SK3とは?基本的な知識を理解しよう!!

SK3とは?基本的な知識を理解しよう!!

SK3は、鋼材の種類の一つで、他にも種類が多くの鋼材があるため、使用しようと考えている方は、基本的なところから知識を深めることが必要です。今回、SK3の鋼材の違いについてや、特徴を活かしてどのような用途で使われているのか詳しく紹介していきます。

目次
  1. SK3とは使用する機会が多い鋼材

  2. SK3の硬度と耐摩耗性で高い性能

  3. SK3と他の種類との違いについて

  4. SK3の性能を活かした用途

  5. 性質表からみるSK3

  6. まとめ

これだけは知っておくべきSK3のポイント

  • SK3と他の鋼材で、炭素の含有量が違うため理解する必要がある。

  • SK3は、硬度と耐摩耗性が上がると、靭性が低下してしまうデメリットがある。

  • SK3は、寸法が大きくなることで、硬度が芯まで届かなくなる恐れが高くなる。

SK3とは使用する機会が多い鋼材

SK3は、炭素工具鋼に属している鋼材で、C(炭素)、Si(ケイ素)、Mn(マンガン)という成分が鉄に含まれている「炭素鋼」のことでもあります。金属を加工したり、切削を行うことに使用される機会が多くある鋼材です。

例えば、物を切るために必要になる刃物や、髭剃りに使われるカミソリといった用途があります。他にも、使用方法が多くあるため、幅広く使用されており、どのような特徴を持っているのかを知ることで、素材を活かした物を作り出すことに繋がるものです。

SK3の高い性能

SK3に含まれているSi(ケイ素)や、Mn(マンガン)といった元素の中で、熱を加えたりすることによって、特性に変化が起こりやすいのがC(炭素)です。温度などの加工により、どのような特徴が現れるのか詳しく説明します。

硬度を出すことができる素材

C(炭素)の成分量を0.6%~1.5%で焼入れと焼き戻しを行っていくことで、高い硬度を出すことが可能です。高い温度に晒されると、硬度が低くなっていくというデメリットがSK3や、他のSKにも基本あります。

SK材に含まれるC(炭素)の量は、0.6%を超える必要があると使用規定にあり、この数値を超えていることで、大きく硬度に変化が現れることがないため、摩擦などによって、熱が発生することが少ない用途で使われていることが多いです。

耐摩耗性の向上

他の鋼材より摩擦及び研磨を行うことにより、表面が削れて減少することに対する「耐摩耗性」や、外側から瞬間的に与えられる力に対応可能な「耐衝撃性」を持っています。C(炭素)の成分量が規定を超えていることで、硬度の差異が少ないですが、耐摩耗性と耐衝撃性に変化が現れる鋼材です。

耐摩耗性が上がっていくことで、材質の粘りの強さである「靭性」が低くなってしまうデメリットもありますが、粘りがあるということは、材質の変形に対して耐衝撃性があるため、対応することができます。包丁や刀といった刃物に必要な性能であるため、耐衝撃性の低下も考えることが必要です。

SK3と他の種類との違いについて

同じ鋼材でも、C(炭素)やSi(ケイ素)などの元素が変わってくることで、強度や成分量に差異があります。そのため、加工を行うときの注意点、使いどころを知ることが必要です。SK3と比較してSKS3、SK4の違いについて紹介します。

SK3とSKS3の違い

鋼材は、切削工具鋼用や、耐衝撃工具鋼用など使い方により、区分があります。SKS3は、一文字違うだけですが、性質は異なるもので、「合金工具鋼」というグループに分類されるもので、炭素工具鋼にCr(クローム)やW(タングステン)といった元素を添加していくことで、「耐摩耗性」を向上させたものです。

焼入れの方法も違い、水で冷却してから行うのがSK3ですが、SKS3の場合油で冷却をしてから焼入れをします。そのため、SK3の方がSKS3より硬度が製品の芯にまで入りづらいです。熱処理を行ったあと寸法も変化するので、取り扱うとき注意してください。

