高速度工具鋼SKHとは？種類や用途を徹底解説
SKHとは、高速度工具鋼（High-Speed Steel：HSS）の一種であり、高い硬度と耐摩耗性...
ダイジェット工業株式会社
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。
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
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
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
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。
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
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）
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。
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。
硬度が高く通常の切削が難しい場合、ワイヤーカットや放電加工が有効です。放電加工後は、表面硬化層が発生するため、研削加工で仕上げると良いです。
精密加工には平面研削盤や円筒研削盤を使用します。クーラントを十分に使用し、焼き戻りを防ぎます。
窒化処理を施すことで表面硬度をHRC 70以上に向上。金型やスライド部品に最適です。
クロムめっきやニッケルめっきで防錆効果を追加。食品加工機械や医療機器などで活用されています。
PVD（チタンコーティング）で耐摩耗性・潤滑性を向上させます。またCVD（カーボンコーティング）では、高温耐性を向上させるために有効な手段です。
高耐摩耗性が求められる場合：SKD11を使用
靭性が重要な場合：SLDやSKD61を検討
高衝撃環境 → 焼き戻し温度を高めて靭性を確保
微細加工が必要 → 研削＋PVDコーティングの併用
チッピング発生 → 高温焼き戻しを追加
耐摩耗性不足 → PVDコーティングを追加
加工性が悪い → 焼きなまし後に切削加工
SKD11は、高硬度・耐摩耗性を持つ優れた合金工具鋼であり、精密加工に適しています。適切な熱処理・加工技術を組み合わせることで、耐久性を向上させ、より高品質な製品を作ることができます。用途に応じた選定と加工方法の最適化が、長寿命化とコスト削減のカギとなります。