ダイス鋼製ハサミゲージ

　ダイス鋼製ハサミゲージ

---

細目次	■標準製作ゲージの品質保証	→
	■ダイス鋼製ハサミゲージの特質	→
	■ダイス鋼についてのカタログ資料	→
	■従前技法からの転換	→

---

■標準製作ゲージの品質保証

●材料・材質
　日立金属(株)　ＳＬＤ　( JIS類似　SKD11 )

●適用される仕様
　基準寸法50mm以下の角形ハサミゲージ　　４Ｔ〜５Ｔ
　基準寸法50mmを超え100mmmmのＣ型ハサミゲージ　　６Ｔ
　形状仕様については JIS B 7420 に準拠

●測定部局部焼き入れ、低温焼き戻し
　　フレーム焼き入れ　1,050℃
　　低温焼き戻し 150〜200℃
　　焼き入れ硬化　HRc58以上

●ゲージ測定面仕上げ
　　#6000〜#8000 cBN砥石による固定砥粒ラップ／乾式(ほぼ「鏡面」)
　　#3000〜#4000 cBN砥石による固定砥粒ラップ／乾式(一般精密仕上げ)

●ゲージの寸法値・平行度の偏差
　　±0.2μｍ以下　　(JIS １級のブロックゲージ・セットでの検定)

●『検査成績票』を個別に添付


　　　　　　　　　　　　　　　　このページの先頭に戻る→

---

■ダイス鋼製ハサミゲージの特質

　その特質の第１は、ナマ材の状態でも非常に丈夫な材料であるということにある。ナマ材の硬度をHRcで計測すると、HRc16〜18となっている。いわゆるＳＫ工具鋼の場合では、ナマ材の硬度はHRcでは0以下で測定値としては出てこないから、硬度の差は歴然としている。
　この差はどういうところに現れてくるかというと、ブロックゲージでハサミゲージの寸法を検証する場合、一般のＳＫ工具鋼製の場合にはその母材の「弾性」に影響されて、±0.5μｍの寸法差がうまく読み取れない場合が生起するのだが、ダイス鋼製の場合は、そのような曖昧さに左右されることなく、±0.2μｍの寸法差がきちんと読み込める。±0.5μｍとか±0.2μｍとか言ってみたところで些少なことだから、ゲージの精度条件を大きく左右するものではないだろうと評する向きもあるのだが、この点を無視して「鏡面」とか「リンギング」といった論点は成り立たないから、いっそう高精度なハサミゲージを需めるユーザーにとっては決して看過し得ない材料特性である。
　もちろん、改めて指摘するまでもなく、金型材料として旧くから採用されてきていた材料であるから、ハサミゲージの材料としての適否が更に問題になるということは有り得ないことである。

　その特質の第２は、焼き入れ処理した場合の耐摩耗性がＳＫ工具鋼と比べて２〜３倍とされている。
　通例、工具鋼の耐摩耗性とは、その焼き入れ硬度によるとされ、焼き入れ硬度の高低はそこに含まれるカーボン量によるとされているのだが、ダイス鋼の場合は、ＳＫ工具鋼とほぼ同じHRc60の場合であっても、その硬さはマルテンサイトではなくてクロム炭化物の硬さであり、バナジウムの効用がもたらす耐摩耗性である。
　ハサミゲージが適用されるワーク加工物にクロム鋼その他の特殊鋼素材の比率が高まり、ハサミゲージの耐摩耗性への要求レベルが上がって来ている現在、旧前のＳＫ工具鋼製では事態の改善が図れないことは言うまでもない。

　耐摩耗性に秀でているということは、別な言い方をすれば、ラップ加工が非常に困難な材料であるということである。実際、旧前のハサミゲージの製作技法であるＷＡ砥粒を用いた遊離砥粒ラップ／湿式の技法では全く歯が立たない。
　もっとも、ダイス鋼よりも硬度が高い超硬に対しては、この遊離砥粒ラップ／湿式の技法が十分に通用するので、ＳＫ工具鋼製には満足しないユーザーに対しては超硬製が提供されてきてはいる。技法の違いが歴然としているから、超硬製ハサミゲージの製作ができるゲージ・メーカーが、ダイス鋼製ハサミゲージを製作出来るかと言えば、直ちには出来るということにはならないだろう。

