高速工具鋼ガイド

高速度鋼 (HSS) は機械加工の世界に革命をもたらしました。SteelPro Group は、お客様のニーズに合わせた高品質の HSS ソリューションの提供を専門としています。 

高速度鋼とは何ですか?

高速度鋼は、高温でも硬度と耐摩耗性を維持することで知られる合金工具鋼です。タングステン系（Tシリーズ）、モリブデン系（Mシリーズ）、コバルト系（Kシリーズ）のタイプに分類され、優れた硬度、耐摩耗性、耐熱性を発揮します。従来の炭素鋼工具に比べて優れた赤色硬度を持ち、熱処理後には62～65 HRCを達成します。主に高速加工作業に使用され、ドリルやエンドミルなどの切削工具に最適です。

なぜハイスピードスチールと呼ばれるのでしょうか?

この鋼は、約 1100°F (593°C) に加熱されても、高速切削でも硬度が維持されるため、「高速度鋼」と呼ばれています。この特性は赤硬度と呼ばれ、従来の炭素鋼よりもはるかに高速で動作することができます。

高速度鋼の特性は何ですか?

高合金含有高速度鋼には、タングステン、モリブデン、クロム、バナジウム、場合によってはコバルトなどの元素が混合されています。

高硬度: 熱処理後、HSS は通常、ロックウェル C (HRC) の硬度範囲 62 ～ 65 を達成します。高温でもその硬度が維持されます。

優れた耐摩耗性HSS に含まれる炭化物（主にタングステン、モリブデン、バナジウム炭化物）により、耐摩耗性が大幅に向上します。他の工具鋼よりも刃先が長持ちします。

バランスのとれた強靭さHSS は硬度と靭性のバランスに優れています。冷間工具鋼ほど強靭ではありませんが、比較的脆い超硬工具よりも強靭です。

比較的高いコスト高速度鋼は、合金元素と特殊な熱処理のため、従来の炭素鋼よりも高価です。しかし、そのコストは、より高速で動作できる能力によって相殺されます。

高速度鋼の種類とグレードの概要

切削および機械加工作業の多様なニーズを満たすために、HSS は合金元素と性能特性に基づいていくつかのカテゴリに分類されます。主な分類は次のとおりです。

タングステンベース（Tシリーズ）

タングステン含有量が多いことで知られ、優れた耐摩耗性と赤色硬度を備えており、フライスカッターなどの高温切削工具に最適です。

• M1: 断続切削に適した汎用 HSS で、さまざまな用途で一貫したパフォーマンスを発揮します。
• M7: 優れた硬度を持つN改質HSSグレード。ツイストドリルやその他の精密工具によく使用されます。

モリブデンベース（Mシリーズ）

モリブデン含有量が多いため、T シリーズよりもコスト効率が高く、同等の性能を発揮し、ドリルやタップなどの汎用工具に広く使用されています。

• M2: 最も広く使用されているHSSで、耐久性、切削効率、コストのバランスが取れており、汎用工具に最適です。
• M2 ユーロ: ヨーロッパで一般的に使用されている M2 の高 C バリアントで、硬度がわずかに高く、靭性がわずかに低下します。
• M3-1: CとVの含有量を増やして設計されており、耐摩耗性が向上し、高温条件下での特性を維持します。
• M3-2: M3-1よりもCとVが高く、切削性能と工具寿命が大幅に向上します。
• M4: 硬質 VC を大量に使用しているため、耐摩耗性に優れており、要求の厳しい切削用途に最適です。

コバルトベース (K シリーズまたは M シリーズのサブセット)

コバルト強化（M35、M42など）により、優れた赤色硬度と耐熱性を備え、ステンレス鋼などの硬い材料の切断に最適です。

• M35: M2の共強化バージョンで、硬度と赤硬度が向上し、ヨーロッパでは切削工具に広く使用されています。
• M42: Co 含有量が多いスーパー HSS で、VC の大量添加ではなく硬度を重視し、優れた硬度と耐摩耗性を実現します。
• CPM レックス76/M48: 長時間の生産、高負荷加工、研磨材向けに設計されたプレミアム PM HSS で、ホブ ツールによく使用されます。

