工具鋼とは

工具鋼は、機械的特性を備えた鋼の一種で、工具にとって望ましい材料です。 工具鋼は、その硬さ、鋭い刃先を保持する能力、または摩耗や変形による損傷に対する抵抗力で注目に値します。 多くの合金鋼と炭素鋼があり、通常は熱処理と焼入れの製品を通して作られ、工具鋼として適しています。 工具鋼はさまざまなグレードで製造されており、スタンピング金型、建設機械、軸などの工具の製造に使用できます。 工具の作成に加えて、工具鋼の機械的特性を持つ材料を必要とする他のアプリケーションでも使用されます。

さまざまなグレードの工具鋼は、SAEスチールグレードまたはAISI / SAEスチールグレードと呼ばれるシステムに従って分類されることが多く、Society of Automotive Engineers（現在のSAE International）およびAmerican Iron and Steel Instituteによって作成されました。 各タイプの鋼を、その性質または製造方法を示す文字で分類します。たとえば、水硬化鋼のWグレードまたは耐衝撃性鋼のSグレードです。 これらの広範なカテゴリ内の各タイプのスチールには、文字の後に個別の番号が付けられます。

工具鋼の最も一般的な形は、低価格のために人気のある炭素鋼の形であるWグレードです。 一部のタイプのWグレードスチールには、スチールの靭性を高めるために、シリコン、モリブデン、またはマンガンも含まれています。 焼入れ中に水が使用されるため、水硬化と呼ばれます。急冷とは、加熱された鋼の温度が急速に低下する多くの鋼の製造プロセスのステップです。 Wグレードの工具鋼は硬いですが、脆い傾向があり、302°F（150°C）を超える温度に十分耐えられません。 Wグレードの工具鋼は、一般にせん断刃やカミソリなどの刃を作るために使用されます。 高温に遭遇したり高温になったりしない機械用の機械部品。 ハンマー、ドリル、ノミなどのツール。

グレードA、O、およびDは、冷間加工によって製造された鋼であり、鋼は塑性変形、鋼の微細構造の恒久的な変化を受けるまで機械的応力にさらされるプロセスです。 このプロセスにより、鋼の引張強度と硬度が向上し、延性が低下します。結果として生じる鋼の形態は、ブレードや工作機械などの目的で一般的に使用されます。 Oグレードのスチールはオイル硬化され、Aグレードは空気硬化され、水硬化よりもスチールの歪みが少ない方法です。 Dグレードのスチールには、合金の10〜18パーセントを構成する大量のクロムが含まれています。 クロムに加えて、A、O、およびDグレードの鋼は、マンガン、タングステン、バナジウムなどの他の金属、および硫黄やリンなどの非金属と合金化されることがよくあります。

Hグレードスチールは、高温に長時間さらされることでスチールに塑性変形を引き起こすことにより作成される熱間加工工具スチールです。 これらの鋼は高い強度と硬度を備えていますが、冷却と熱収縮のプロセスからのわずかな歪みにより、非常に厳しい工学公差のある用途には冷間加工鋼よりも適さなくなります。 このグレードの鋼では、クロム、タングステン、モリブデンが一般的な合金元素です。

TグレードとMグレードは高速度鋼の一種であり、高温で高い硬度を保持する能力によって区別されます。 この特性により、電動切削工具やプレス金型での使用に適しています。摩擦により発生する熱に対する耐性により、他の鋼よりも高速で動作します。 Tグレードのスチールは、タングステン含有量が多いことから名付けられていますが、Mグレードのスチールには、多量のモリブデンが含まれています。 これらの鋼で一般的な追加の合金元素には、バナジウム、クロム、およびコバルトが含まれます。

Sグレード鋼は、耐衝撃性に優れた工具鋼です。 他の鋼合金よりも炭素が少ないため、耐摩耗性は低下しますが、靭性は向上します。 S級鋼は、大きな衝撃に耐えることが必要な削岩機などの機器に使用されます。

工具鋼の一部のグレードには、非常に特殊な特性または目的があります。 Fグレードの鋼は、Wグレードの鋼と同様に、水硬化鋼の一種ですが、耐摩耗性に優れています。 Pグレード鋼、またはプラスチック金型鋼は、射出成形機およびダイカストマシンで使用されます。 Lグレード、または低合金特殊鋼は、合金材料がほとんどなく、鉄含有量が非常に多い非常に強靭なタイプの鋼です。