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高硬度材料の特徴

高強度部材には様々なものがありますが、従来一般的には炭素鋼焼き入れやステンレスバネ鋼などが採用されてきました。ロボットに求められるニーズの多様化や高いパフォーマンスの為、近年ハードンプレートや超硬が急拡大しています。それぞれの材料の特性や長所、短所を捉えて、適材適所に使用することと加工技術の組み合わせで、可能性は無限に広がっていきます。

メカ用ハードンプレート特性

上記の材料ニーズに加え、メカ用ハードンプレートがもつ様々な特性メリットをご紹介いたします。

材質群 材料名称 特徴 長所 短所 用途
炭素鋼 SKシム材 SK焼入れ鋼。炭素鋼焼入れ鋼。対応板厚が0.1~2.0mm程度。 比較的安価 硬度のバラツキ(45~55HRC)とリロール材なので板厚不安定。
  • シム材
  • サイドレールなど
ステンレスバネ鋼 SUS304
CSP
SUS304のリロール非焼鈍材。強圧下して硬度を出したもの。対応板厚が~2.0mm程度 耐食性あり。 入手が比較的容易。 対応硬度低い(39HRC程度)。リロール材なので板厚不安定。
  • シム材
  • 耐食部材
納入硬度40HRC程度のプラスチック金型用鋼。 被削性が良く、鏡面磨き可能なものもある。 対応硬度低い(40HRC程度)。薄物対応困難。
  • プラスチック金型
  • 試作部材
  • 機械部品
代表的な金型用鋼。 耐摩耗性が大(58~60HRC)。高温焼入れで熱処理歪少。様々な形状に対応しやすい。 曲げ加工等加工性良くない。
  • シム材
  • スライドレール
  • 耐摩耗部品
代表的な金型用鋼。SKD11よりも高硬度。 耐摩耗性が大(60~64HRC)。熱処理戻し温度570℃程度で後処理対応良好。 曲げ加工等加工性良くない。熱変形はSKD11より悪い。
  • コーティング部材
  • 耐摩耗部品
  • ダイ・パンチ
13cr系ステンレスプラ型鋼。 53HRCの硬度で耐食性あり。 熱変形はSKD11より悪い。
  • 耐食部材
  • プラスチック金型部品
Si添加で高硬度。(60HRC)と高耐食を有する世界唯一材。 腐食と摩耗など複合悪環境に強い。 加工性あまりよくない。
  • 高強度・高耐食部材
  • 食品プラントなど
HRA90程度の工具鋼をしのぐ高硬度材。 汎用材では最高硬度。摩耗部位には最適。 靭性、加工性がほとんどない。
  • 超耐摩耗部品
  • 高硬度パンチなど

現行材と高機能材との素材特性・性能比較

従来材・現行材 材質評価
  従来材・現行材
普通鋼 焼入
炭素鋼
硬質
ステンレス
アルミ 真鍮
材質名 SPCC SK材 SUS304 Al CuZn Cu
機能特徴 加工性
良好
焼入
シム材
高耐食 軽量
特性 高硬度 × × × ×
高耐食 × ×
高耐熱 × × × × ×
精度 板厚偏差
平面度 × × ×
硬度偏差 ×
磁性 ほぼ無
価格
薄板入手性
総合評価
将来材・高機能材 材質評価
  従来材・現行材
合金工具 合金工具鋼 焼入ステンレス 新ステンレス
材質名 SKD11 HPM38 SUS440C シリコロイ材
機能特徴 高硬度 13Cr系SUS 18Cr系SUS 時効処理材
特性 高硬度
高耐食
高耐熱
精度 板厚偏差
平面度
硬度偏差
磁性
価格
薄板入手性
総合評価

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