　その特質の第３は、ダイス鋼は言い替えると１２％クロム鋼だから、非常に錆びにくい材料であると言える。
　ステンレス鋼の場合、１３％クロムからステンレスと言える耐銹性を発揮するようになると言われているのだが、ダイス鋼の場合にもステンレス鋼と同じような傾向性を帯びると言えるような感触を持っている。
　いわゆるステンレス鋼の「自己修復性」の問題であって、ステンレス鋼の表面で防錆能力を発揮しているのが酸化クロム層なのであるが、この酸化クロム層が物理的に破壊された場合でも新たに生成される酸化クロム層で補充されるということを意味するのだが、ダイス鋼の場合も同じような傾向性を指摘できるのではないかと考えている。例えば、ブロックゲージをゲージの校正等に使用して表面に微細な傷が入った場合でも、当初は鮮明な傷も、経時的に徐々に薄れていくことが視認できるわけである。

　その特質の第４は、経済性の問題である。
　ユーザー（購入者）にとっては、丈夫で摩耗せず錆もせずに寸法変位もきたさない（形状安定性が秀逸）という利点があるのだが、ハサミゲージ・メーカーにとっても、適切な加工・仕立て上げ手段を準備することによって、ＳＫ工具鋼製の場合とほとんど変わらない製作効率が実現できる材料なのである。
　ダイス鋼製ハサミゲージの採用・購買によって、コストは劇的に下がる。
　
　従って、結論的には、ＳＫ工具鋼製ハサミゲージは、「終わった」のである。


　　　　　　　　　　　　　　　　このぺージの先頭に戻る→

---

■ダイス鋼についてのカタログ資料

　ダイス鋼製ハサミゲージを言う場合、それは日立金属(株)製の「ＳＬＤ」という呼称名で流通しているダイス鋼の板材をいいます。ＪＩＳの類似鋼種がＳＫＤ１１という標準的なものですが、ＳＬＤにはＳＬＤとしての特長があって、同一視して良いとは必ずしも言えないものです。

　ダイス鋼製ハサミゲージの製作に乗り出した当初は、以下の日立金属(株)の発行されているカタログ資料に全面的に依拠したものでした。
　簡にして要を尽くしての記述は、読み返す度に、何らかの示唆を与えてくれて、問題解決のために背を押してくれたものでした。

　ＳＫＳ３やＳＫ３といったＳＫ工具鋼とダイス鋼やハイスといった鋼種との比較検討が良いと言えるる資料です。ＳＫ工具鋼とそれ以外のものとの違いがはっきりと把握できます。

---

　＊注記＊
　以前、ここで日立金属(株)発行のカタログ資料をＰＤＦ文書で掲載させていたのでしたが、容量が半端なく膨大なものでしたから、リンクを解除しました。
　その代わりと言ってはなんですが、日立金属(株)等のＨＰへのリンクを設けて、そこを参照していただくようにしました。行き届いた材料物性についての知見が得られます。なお、ＳＬＤは、製品種別（素材分類）は、「ＹＳＳ冷間加工用工具鋼」と指称されています。


　　　　　　　　日立金属(株)のＨＰ　　　　　　→http://www.hitachi-metals.co.jp/
　　　　　　　　日立金属工具(株)のＨＰ　　　→http://www.hitachi-metals-ts.co.jp/


　ＳＬＤ（ＪＩＳ：ＳＫＤ１１類似）についての詳細な資料になります。
　実務的には、専門書を参照するよりも適宜なものがあります。
　技能開発中は不断に参照しました。

　なお、ダイス鋼と一口にいってもいろいろな鋼種が準備されており、最高の金型用素材とされる「ＳＬＤ−ｍａｇｉｃ」や、｣従前のフレーム焼き入れでの局部焼き入れを可能とする８％クロム・ダイスというものがあるのですが、残念なことに、ゲージ鋼板仕様では一般的な板材として販売されていないようです。従って、ゲージ鋼板仕様で鋼材店でいつでも購入できる素材というのは、ＳＬＤに限られてきます。

