金型は、特殊の零部件や产品の型となる专用工具のことで、金属材料などを强い圧力で挟み込むことで成形します。そのため、金型の原材料には、强度や耐磨性、耐磨性、外观不变性などが必需であり、SKD11はこれらの特性に优れています。

しかし、SKD11の高い强度や耐摩耗性は、焼き入れを施さないと得られません。さらに、SDK11は、焼き入れ後に难削材となってしまうなどの取り扱いの难しさもあります。

この记事では、SKD11とはどのような合金钢なのかというところから、用途、特殊性、规格、物理?化学特性，热理论の详细、加工工艺などについて解説していきます。

SKD11とは、炭素合金钢にクロムやモリブデン、バナジウムを添加した合金工具钢のことです。0.55?1.50％の炭素を带有し、ケイ素とマンガンの含卖量を调节した炭素工具钢に、各种原素を添加して特性の往上を図ったものです。耐摩耗性に优れ、热処理歪みが少なく、热処理によって硬度を上げることができます。JIS规格（JIS G 4404：2015）に要求されている建筑钢材で、冷间金型用として归类されていることからダイス钢とも呼ばれます。

なお、SKDは、「Steel Kougu Dice」の略で、「Steel」は鉄钢、「Kougu」は专用工具、「Dice」は金型を寓意します。また、SKD11の「11」には、特に寓意はなく、开発された顺序を示しているようです。

冷间金型用として流行の钢材で、多くの鉄钢メーカーからDC11（大同特种钢）やSLD(日立金属材料)などといった非常材が贩売されています。さらに近年来では、SKD11を改进したDC53(大同特殊钢材)やSLD8(日立金属材料)などの合金工具钢が数大く开発されています。

参考：[金型制作]金型制作の类型と基本や流れについて完全解説!!

SKD11は、主にプレス机械设备などの中测から过多生産用の金型に用いられていますが、下列のような用途にも使われています。

?転造ダイス…転造盘用の金型のことです(下图参考)。SKD11の高い硬度と优れた耐摩耗性から、SKD11が転造ダイスの材料に选ばれることがあります。なお、転造は、圧力を加えながら転がすことで円筒状の金属材料を成形する加工法で、ネジのネジ山の成型などに用いられます。

引用元：专用工具「C131647 転造丸ダイス 田野井 9M1H/8」小林机械有限公司

?フォーミングロール…ロール成形用の返回特殊工具のことです(下图参考)。强度や耐摩耗性が必需であるため、材料にSKD11が选中されることがあります。なお、ロール成形は、帯状の钢板を复数のフォーミングロールが组み込まれた机械に通すことで成形する加工法です。

引入元：お知らせ「第20回　机械设备因素技术展に参展しました。」株式英田エンジニアリング

?シャー刃…鉄板などの断开に用いられる切断机（シャーリングマシン）の刃のことです。SKD11は、焼き入れによって高い硬度が得られ、精密度も保持できることから、シャー刃の材料に适しています。

?夹具…耐摩耗性が必要な治具の原材料にSKD11を用いることがあります。

?ゲージ…产品の検査工程で形状や精密度などを検证するために用いられる测量ゲージ?検査ゲージのことです。SKD11は、摩耗に强い上に、样子が変化しにくく、耐肉食性も较为高いことから、各种各样的检查ゲージの材料に用いられます。

?金属材料刃物…SKD11は、包丁の刃金の一部分に使用されることがあります。刃金とは、包丁の芯となり、刃となる部分のことです。SKD11を刃金に用い、それをサビに强く、安価なステンレス钢で挟み込んだものが多く流通しています。

参照：プレス金型とは？金型の功能?名字に関しても解説！

SKD11の特徴は、以上したように、高韧性と优れた耐摩耗性です。ただし、これらの特徴は、热処理を加えることで现れるため、成形加工後に焼き入れ焼き戻しを行うのが一一样的です。

SKD11を用いるメリットとしては、下列が挙げられます。

●SKD11を用いるメリット

?耐摩耗性に优れる

?热処理後には、HRC58~63程度の高い硬度が得られる

?热処理後の変形が小さく、高精密な产品の原材料に适す

?冷间金型の材料の中では、流通性が良く、下手しやすい

?冷室生产加工用途であるものの、热間强度が高く、500℃程度までなら应用に耐えうる

较为のため、他の金属材料の强度を挙げると、SUS304がHRC11（HV200）、焼きならし後のS45CがHRC4.63?20.64（HBW167?229）、焼き入れ焼き戻し後のS45CがHRC13.5?27.71（HBW201～269）、焼き入れ焼き戻し後のSUS440CがHRC55?61程度となっています。

