SKD11（合金工具鋼）について

SKD11（合金工具鋼）について

SKD11は、プレス加工の金型などに用いられている合金工具鋼です。金型は、特定の部品や製品の型となる工具のことで、金属材料などを強い圧力で挟み込むことで成形します。そのため、金型の材料には、強度や耐摩耗性、形状不変性などが必要であり、SKD11はこれらの特性に優れています。しかし、SKD11の高い強度や耐摩耗性は、焼き入れを施さないと得られません。さらに、SDK11は、焼き入れ後に難削材となってしまうなどの取り扱いの難しさもあります。SKD11とはどのような合金鋼なのかというところから、用途、特徴、規格、物理的・化学的性質、熱処理の詳細、加工方法などについて解説していきます。

SKD11とは

SKD11は、合金工具鋼の一種で、炭素工具鋼にクロムやモリブデン、バナジウムなどを添加したものです。通常、0.55〜1.50％の炭素を含有し、熱処理によって硬度を調整できます。耐摩耗性に優れ、熱処理歪みが少ない特徴があります。JIS規格（JIS G 4404：2015）で規定されており、冷間金型用として主に使用されることから「ダイス鋼」とも呼ばれます。「SKD」は「Steel Kougu Dice」の略で、「Steel」は鉄鋼、「Kougu」は工具、「Dice」は金型を意味します。数字の「11」には特に意味はなく、開発された順序を示しています。近年では、SKD11をベースに改良された合金工具鋼も多くあり、DC11（大同特殊鋼）、SLD（日立金属）などの相当材も市場で見られます。

用途

1. プレス機械の金型

中量から多量生産向けの金型に使用されます。

2. 転造ダイス

転造盤用の金型として、高い硬度と耐摩耗性が求められる場合に選ばれます。

3. フォーミングロール

ロール成形用の回転工具として、硬度と耐摩耗性が必要な場合に使用されます。

4. シャー刃

切断機の刃として、焼き入れによって高い硬度を持ち、精度を維持できるため適しています。

5. 治具

耐摩耗性が必要な治具の材料として使用されます。

6. ゲージ

形状や精度を検査する測定ゲージ・検査ゲージの材料として利用されます。

7. 金属刃物

包丁の刃金に使用され、耐摩耗性と耐食性が求められる場合に適しています。

加工方法

SKD11の加工方法としては、切削加工と放電加工が代表的です。切削加工では、熱処理前に成形し、熱処理後は研削加工で仕上げを行います。熱処理後のSKD11は硬度が高くなるため、研削加工などの加工が困難ですが、切削加工は可能です。放電加工は、変形が少ないため熱処理後のSKD11でも加工が容易です。ただし、高温焼き戻しを行うことが推奨されますが、その場合には加工品の寿命が短くなる可能性があります。

表面処理

SKD11の表面処理方法としては、めっきと表面改質熱処理が一般的です。めっきでは、硬質クロムめっきがよく使われ、耐摩耗性の向上などが期待されます。また、耐食性を高めるためにも利用されます。表面改質熱処理では、窒化処理、PVD（物理蒸着）、CVD（化学蒸着）が一般的です。これらの方法によって、表面硬さや耐摩耗性、耐食性の向上が図られます。