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「鉄」「鋼」「鋳鉄」の違い

金型に使われる材料の話をする前に、「鉄」「鋼」「鋳鉄」の違いを理解しましょう。

その違いは、炭素含有量の違いです。

鉄（純鉄）	炭素が非常に少ない　0.0218%以下
鋼（スチール）	炭素が2%以下 ・低炭素鋼（炭素含有量が約0.3％以下） ・中炭素鋼（炭素含有量が約0.3 - 0.765％） ・高炭素鋼（炭素含有量が約0.765％以上） 　の3種類に分類される
鋳鉄	炭素が2%以上

炭素が含まれる量によって金属の強度や硬度などの機械的特性が異なります。

炭素が多いと材料は硬くなります。一方、炭素が少ないと粘り強さが材料に出てきますが柔らかくなります。

鋼の使われる用途は広く、強さと粘り強さを持つことから代表的な製品として日本刀があります。
また、自動車部品ではクランクシャフト、タービンケースなどに使われています。

鋳鉄は硬くてもろいです。鋳造という製造方法で作られます。「いもの」と言われているのがこれにあたります。自動車ですとエンジンブロック、マンホールのフタや鋳鉄製のバルブなどに使われています。

金型に使われる材料（鋼材）

プラスチック用金型に使われる金型材料は「鋼（スチール）」です。

鋼（スチール）は、

・高い弾性を持つ
・高い靭性を持つ
・動的強度に優れる
・熱が伝わりやすい

といった特徴があり、金型材料として非常に適しています。

そして、炭素の他に、

・クロム（Cr）
・モリブデン（Mo)
・タングステン（W）
・バナジウム（V)

等の金属元素を添加して特性を改善したものを　合金工具鋼　といいます。

プラスチック用金型材料は主に以下のような鋼や合金工具鋼が使用されます。

アズロールド鋼	ＳＣ系、ＳＣＭ系
プリーハードン鋼	ＳＣ、ＳＣＭ、ＳＣＭ改良、ＳＵＳ系、ＳＫＤ61改良
焼入れ、焼戻し鋼	ＳＫＤ11改良、ＳＵＳ系
時効処理鋼	マルエージング鋼、非磁性鋼、ＳＵＳ系

金型製作を依頼する場合、どの材料を使うのか指定する必要があります。

・耐久性
・腐食性
・摩耗性
・金型コスト

等を考慮して金型材料を選定します。

成形する材料によって選定する鋼材を使い分けることもあります。以下はミスミが推奨する鋼材となります。

	樹脂種類	成形品の例	樹脂に求める特性	鋼材に求める特性	推奨鋼種
熱可塑性樹脂	PP ABS	バンパーOA筺体	耐衝撃性	しぼ加工性	S50CSCM440
	PS PMMA ABS	照明器具雑貨化粧品容器	意匠性	しぼ加工性 鏡面仕上性	SKD61プリハードン鋼
	POM PA	歯車軸受	耐磨耗性	耐磨耗性	SKD61プリハードン鋼
	PC PMMA	レンズ導光体	透明性 光透過性	鏡面仕上性	SUS420J2析出硬化型鋼
	PC PMMA	CDディスクDVDディスク	光透過性 光複屈折性	鏡面仕上性耐食性	SUS420J2
	PVC	雨樋パイプ	難燃性	耐食性	SUS
	難燃ABS	TVキャビネット家電部品	難燃性	耐食性	SUS420J2プリハードン鋼
	PBT-GFPA-GF	カメラ筺体電装部品	耐性	耐磨耗性	プリハードン鋼SKD11
	磁性粉入りPA	プリンタローラーセンサー部品	成形性 磁気特性	非磁性耐磨耗性	非磁性鋼
	Mg成形	パソコン筺体 携帯電話筺体	耐性 軽量	耐熱性耐磨耗性	非磁性鋼
熱硬化性樹脂	フェノール樹脂メラミン樹脂	食器灰皿	耐熱性	耐磨耗性	プリハードン鋼SKD11
	フェノール樹脂不飽和ポリエステル	スイッチコネクタ	耐熱性 難燃性	耐磨耗性耐食性	SUS420J2SKD11
	エポキシ樹脂	IC封止トランジスタ	電気絶縁性	耐磨耗性耐食性	SUS420J2SKD11

※ミスミホームページより
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/plastic_mold_design/pl07/c0496.html

モールドベースと入れ子について

金型は成形品に合わせて　「大きさ」　「形状」　が決まってきますが、ある程度規格化された部品を使います。
規格化された部品のことを　モールドベース　（モールド：金型＋ベース：基礎）と呼びます。

市販されているモールドベースを使うことで、金型製作期間を短くしたり金型費用を下げたりすることができます。　金型の「入れ子」部分以外はモールドベースを使うのが一般的です。従って、一般的には高価な金型材料は、「入れ子」　のみに利用されます。

プラスチック金型用鋼材ブランド

プラスチック金型用鋼材は様々なメーカーから提供されており、独自ブランドで製造販売しています。同じ規格の鋼材であっても特性や熱処理方法が異なります。

「プレハードン鋼」　「焼入れ焼戻し鋼」が金型のキャビティーやコアに良く利用される鋼材です。もちろんステンレス鋼も利用されますが、硬い鋼材となるため、耐久性や耐食性が求められる金型に使われるようです。

SC　や　SK　SUS　ではじまるものがJIS規格の呼び方となります。各種鋼材メーカーはそれに対応する商品名で展開しています。

金型の鋼材一覧

分類	使用時 の硬さ HRC		JIS相当	金型鋼材メーカー
				神戸 製鋼所	日立金属	大同 特殊鋼	ウッデ ホルム	愛知 製鋼	日本 高周波 鋼業	日本 製鉄
アズロールド鋼	13		SC系	S50C S55C
	13		SCM系	SCM435 SCM440
プリハードン鋼	13		SC系	KTSM2A KTSM21 KTSM22		PXZ		AUK1	KPM1 KPMAX	SD17 SD18  SD18T
	28		SCM系	KTSM31		PDS3		AUK11		SD61
	33		SCM(改)	KTSM3M	HPM2  HPM7	PX5 PX7	PLMAX IMPAX		KPM30	SD70 SD100
			SUS系		HPM38	S-STAR	STAVAX		420M
			SUS系(快削)		HPM77	G-STAR	RAMAX-S
	40		SCM(改)		HPM-MAGIC
			SKD61(改)		FDAC	DH2F	ORVAR-S	AUD61	KAP90F
			析出硬化系		HPM1 HPM-PRO  CENA1	NAK55 NAK80			KAP65  KAP88
焼き入れ焼き戻し鋼	50		SKD61系		DAC	DHA1	ORVAR	SKD61	KDA
	56〜62		SKD11系他		SLD      HPM31	DC11  PD613		AUD11	KD11
			SKD11(改)		SLD8	DC53	SLEIPNER	AUD15	KD21
			SKD12系				RIGOR		KD12
ステンレス鋼	プリハ−ドン	33	SUS420J2系		HPM38	S-STAR	STAVAX		420M
			SUS系（快削）		HPM77	G-STAR	RoyAlloy RAMAX
		35	SUS630系		PSL	NAK101			U630
		40	SUS630系		PSL
	52		SUS420J2系		HPM38	S-STAR	STAVAX		KSP1
	57		SUS440C系		SUS440C ZDP282(粉末)	SUS440C DEX-P1 (粉末)	ELMAX (粉末)		KSP2
時効 処理鋼	53				YAG	MAS1C			KMS18-20
	43				HPM75				NMS1

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