SK3とSK4の違い

SK4は、元素などの成分に手を加えて、削りやすいようにした被切削性という特性を持っている「快削鋼」です。SK3は、1.00%~1.10%の炭素含有量があり、対してSK4は、SK3より少ない0.90%~1.00%とSK3より少なく、炭素の量が0.6%を超えていることによって、熱処理を行ったときの硬度が急に鈍い傾向に変わります。そのため、SK3より耐衝撃性が上がりやすいので、木を切ることに使う斧や、木工用のきりに使われているものです。

SK3の性能を活かした用途

SK3の特徴を活かした用途について紹介します。

ハクソー

金切り鋸の刃の部分をハクソーと言い、アルミや鉄を切ることができて、用途に合わせて使いやすいようにしたものが数種類あるものです。

例えば、刃に柄のみを取り付けて、小さい隙間に入れて切るのに適したものや、刃に弦を付けることで、力が入れやすく硬いものに良いものがあります。切断するのに擦ることが多いものなので、SK3の磨耗性が生かされている使い方です。

たがね

石材や金属を加工するときに使われる「たがね」。ハンマーでたがねを打つことで、加工することが可能です。刃が平たくなっているものや、細く調整しやすいように、小さくしたサイズなど使いどころによって、対応ができるように種類が多くあり、レンガを均一に割れたり、ボルトを切断できるものがあります。

ゲージ

物のすきまに入れて、寸法を測ることに使われる「すきまゲージ」。他にもシックネスゲージという名でも呼ばれます。すきまに合わせて測れるように、リーフと言う1枚ごとに違った厚さがあり、専門で使う加工会社に必要とされている物です。

しかし、すきまが平行でなく、歪んでいたりしており、粗いものは測ることができないデメリットもあり、薄い金属板のため、リーフ自体が錆びたり、傷ができることで、誤りが発生する恐れがあります。そのため、使用後の点検や清掃を行い、問題がないか確認することが大事です。

SK3の性質から分かる性能について

SK3にある元素の種類や分量に関する「化学的性質」。焼きなましの温度や硬度によってどのような変化があるのかなどの「機械的性質」といった3種類の性質について紹介します。

機械的性質

以下の表の焼きなまし温度で、HRC58以上の硬度になるため、高い硬さと一緒に耐摩耗性を得ることが可能です。しかし、製品が大きくなる程硬さが芯まで入らなくなる恐れがあります。そのため、用途に合わせて加工方法などを調整することが必要です。

材料記号 焼きなまし温度(℃) 焼きなまし硬度(HBW)
SK3 750~780徐冷 212以下

化学的性質

SK材に対する炭素の使用規定の最低ラインは0.6%なのに対し、以下のSK3の表を比較すると約0.4%以上高い数値となっています。規定を超えすぎると硬度低下しますが、耐衝撃性は低ならずに済むので、その特徴を活かして刃物などで利用されます。

材料記号 化学成分
C Si Mn P S
SK3 1.00~1.10 0.10~0.35 0.10~0.50 0.030以下 0.030以下

物理的性質

熱間圧延鋼板焼きなましHRCは、31以下になり、冷間圧延鋼板の焼きなましは、220以下の硬度になります。以下の表は、物理的性質を数値化したものを記載しており、SK3を使って製品を作成するときの参考になるでしょう。

材料記号 熱間圧延鋼板及び鋼帯 冷間圧延鋼板及び鋼帯
熱間圧延まま硬度 HRC 焼きなまし硬度 焼きなまし硬度Hv 冷間圧延まま硬度Hv(参考値)
HRB HRC
SK3 - - 31以下 220以下 (220~310)

まとめ

いかがでしたでしょうか。今回紹介したSK3は、他の鋼材の硬さや添加を行い耐摩耗性に特化させた物など、違いを理解して使うことが必要です。SK3について知ったことを活かしてみてください。

キャディ株式会社は、鋼材のSK3を取り扱っております。ホームページに、SK3の性能を活かした製作事例を載せておりますので、詳細やお見積もりなどお聞きしたいことがございましたら、お気軽にお問い合わせください。

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