ハイス（HSS）vs 超硬（タングステン鋼）：主な違いを解説

ハイス（High Speed Steel：HSS）

ハイス（HSS）は高硬度、高耐摩耗性、高耐熱性を持つ工具鋼の一種で、風鋼やフロント鋼とも呼ばれ、焼入れ時に空冷でも硬化し、非常に鋭利です。ホワイト鋼とも呼ばれます。

ハイスは複雑な組成を持つ合金鋼で、タングステン、モリブデン、クロム、バナジウム、コバルトなどの炭化物形成元素を含みます。合金元素総量は約10〜25%です。高速切削で高熱が発生する（約500℃）条件下でも高硬度を維持でき、HRCは60以上になります。これがハイスの主な特徴である「赤硬性」です。焼入れと低温焼戻し後、炭素工具鋼は室温で高硬度を持ちますが、温度が200℃を超えると硬度が急激に低下します。500℃では焼鈍状態と同様の硬度まで低下し、金属切削能力を完全に失います。これが炭素工具鋼の切削工具用途を制限しています。ハイスは優れた赤硬性により、炭素工具鋼の致命的な欠点を補っています。

ハイスは主に複雑な薄刃と耐衝撃性を持つ金属切削工具、高温ベアリング、冷間押出し金型の製造に使用されます。旋削工具、ドリルビット、ホブ、機械鋸刃、高要求金型などです。

超硬（タングステン鋼・セメント炭化物）

超硬（セメント炭化物）は、高硬度、耐摩耗性、良好な強度と靭性、耐熱性、耐食性など一連の優れた特性を持ち、特に高硬度と耐摩耗性は500℃でも基本的に変わらず、1000℃でも高硬度を保ちます。

超硬は主にタングステンカーバイドとコバルトで構成され、全成分の99%を占め、残り1%は他の金属です。そのためタングステン鋼と呼ばれ、セメント炭化物とも呼ばれ、現代産業の「歯」と見なされています。

超硬は少なくとも1種類の金属炭化物を含む焼結複合材料です。タングステンカーバイド、コバルトカーバイド、ニオブカーバイド、チタンカーバイド、タンタルカーバイドが超硬の一般的な成分です。炭化物成分（または相）の粒度は通常0.2〜10ミクロンで、炭化物粒は金属バインダーで結合されています。バインダー金属は一般的に鉄族金属で、コバルトとニッケルがよく使用されます。したがって、タングステン-コバルト合金、タングステン-ニッケル合金、タングステン-チタン-コバルト合金があります。

超硬焼結は、粉末をブリケットにプレスし、焼結炉で一定温度（焼結温度）まで加熱し、一定時間（保持時間）保持し、冷却することで、必要な特性を持つ超硬材料を得ます。

① タングステン-コバルト超硬合金

主成分はタングステンカーバイド（WC）とバインダーコバルト（Co）。グレードは「YG」（「硬」「コバルト」の中国語拼音頭文字）と平均コバルト含有率で構成されます。例：YG8は平均WCo=8%、残りはタングステンカーバイドのタングステン-コバルト超硬合金を意味します。

② タングステン-チタン-コバルト超硬合金

主成分はタングステンカーバイド、チタンカーバイド（TiC）、コバルト。グレードは「YT」（「硬」「チタン」の中国語拼音頭文字）とチタンカーバイド平均含有率で構成。例：YT15は平均TiC=15%、残りはタングステンカーバイドとコバルトを含むタングステン-チタン-コバルト超硬合金を意味します。

③ タングステン-チタン-タンタル（ニオブ）超硬合金

主成分はタングステンカーバイド、チタンカーバイド、タンタルカーバイド（またはニオブカーバイド）、コバルト。この種の超硬合金は汎用超硬合金またはユニバーサル超硬合金とも呼ばれます。グレードは「YW」（「硬」「万」の中国語拼音頭文字）と通し番号で構成。例：YW1。

超硬は高硬度、耐摩耗性、良好な強度と靭性、耐熱性、耐食性など一連の優れた特性を持ち、特に高硬度と耐摩耗性は500℃でも基本的に変わらず、1000℃でも高硬度を保ちます。超硬は旋削工具、フライス工具、ドリル、ボーリング工具などの材料として広く使用されます。新しい超硬の切削速度は炭素鋼の数百倍です。

タングステン鋼（超硬）とハイスの違い

1. 特性の違い

ハイス（HSS）は高硬度、高耐摩耗性、高耐熱性を持つ工具鋼です。超硬（セメント炭化物）は高硬度、耐摩耗性、良好な強度と靭性、耐熱性、耐食性など一連の優れた特性を持ちます。

2. 成分の違い

ハイスは複雑な鋼で、炭素含有量は一般的に0.70〜1.65%です。合金元素量が多く、総量は10〜25%に達します。超硬の一般的な成分はタングステンカーバイド、コバルトカーバイド、ニオブカーバイド、チタンカーバイド、タンタルカーバイドです。炭化物成分（または相）の粒度は通常0.2〜10ミクロンで、炭化物粒は金属バインダーで結合されています。バインダーは通常金属コバルト（Co）を指しますが、特殊用途ではニッケル（Ni）、鉄（Fe）、その他の金属や合金も使用できます。

3. 製造プロセスの違い

超硬焼結は、粉末をブリケットにプレスし、焼結炉で一定温度（焼結温度）まで加熱し、一定時間（保持時間）保持し、冷却することで、必要な特性を持つ超硬材料を得ます。ハイスの熱処理プロセスは複雑で、焼入れと焼戻しなど一連のプロセスを経る必要があります。通常電気炉で生産され、粉末冶金法でハイスを製造することで、炭化物が基材上に極微細な粒子として均一に分布し、寿命が向上します。