB になります。

硬化

予熱: 鋼をゆっくりと 1600°F (871°C) まで加熱します。複雑な部品や大きな部品の場合は、熱応力と割れのリスクを軽減するために、最初に 1200°F (649°C) まで予熱します。

オーステナイト化: 予熱後、オーステナイト化のために温度を 1800°F (982°C) まで上げます。

浸漬時間: 均一に加熱するために、最初の 25.4 mm (1 インチ) の材料を 30 分間保持し、厚さ 25.4 mm ごとにさらに 15 分間保持する必要があります。

焼き入れ: 鋼を油または空気中で 150°F (66°C) 未満に急冷してマルテンサイト変態を達成し、鋼が適切に硬化するようにします。

焼き戻し

暖房: 鋼を均一に 1100°F (593°C) まで加熱して焼き入れします。

浸漬時間: 鋼材を厚さ25.4mm（1インチ）ごとに1時間保持します。

冷却: 焼き入れ後、鋼を自然冷却します。

長時間浸漬（大きな部分の場合）: 断面が 6 インチ (152.4 mm) を超える場合は、内部応力を最小限に抑え、処理後の EDM ツールの安定性を高めるために、4 ～ 6 時間、焼き戻し温度に浸します。

極低温処理

極低温処理と低温処理により、耐摩耗性、靭性、寸法安定性が向上し、S5 工具鋼の性能が向上します。両方の処理は、硬化後、焼き戻し前に行われます。

低温処理

温度: -80°C ～ -196°C (-112°F ～ -320°F)

時間: 24～48時間

目的: 残留オーステナイトをマルテンサイトに変換し、硬度と耐摩耗性を向上させます。

低温処理

温度: -80°C ～ -120°C (-112°F ～ -184°F)

時間: 6～12時間

目的: 応力を緩和し、寸法安定性を高めます。

S5工具鋼製品形態

S5 工具鋼は、丸棒、平棒、プレート、カスタム形状など、さまざまな形状で提供されており、さまざまな用途に合わせて標準的なサイズ範囲が調整されています。当社では、すべての製品に対して厳格な許容差管理を行っています。プロジェクトで標準範囲を超えるサイズが必要な場合は、カスタム寸法にも対応できます。

S5工具鋼の用途

S5 工具鋼は、硬度、靭性、耐摩耗性を兼ね備えているため、高いストレス、衝撃、摩耗を受ける工具や部品に最適です。以下は、S5 工具鋼が一般的に使用される具体的な用途です。

• ダイカットツール: 金属やプラスチックの切断や打ち抜き工具に使用されます。
• 鍛造金型: 鍛造工程で高温の金属を成形する金型の製造に最適です。
• プラスチック射出成形ツール: プラスチック成形用の金型やインサートに使用されます。
• 冷間加工工具: 冷間成形作業用のパンチ、チゼル、ダイス。
• 金属加工用ブレード: 金属を切断するためのナイフ、鋏、のこぎりの刃。
• ねじ切り工具: 硬い材料にねじを切るためのタップとダイス。
• 鉱山機械: 掘削ビットや岩石破砕機などのコンポーネント。
• 高圧ダイカスト用金型インサート: アルミニウム、亜鉛、マグネシウム合金の鋳造用インサート。

より高いパフォーマンスのためにS5工具鋼をカスタマイズ

SteelPro Groupでは、丸棒、平棒、プレート、カスタム形状のS5工具鋼をお客様の仕様に合わせて提供しています。 D2高炭素高クロム鋼板製品当社のサービスには、精密機械加工、カスタムサイズ、硬化や焼き戻しなどの熱処理が含まれており、お客様の特定の用途に最適なパフォーマンスを保証します。

当社の専門知識と柔軟なソリューションにより、処理時間を短縮し、プロジェクトにすぐに使用できる高品質の S5 鋼をお届けします。