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水硬化工具鋼 | W1 | W2 | W3 鋼
- ジョン
SteelPro Group の水硬化工具鋼は、耐久性、機械加工性、コスト効率の完璧なバランスを実現しており、切断ブレード、パンチ、ダイなどのツールに最適です。
水硬化工具鋼とは何ですか?
水硬化工具鋼は、水中で焼き入れすると硬化する炭素鋼の一種で、主に 0.60% から 1.40% の範囲の炭素で構成されています。W1、W2、W3 などのグレードがあります。加工が容易でコスト効率に優れていますが、高温軟化に対する耐性は低くなります。中程度の耐摩耗性は必要だが、極端な耐熱性は必要ない工具に適しています。一般的な用途には、切削工具、ダイ、パンチなどがあります。
水硬化工具鋼グレードの概要
水硬化工具鋼は、通常、W1、W2、W3 の 3 つの主要グレードに分けられます。これらのグレードの区別は、炭素含有量の変動と合金元素の微調整に基づいています。
W1 スチール (0.60% – 1.00% カーボン)
W1 鋼は最も基本的なグレードで、炭素含有量は 0.60% から 1.00% です。このグレードは合金元素が最小限で、シンプルさが特徴です。加工のしやすさが評価されていますが、合金元素が不足しているため、上位グレードに比べて耐摩耗性と靭性が低くなります。
アプリケーション: 適度な硬度と加工性が求められる弓のこ刃、ノミ、一般的な手工具などの工具に使用されます。
W2鋼（0.90% – 1.20%炭素、クロム添加）
W2 鋼は、0.90% ～ 1.20% の炭素範囲を特徴とし、耐摩耗性と硬化性を向上させるために少量のクロムが添加されています。炭素含有量が多いため、W1 と比較してより深い硬化深度が可能になります。ただし、高温環境には適していません。
アプリケーション: パンチ、ダイ、冷間圧造ダイ、およびより優れた耐摩耗性が要求される軽～中荷重スタンピングツールに適しています。
W3鋼（1.20% – 1.40% 炭素、クロム、バナジウム添加）
W3 鋼は 3 種類の中で最も炭素含有量が高く、1.20% から 1.40% の範囲です。また、クロムとバナジウムも含まれており、硬度、耐摩耗性、靭性が大幅に向上します。バナジウムの添加により、結晶構造が洗練され、靭性が高まり、脆さが軽減されます。W1 や W2 よりも高温軟化に対する耐性は優れていますが、炭素と合金の含有量が多いため、機械加工性は劣ります。
アプリケーション: 中程度の熱と摩耗にさらされる高性能切削工具、鍛造金型、打ち抜き工具などの頑丈な工具に最適です。
水硬化工具鋼の化学組成
| エレメント | W1 | W2 | W3 |
| カーボン（C） | 0.70-1.50 | 0.85-1.50 | 1.05-1.15 |
| マンガン (Mn) | 0.10-0.40 | 0.10-0.40 | 0.10-0.40 |
| ケイ素 (Si) | 0.10-0.40 | 0.10-0.40 | 0.10-0.40 |
| クロム（Cr） | 最大0.15 | 最大0.15 | 0.40-0.60 |
| ニッケル（Ni） | 最大0.20 | 最大0.20 | 最大0.20 |
| モリブデン (Mo) | 最大0.10 | 最大0.10 | 最大0.10 |
| タングステン（W） | 最大0.15 | 最大0.15 | 最大0.15 |
| バナジウム (V) | 最大0.10 | 0.15-0.35 | 最大0.10 |
SteelPro Group は、プレート、バー、ロッドなど、さまざまな形状の水硬化工具鋼を提供しています。また、切断、フライス加工、旋削、研削など、すぐに使用できる部品をお届けする精密加工サービスも提供しています。
水硬化工具鋼の特性は何ですか?
炭素含有量: 水硬化工具鋼の炭素含有量は通常 0.60% から 1.40% の範囲で、人気のあるグレードは 1.00% 前後です。炭素含有量は硬度に寄与するだけでなく、硬化の深さや機械加工性にも影響します。
浅い硬化水硬化工具鋼の特徴の 1 つは、その浅い硬化特性です。水中で急冷すると表面層が硬化しますが、硬度は厚い部分に深く浸透しません。その結果、厚い部分 (13 mm 以上) では外側のシェルが硬化し、中心部は柔らかくなり、再び軟化します。
タフネス: 水硬化工具鋼は、浅い硬化にもかかわらず、優れた靭性を備えています。特に、微細な粒子構造を維持するためにバナジウムが添加されている場合は、靭性が高まります。この靭性により、応力下での割れを防ぎ、鋼の欠けに対する耐性が向上します。
耐摩耗性: クロムを添加すると、水硬化工具鋼の耐摩耗性が向上します。ただし、合金元素が多い他の高炭素工具鋼と比較すると、特に過酷な条件下では耐摩耗性が低くなる可能性があります。
耐熱性が低い水硬化工具鋼は、高温での軟化に対する耐性が比較的低いです。そのため、他の工具鋼に比べて硬度の低下が早いため、鋼が持続的に高温にさらされる用途には適していません。
加工性: 水硬化工具鋼は組成が単純なため、機械加工が比較的容易です。 複雑な処理を必要とせずに工具を製造できるため、多くの一般的な工具用途においてコスト効率の高い選択肢となります。
感度の抑制: 水は焼入れの主な媒体であり、急速な冷却速度をもたらし、硬い表面を形成します。ただし、部品の形状が複雑な場合は特に、急速な焼入れによって歪みや割れが生じるリスクもあります。
費用対効果: 水硬化工具鋼は、合金構造がより単純で、水焼入れコストが低いため、合金含有量の高い工具鋼に比べて経済的な選択肢となり、コストが重要な要素となる要求の厳しくない用途に適しています。
水硬化工具鋼は何に使用されますか?
水硬化工具鋼は、中程度の硬度と耐摩耗性が必要で、高温にさらされない工具の製造に主に使用されます。また、コスト効率と製造の容易さが求められる用途にも使用されます。
- 弓鋸刃
- 木工用ノミ
- ハンドスクレーパー
- 小型スタンピングダイ
- 冷間圧造ダイス
- 板金用パンチングダイ
- 低強度から中強度の材料用ドリルビット
カスタム水硬化工具鋼で工具を強化
SteelPro Group は、高品質の水硬化工具鋼だけでなく、包括的な機械加工サービスも提供しています。当社の精密な能力により、材料が正確な仕様を満たし、最適なパフォーマンスを発揮することが保証されます。