---

　　　　　　　　　　　　　　　このページの先頭に戻る→

---

■従前技法からの転換

　通常のSK工具鋼製ハサミゲージについて指摘される問題点として、�@材質として柔弱な側面がある。�A耐摩耗性に満足しきれない。�B発錆が防止できない。といった諸点がありました。
　しかしながら、JISの規定ではハサミゲージの材質について「SK４相当もしくはそれ以上」とされているところ、SK３ないしSKS３で製作されていれば必要かつ充分な材質で製作されていることになり、また、これらに替わりえる材質はないということもあって、SKS３が指定されたりもしているのが現状ではありました。その「改善」として、総焼き入れゲージとするとか、ゲージ母材面を黒染め処理するとかの「ユーザー要求事項」が受け入れ条件とされてきたりもしています。このような付加処理が求められた場合、ゲージ・メーカーの側から言えば、これらの付加処理やその処理に伴う技法上の手間暇は製作コストになりますから、そのコストに見合うだけの価額が補償されれば、別段、「できません」という理由はないことになります。

　ゲージ・メーカーの側からの発想では、ゲージの価額というものはコストの積み上げで決まるというのが基本的なスタンスですから、ゲージ・メーカ側のコスト意識と、ユーザー側からのコスト削減の要求との間での｢溝｣は深いものがあります。
　この｢ジレンマ｣の解消のためには、ＳＫ工具鋼製にこだわることを止めて、別異な素材の採用を検討すべきではありました。
　日立金属のＳＫ工具鋼（ゲージ鋼板仕様の薄板材）製造からの撤退という事態を承けて、ダイス鋼製への転換に踏み切らざるを得ないこととなりましたが、このことは、ゲージ業界にとって（ユーザー・サイドにおいても）｢逆風｣ではなくて、改善・改革のために背中を押す｢順風｣と言えば言えるでしょう。

　ダイス鋼の機械加工に際しては、従前のＳＫ工具鋼に対してと全く同じに対応できます。コンター・マシンによる｢切断｣、ボール盤による｢穴開け｣、グラインダーによる｢研削｣、フライス盤による｢切削｣のそれぞれに関しては、加工スピードを低速にするということで処理可能です。ただ、ダイス鋼の耐摩耗性が大きいせいもあって、刃物の等の｢摩耗｣｢ヘタレ｣は大きくなることはやむを得ません。平面研削盤による研削の場合は、ＳＫ工具鋼の場合はＷＡ砥石（もしくは、いわゆるセラミック製砥石）を使いますが、ダイス鋼についてはＧＣ砥石を使えば研削可能で、ｃＢＮ砥石を使わないと研削できないというわけではありません。但し、そのワーク（ダイス鋼製ハサミゲージ）が総焼き入れされていて、その焼き入れ硬度がＨＲｃ６０もしくはそれ以上という場合、ＧＣ砥石で研削可能かどうかは分かりません。

　大きく違ってくるのは、｢焼き入れ｣とラップ加工技法です。
　｢焼き入れ｣については、ハサミゲージの場合、測定部に対する局部焼き入れが最も便宜で､｣勝、必要充分な処理であるのですが、ＳＫ工具鋼に対するそれと全く同じというわけにはいきません。ＳＫ工具鋼に対しては、言わば｢瞬間芸｣によってＨＲｃ６０の焼き入れ硬度は確保されるのですが、ダイス鋼の場合は、その材料物性によって独自な技法が求められます。
　その｢独自な技法｣というものはどういうものだるか？が難題で、普通でも、フレーム焼き入れに関して丁寧に解説した熱処理教本というものはありませんから、ワークを加熱する、冷却するというプロセスを一つ一つ解析する以外には無くて、その意味では、全くの｢職人芸｣になります。続にいう｢経験と勘｣に依ります。
　この点に関しては、いろいろな考え方や実践例が成り立つでしょうから、｢これで決まり｣といった一義的な技法が成り立つものであるのかどうか、未だに解決できていない難問であり続けています。
　もう一つの｢ラップ加工技法｣については、本サイトの｢固定砥粒ラップ/乾式｣の技法を解説したページを参考して下さい。この点に関しては解決済みです。


　　　　　　　　　　　　　　　このページの先頭に戻る→、