工具鋼解説：主要特性と建設・製造業での用途

鋼は、フレームワーク強化と構造支持を必要とする幅広い用途で一般的に使用されます。道路、建物、橋、空港、その他のインフラストラクチャは、信頼性の高い強度と破壊抵抗性のため、しばしば鋼で建設されます。建設業界以外でも、鋼は日常活動向けの家電、装置、工具の製造に最大限活用されています。

工具製造に使用される特定の鋼のタイプが工具鋼です。工具鋼は、硬度、耐摩耗性、耐変形性で極めて人気のある炭素鋼および合金鋼です。また、極端な温度と重荷重に耐える能力でも知られています。

工具鋼の特性

前述の通り、工具鋼はカッター、リーマ、ビットなどの製造工具に使用されることを意図した炭素鋼および合金鋼です。工具鋼の耐摩耗性、耐変形性、耐高温性は、クロム、モリブデン、タングステン、バナジウムなどの炭化物形成元素の存在によってもたらされます。コバルトやニッケル元素も工具鋼の特性向上に寄与します。

工具鋼が高温に耐える能力により、多様な工具に成形可能です。軟らかいまたは焼鈍状態で供給されることもあり、さまざまなタイプの製品に変換可能です。工具鋼の製造では、通常炉で溶解し、その後工具とコンポーネントに加工されます。工具に加工・変換された後、さらに熱処理を受けることもできます。

種類と用途

工具鋼は、冷間工具鋼、熱間工具鋼、高速度工具鋼の3つの基本カテゴリーに分類できます。しかし、以下は今日さまざまな産業で使用されている最も人気のある工具鋼グレードです。

• 空気焼入れ：冷間工具鋼の一部は空気焼入れ工具鋼です。高クロム含有により、熱処理時の歪み係数が低いです。優れた機械加工性を持ち、耐摩耗性と全体的な耐久性を効果的にバランスさせます。空気焼入れ工具鋼は、ブランク加工、ダイ曲げ、エンボス加工、ゲージ、ナイフ、積層加工の製造に使用できます。
• 水焼入れ：他の工具鋼と比較して、水焼入れ工具鋼はより脆いです。高硬度を保持できますが、このタイプの工具鋼は高温用途に使用できません。水焼入れが必要なため、歪みと割れが見られる場合があります。水焼入れ工具鋼は、切削工具、ナイフ、リーマ、カトラリーの製造に使用されます。
• D型：D型工具鋼も冷間工具鋼の一部です。主に高炭素と高クロムで構成され、優れた耐摩耗性と空気焼入れ工具鋼の特性を得るのに役立ちます。D型工具鋼は、バーニッシング工具、コイニング、冷間成形、鍛造ダイ、ノーリング工具、ナイフ、ロータリースリッターなどの製造に使用されます。
• 熱間加工：工具鋼の主要分類の一つは熱間工具鋼です。このグループは高温下での切削能力で最も知られています。追加合金の含有により、高温用途での作業が可能です。熱間工具鋼の用途には、鋳造ダイ、熱間鍛造、熱間せん断ナイフ、熱間スウェージング、熱間トリミングがあります。
• 耐衝撃タイプ：耐衝撃タイプの工具鋼は、あらゆる温度で衝撃に容易に耐えられます。このタイプの工具鋼の引張強度は、炭素含有量を低くすることで得られます。このタイプの工具鋼は衝撃のみに耐え、摩耗には耐えられません。耐衝撃工具鋼は、打撃工具、冷間/熱間グリッパー、冷間/熱間スウェージング、チッパーナイフに使用できます。

工具鋼は、耐摩耗性と耐衝撃性、硬度、極端な温度と圧力に耐える能力により、さまざまな用途で使用されます。多数の産業向けに意図されたさまざまな工具セットの製造に真に貢献します。