高速度鋼には、次の 2 つの独特なタイプも含まれます。

CPM グレード CPM M4 や CPM T15 などの製品は粉末冶金法を使用して製造されており、均一な微細構造が確保され、耐摩耗性と靭性が向上します。高度な製造プロセスのため高価ですが、高応力の精密アプリケーションに最適です。

• CPM4: M4 の PM バリアントであり、特にパンチやダイなどの冷間加工用途で優れた靭性と信頼性を提供します。
• CPMT15: T15 の PM バリアントで、靭性と研削性が大幅に向上しており、ブローチング ツールとして人気があります。
• 午後30: 高い靭性と優れた切削効率を兼ね備えた M3-2 の共強化 PM バリアントで、高性能アプリケーションに適しています。

中速高速度鋼 タングステンとモリブデンの含有量が少ないため、強度と靭性を保ちながら、より手頃な価格になっています。高速切削や極度の耐熱性が必要とされず、より簡単な加工が好まれる航空宇宙および工業部品によく使用されます。

• M50: コスト効率に優れた中間 HSS。赤色の硬度がそれほど重要でないツイストドリルや木工機器などのツールに適しています。

高速度鋼の化学組成

高速度鋼グレードの性能比較

高速度鋼は何に使用されますか?

• ドリルビット
• エンドミル
• タップとダイス
• リーマー
• 鋸刃
• 旋盤工具
• ギアカッター
• ブローチ
• パンチ

高速度鋼はいつ発明されたのですか?

高速度鋼 (HSS) は、1910 年にフレデリック・ウィンスロー・テイラーとマンセル・ホワイトによって発明されました。これは、切削工具技術における画期的な進歩でした。以下は、高速度鋼の歴史における重要なマイルストーンの概要です。

1868ロバート・フォレスター・マシェットは、現代の HSS の前身となるマシェット鋼を開発しました。この鋼は 2% C、2.5% Mn、7% W を含み、空冷により硬化します。

1899–1900ベツレヘム・スチール社のフレデリック・ウィンスロー・テイラーとマンセル・ホワイトは、実験を通じてマシェット鋼などの工具鋼を改良しました。彼らの熱処理プロセスにより、鋼は高温でも硬度を維持し、切削速度が 3 倍になりました。これがテイラー・ホワイト プロセスとなり、1900 年のパリ博覧会で披露されました。

1910: 最初に公式に分類された HSS である AISI T1 は、Crucible Steel Co. によって導入され、特許を取得しました。

第二次世界大戦時代: 材料不足により、AISI M1 や M2 などのモリブデンベースの HSS が開発され、タングステンベースの HSS に代わるコスト効率の高い代替品が生まれました。これらのグレードは広く使用されるようになりました。

高速度鋼と炭素鋼

耐久性と切削効率を優先する場合、HSS は炭素鋼よりもはるかに優れています。

HSS は高温作業用に設計されており、約 1100°F (593°C) に加熱されても硬度と切削能力を維持します。そのため、特に高速でのドリルやタップなどの加工ツールに最適です。 

対照的に、炭素鋼はより手頃な価格で研ぎやすいものの、高熱下では硬度と刃持ちが失われるため、低速または手工具での用途に限定されます。

高速度鋼と超硬合金

超硬合金は特定の作業に対して高い性能を発揮します。HSS は、幅広い用途に使用できる多用途でコスト効率の高いオプションです。

超硬工具は高速、高精度の加工に優れ、耐摩耗性に優れた硬い材料を切断できます。ただし、超硬は脆いため、断続的な切断や衝撃を受けやすい作業には適していません。 

一方、HSS はより強靭で寛容であるため、ストレス下での耐久性が求められる汎用ツールやアプリケーションに最適です。 

高速鋼の卓越性のために SteelPro Group と提携

SteelPro Group は、お客様の目標達成を支援するために、最高品質の HSS 製品と専門家のガイダンスを提供することに尽力しています。ツールのアップグレードや新しいプロジェクトの計画など、どのような場合でも、今すぐ当社にお問い合わせいただき、当社のソリューションがどのように役立つかをご確認ください。一緒に成功を築きましょう。