熱間工具鋼の概要

SteelPro Group では、工具寿命の延長、ダウンタイムの削減、運用効率の向上を目的としたプレミアムグレードの熱間工具鋼を提供しています。適切な材料を選択することで、生産を最適化し、長期的なコスト削減を実現できる方法をご覧ください。

熱間工具鋼とは何ですか?

熱間工具鋼は、主にダイカスト、押し出し、鍛造などの作業において高温環境での使用を目的に設計された高度な鋼の一種です。高温材料との接触時に発生する変動する熱負荷に耐えられるよう設計されています。熱サイクル条件下での優れた耐熱性、硬度、耐摩耗性で知られています。通常、熱処理後も 50～60 HRC の範囲の硬度を維持し、過酷な条件下でも最適なパフォーマンスを発揮します。

熱間工具鋼の特性は何ですか?

高合金含有

熱間加工工具鋼には通常、クロム、モリブデン、タングステン、バナジウムなどの合金元素が大量に含まれています。これらの成分により、鋼の高温および温度変動に対する耐性が向上します。

優れた耐熱性

熱間工具鋼は、通常 480°C ～ 760°C (900°F ～ 1400°F) の高温でも機械的特性を維持します。このため、ダイカストや押し出しなどの用途に適しています。

強力な高温靭性

熱間工具鋼は高温でも靭性を維持するように設計されており、割れや脆化に耐性があります。この靭性は、鍛造やダイカストなどのプロセスで典型的な激しい熱サイクルにさらされるときに不可欠です。

良好な耐摩耗性

熱間工具鋼の耐摩耗性は抜群で、ダイカスト、鍛造、押し出しなど、高温の金属と常に接触する用途に最適です。この特性により、工具の寿命が延び、交換頻度が減ります。

初期コストは高いが、長期的なコスト効率は高い

熱間工具鋼は、合金含有量と特殊な特性のため、一般的に初期コストが高くなります。しかし、寿命が長く、工具の摩耗が少なく、高温に耐えられるため、工業用途では長期的にはコスト効率が高くなります。

熱間工具鋼の種類と等級の概要

クロム熱間工具鋼

クロム熱間工具鋼は、一般的に H10 から H19 に分類され、高温用途向けに設計されています。H10 や H14 などのグレードでは、タングステンやモリブデンなどの元素を追加すると赤色硬度と高温強度が向上しますが、靭性はわずかに低下する可能性があります。

これらの鋼の主な特徴は、クロム含有量が高いことです。これにより、耐摩耗性、耐酸化性、高温での靭性が向上します。炭素含有量が比較的低い (0.35～0.40%) ため、靭性が高まり、深い硬化が可能になり、厚さ 30 cm までのセクションで空気硬化が可能になります。 

クロムベースの熱間加工鋼の主な利点は次のとおりです。

• 耐熱性: 最高 540°C までの温度への継続的な暴露に対して優れた耐性があります。
• タフネス: 合金含有量のバランスが取れているため、高温でも優れた靭性と延性が得られます。
• 低歪み: 空気硬化特性により熱処理時の歪みを最小限に抑えます。

タングステン熱間工具鋼

タングステン熱間工具鋼は、通常、タングステン、クロム、場合によってはバナジウムと合金化されており、優れた赤色硬度と高温軟化に対する耐性で知られています。ただし、クロム鋼に比べて脆性が高く、水で冷却できないという点が重要な考慮事項です。これらの鋼の硬度は通常、450 ～ 600 HV の範囲です。

タングステン鋼の主な特性は次のとおりです。

• レッド硬度: 極度の高温条件下でも硬度を保持する優れた能力。
• 熱安定性: クロム系鋼に比べて高温での軟化に対する耐性が優れています。
• 脆さ: タングステン含有量が多いと鋼が脆くなる可能性があるため、靭性を高めるために慎重な熱処理と組成の調整が必要になります。

モリブデン熱間工具鋼

モリブデンベースの熱間工具鋼は、モリブデン、クロム、バナジウム、場合によってはタングステンが配合されており、耐熱性と熱割れに対する耐久性を兼ね備えています。これらの鋼はタングステン鋼と類似点がありますが、熱サイクルによる割れに対する耐性が優れています。

モリブデン鋼は、脱炭などの問題を回避するために精密な熱処理が必要ですが、ダイカストや鍛造など、極端な熱条件にさらされるツールには最適です。

モリブデン鋼の主な利点は次のとおりです。

• 耐熱チェック性: 繰り返しの熱サイクルによる亀裂に対する耐性が向上します。
• 高温耐久性: 高温でも硬度と弾力性を維持します。
• 耐摩耗性: 優れた耐摩耗性を備え、高ストレス、高熱条件に最適です。

熱間工具鋼の化学組成

熱間工具鋼は何に使用されますか?

熱間工具鋼は主に次のような高温用途に使用されます。

• ダイカスト: 溶融金属を成形する金型用。
• 押出: 材料を金型に押し込む成形プロセスにおいて。
• ドロップフォージング: 高圧と高熱下で金属を成形する工具用。
• ガラス製造: ガラス製造中に高熱にさらされる金型や工具内。
• パイプ製造: 高温で金属パイプを成形するツール用。
• スタンピングと成形: 金属部品の精密な成形を必要とする高温プロセスにおいて。

あなたのプロジェクトに合わせた熱間工具鋼

適切な熱間加工工具鋼に投資することで、最も過酷な条件下でも工具が確実に機能することが保証されます。SteelPro Group は、カスタム サイズやカスタマイズされた合金など、幅広い高性能鋼を取り揃えており、お客様の特定のニーズにお応えします。 

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