今回はNAK55の特徴や性質についてご紹介します。
NAK55とは、大同特殊鋼株式会社が取り扱う製品である快削性プリハードン鋼の一種です。プリハードン鋼とは、あらかじめ中程度の硬度に熱処理をした鋼材のことで、鋼材メーカーによってNAK**やHPM**といった名称で取り扱われています。
大同特殊鋼株式会社が取り扱う快削性プリハードン鋼は、NAK55と似た特性の金属としてNAK80もラインナップしています。今回はNAK55とNAK80の違いについても見てみましょう。
NAK55の特徴
NAK55は、プラスチック金型用鋼のことで、最適条件で37～43HRCの硬さを有しており、そのまま型彫加工を行えます。
また、Ni-Al-Cu系時効硬化型の鋼であることから、被削性や肉盛溶接性が良好です。切削加工後や放電加工後の研磨も容易に行えます。使用時の歪みが少ないのもポイントで、精密性を必要とする金型に適している材料です。
NAK55の用途は、高性能・精密プラスチック金型、ゴム金型、プレス金型、産業機器等各種部品が代表的です。
NAK55の成分
記号 | JIS等 該当記号 | 化学成分 | |||||||
C | Si | Mn | Ni | Cu | Mo | Al | 快削元素 | ||
NAK55 | – | 0.15 | 0.3 | 適量 | 3.0 | 1.0 | 0.3 | 1.0 | S添加 |
NAK55の規格、比重、降伏点、ヤング率
・熱膨張係数（×10-6/℃）
記号 | 20～100℃ | 20～200℃ | 20～300℃ |
NAK55 NAK80 | 11.3 | 12.5 | 13.4 |
・熱伝導率（W/ｍ・K）
記号 | 25℃ | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ |
NAK55 NAK80 | 29.5 | 31.4 | 33.0 | 32.8 | 32.1 |
・磁気特性
記号 | 最大比透磁率 | 飽和磁束密度 （T） | 残留磁束密度 （T） | 保持力 （A/ｍ） |
NAK55 NAK80 | 380 | 1.635 | 0.850 | 1100 |
・機械的特性
採取方向 | 硬さ HRC | 0.2％耐力 N/mm2 (kgf/mm2) | 引張強さ N/mm2 (kgf/mm2) | 伸び ％ | 絞り ％ | シャルピー衝撃値 J/cm2 (kgf・m/cm2) |
L | 40 | 981 (100) | 1,255 (128) | 15 | 40 | 18 (1.8) |
T | 40 | 981 (100) | 1,275 (130) | 14 | 38 | 12 (1.2) |
引張試験片：JIS4号
衝撃試験片：2mmUノッチ
衝撃試験温度：293K(20℃)
・ヤング率（縦弾性係数）：201,000N/mm2（20℃）
・比重：7.80g/cm3（20℃）
・比熱：481J/（kg・°C）（20℃）
NAK55の加工方法
NAK55は高い硬度を持ちながらも被削性に優れた鋼材で、金型用の材料として多く活用されています。
切削時のポイントとしては、加工面の精度を向上させたい場合、切削速度を上げるのが有効です。切込み量と送り量は、加工精度に応じた調整を行います。ツールホルダの振れは、切削面の精度に大きな影響を及ぼすため、定期的にホルダの点検および取替えを行いましょう。
NAK55の処理
NAK55は、アルマイト処理以外であれば、どのようなめっき処理でも対応が可能です。めっき処理方法は、特別な前処理を必要とせず、通常の鉄材と同様の方法で行います。
熱処理については、NAK55が時効硬化型の鋼で、HRC40程度の硬度しか入らない材料のため、焼入れ焼戻しで硬度を上げられない点に注意が必要です。硬度を上げたい場合は、窒化処理を行うことで、加工後に表面の硬度を上げられます。
NAK55の長所と短所
NAK55の長所
●被削性が良好
37～43HRCの硬さを有するものの、およそ18HRCの硬さをもつS53Cとほぼ同等かつ、30HRCのSCM440よりも遥かに被削性に優れています。
●放電加工後の研磨が容易
放電加工後は、加工面の硬さが上昇せず、研磨が容易に行えます。
●優れた鏡面仕上げ性
切削加工面が優れているため、研磨が容易に行えるほか、ピンホールが出にくくて鏡面の光沢が出やすい特徴があります。
●優れた肉盛溶接性
肉盛溶接部の硬さ上昇がなく良好。溶接後は時効処理を施すことで、均一なシボ加工面が得られます。
●型寿命に優れている
硬さがある材料のため、耐摩耗性と耐圧性に優れ、長期の型寿命を実現しています。
●錆びにくい
NAK55は水にさらされるプラスチック金型にも採用される材料で、錆びにくい特徴があります。
NAK55の短所
●焼入れ焼戻しをしても硬度が上がらない
NAK55は、時効硬化による方法で硬度を上げている鋼材です。これにより、焼入れ焼戻しにより硬度を上げることができません。時効硬化とは、急冷した合金の時間経過で常温化し、合金元素を析出させて材料を硬くすることを指します。
硬度を上げたい場合は、鋼の表面に窒素をしみ込ませて硬くする窒化処理を行う必要があります。
NAK80との違い
NAK80は、NAK55と同じく、大同特殊鋼株式会社が取り扱う快削性プリハードン鋼です。
NAK80はNAK55の特徴に加えて、鏡面みがき性に優れています。また、放電加工肌は緻密で美麗なため、梨地シボの代用が可能です。ただしNAK55よりも若干被削性に劣ります。
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