SKD11とは？強度・耐摩耗性・熱処理のポイントを徹底解説

2025/02/18

SKD11とは、耐摩耗性と高い硬度を兼ね備えた合金工具鋼であり、金型や精密部品の製造に広く使用されています。日本国内では、製造業の高精度化が進む中で、金属加工業界におけるSKD11の活用が増加傾向にあります。この記事では、SKD11の基本的な特性、強度・耐摩耗性のポイント、適切な熱処理方法について詳しく解説していきます。

1.SKD11とは

SKD11は、高炭素・高クロムの合金工具鋼であり、特に耐摩耗性と高い硬度を有しています。この特性により、精密加工に適しており、冷間加工用の金型や耐摩耗部品などで広く使用されています。また、耐食性が比較的高いことから、過酷な環境下での使用にも適しています。

SKD11の用途：金型・刃物・精密部品

SKD11は以下のような用途に活用されます。

金型：プレス金型、抜き型、成形金型
刃物：工業用カッター、パンチ、シャー刃
精密部品：摩耗の激しいギア、軸受け部品、スライドガイドなど

他の工具鋼との違い（SKD61との比較）

SKD61（熱間ダイス鋼）：熱間加工用であり、高温環境での強度が求められる場面で使用

2.SKD11の強度と耐摩耗性

SKD11の物理的性質（硬度・靭性）

硬度（HRC）：通常60～62HRC
高い耐摩耗性を持ちながらも、焼き戻しによって靭性を確保可能。一定の衝撃負荷にも耐えうる。

SKD11の化学的性質（合金成分と影響）

SKD11の主な成分とその影響

炭素（C）：1.40～1.60% → 硬度と耐摩耗性を向上
クロム（Cr）：11.00～13.00% → 耐摩耗性と耐食性を向上
モリブデン（Mo）：0.80～1.20% → 靭性の向上
バナジウム（V）：0.20～0.50% → 微細組織の形成、靭性向上

高い耐摩耗性の理由と実際の使用例

SKD11の耐摩耗性は、合金成分の最適な組み合わせと適切な熱処理により実現されます。特に、カーボンとクロムの割合が高いため、炭化物が多く生成され、摩耗しにくい構造が形成されます。

3.SKD11の熱処理方法と性能向上のポイント

焼きなましの目的と最適な温度

焼きなまし（アニーリング）は材料の加工硬化による内部のひずみを取り除き、組織を軟化させ、展延性を向上させる熱処理です。

温度：800～850℃
冷却方法：徐冷（炉冷）することで応力除去

焼き入れ・焼き戻しによる硬度の変化

焼き入れ

温度：1020～1050℃
冷却方法：油冷またはガス冷却
焼き入れ後の硬度：HRC 62以上

焼き戻し

温度：150～250℃（高温焼き戻しで靭性向上）
硬度：HRC 58～62（用途に応じた調整）

熱処理時の注意点と失敗しないコツ

焼き戻し不足は靭性低下を招くため、2回以上の焼き戻しが推奨されています。急冷しすぎるとひび割れが発生するため、適切な冷却速度を確保すべきです。

4.SKD11の加工方法と効率的な使い方

切削加工のポイントと適した工具

焼き入れ前

基本的に、SKD11の切削加工を行う際は、焼き入れ前であることが多いです。焼き入れ後であれば、硬度が高くなってしまうため、切削が困難になってしまうためです。
焼き入れ前の加工はＰ種のコーティング超硬工具が適しています。焼入れ後も加工を行うことは可能ですが、工具の消耗が激しくなるため、加工コストが高くなってしまいます。そのため、基本的には焼き入れ前に荒加工を行うことが主となっております。

焼き入れ後

では、焼き入れ後に加工を行うのは、どのような場合なのでしょうか？代表的な理由としては、「精度」です。焼き入れ前と後では、製品の精度が異なります。
そのため、製品の最終的な精度を重要視する際は、焼き入れ後に切削を行うことが適しております。使用する加工方法としては、Ｈ種のコーティング超硬工具を使用します。