射出成形金型の鋼材選定は、成形品の材質、製造コスト、耐久性、メンテナンス性を考慮して行う必要があります。以下に、主な鋼材の種類と選定基準を解説します。
鋼材選定の主な基準
鋼材を選ぶ際には、以下の要素を考慮します。
- 耐摩耗性：成形品の樹脂が含むガラス繊維や添加剤による摩耗を考慮。
- 耐熱性：高温での連続成形に耐えられるか。
- 加工性：切削加工や放電加工のしやすさ。
- 研磨性：表面仕上げ（鏡面仕上げやテクスチャ加工）の適応性。
- 耐食性：湿度や冷却水による錆びの影響。
- コスト：金型の寿命や生産数量に対する費用対効果。
主な鋼材の種類と用途
(1)一般的な金型用鋼材
| 鋼種 | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|
| S50C（炭素鋼） | 加工性が良く低コスト。耐摩耗性は低め。 | 試作金型・簡易金型 |
| NAK80（プレハードン鋼） | 硬度が安定、研磨・放電加工性が良い。 | 透明部品（工学レンズなど）、高精度金型 |
| HPM1/HPM2（プレハードン鋼） | 機械加工性に優れ、耐食性も良い。 | 小～中ロット成形用 |
(2)高耐久性・高耐摩耗性鋼
| 鋼種 | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|
| SKD61（熱間工具鋼） | 耐熱性・耐摩耗性が高い。高温成形向け。 | エンジニアリングプラスチック成形金型 |
| H13（熱間工具鋼） | 高温耐久性と靭性があり、汎用性が高い。 | 高耐久金型 |
| DC53（冷間工具鋼） | SKD11より高強度、加工性も良好。 | ガラス繊維入り樹脂成形 |
(3)高耐食性・特殊用途鋼
| 鋼種 | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|
| STAVAX（SUS420系ステンレス鋼） | 耐食性が高く、鏡面仕上げ可能。 | 医療・食品・透明樹脂金型 |
| ELMAX（粉末ハイス鋼） | 耐摩耗性・耐食性が高い。 | ガラス繊維入り樹脂、高寿命金型 |
樹脂別の鋼材選定
成形する樹脂の種類によっても、適した金型鋼材が異なります。
| 成形樹脂 | 推奨鋼種 |
|---|---|
| PP,PE,ABS（汎用樹脂） | S50C,NAK80,HPM1 |
| PC,PMMA（透明樹脂） | NAK80,STAVAX |
| POM,PA（エンプラ） | SKD61,H13,DC53 |
| PPS,PEEK（高温・高摩耗樹脂） | SKD61,H13,ELMAX |
金型の寿命と鋼材
鋼材の選定は、金型の寿命にも直結します。
- ～10万ショット程度 → S50C, HPM1（簡易金型向け）
- 10～50万ショット程度 → NAK80, SKD61（中量生産向け）
- 50万ショット以上 → H13, DC53, STAVAX（高耐久金型向け）
まとめ
金型の用途・成形樹脂・生産量を考慮し、適切な鋼材を選ぶことが重要です。
- 低コスト・試作用 → S50C, HPM1
- 汎用・耐久性重視 → NAK80, SKD61
- 高耐摩耗・高耐熱 → H13, DC53, ELMAX
- 耐食・高精度 → STAVAX
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