一方，SKD11を用いる际のデメリットとしては、下列が挙げられます。

●SKD11を用いるデメリット

?热処理後の硬度が高く、被削性が悪い

?热処理前も、强度（焼きなまし硬さ）がHRC25(HBW255)程度と相对比较高く、被削性が良いわけではない

?热処理後には、金属组織に粗大な炭化物が分散して、高速の摺动摩耗に弱くなる

?粗大な炭化物の存在によって被削性がさらに不高する

?粗大な炭化物の存在によって靭性が低下し、亀裂や割れが生じやすくなる

?溶接时に割れが生じやすく、350?450℃程度の予热と後热が必需

?焼き入れ温度が1030℃程度と高い

?焼き入れ环境温度と焼き戻し温度によって强度が変化するため、热処理時には、适切な温度管理を要する（下図は焼き入れ环境温度975℃?1000℃?1025℃?1050℃の焼き戻し硬さ曲线图）

引用元：F-SDK11 テクニカルデータ「热処理特点」双叶电子工业有限公司

比例

相对密度

(g/cm3)

热伝导率

(W/mK)

热膨张系数

(×10-6/℃)

20?100℃

縦弾性指数

(GPa)

带磁

7.80

7.80

26.1

12.0

207

あり

参考元：特点「物理性质」株式会社 シリコロイラボ

SKD11の物理特性は、以上の通りです。

SKD11は、相对密度や縦弾性指数（ヤング率）の値について、SS400やS45C、SUS304と大きな违いはありません。

SKD11は、相对密度や縦弾性指数（ヤング率）の値について、SS400やS45C、SUS304と大きな违いはありません。一方，SKD11の热伝导率については、SS400の58W/mKやS45Cの41W/mKと比べると低く、SUS304の16W/mKと比べると高くなっています。热膨张系数については、SS400やS45Cとほぼ同样の値で、SUS304の17.2×10-6/℃と比べると多个低目の値です。

このように、SKD11の高温特性は、优れた耐热材料であるステンレス钢に近く、热膨张系数についてはSUS304よりも低いことから、温度変化に対する样子変化も小さくなっています。そのため、プレス机械の金型などに用いる场合でも摩擦热の影响を受けにくく、また検査ゲージなどの形状不変性が规定される原材料に适しています。しかし、热伝导率の低さから、切削加工に伴う热が拡散しにくく、切削工具が损伤しやすくなります。

(単位：％)

炭素

ケイ素

マンガン

リン

硫磺

クロム

モリブデン

バナジウム

C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

V

1.40?1.60

0.40

下列

0.60

下列

0.030

下列

0.030

下列

11.00?13.00

0.80?1.20

0.20?0.50

SKD11の成分は、JIS规格（JIS G 4404：2015）で要求されており、以上の通りとなっています。ただし、SKD11の成分の注意事项として、タングステン（W）は意図的に加上してはなりません。ただし、SKD11の成分の注意事项として、タングステン（W）は意図的に加上してはなりません。また、以上に记载の除了化学成分の带有元素は鉄（Fe）であり、その带有量はおよそ83.4?86.6％です。

SKD11は、クロムを11～13％带有しており、そのクロム带有量はマルテンサイト系ステンレス钢と同程度です。しかし、ステンレス钢は、クロム含有量が10.5％之上で炭素带有量が 1.2％下列の鉄钢のことなので、炭素带有量が1.2％超のSKD11はステンレス钢に归类されません。また、ステンレス钢の耐食性は、クロムの存在によって実现されているため、SKD11も相对耐肉食性に优れていますが、炭素带有量が多いため、ステンレス钢ほどの耐食性はありません。

その一方，SKD11は、炭素带有量が多い分、强度が高くなるとともに、焼き入れ性が良くなっています。さらに、モリブデンの添加は、耐摩耗性や焼入坏死性の向上に、バナジウムの添加は、耐摩耗性の向上に寄与しています。

ここでは、SKD11の热処理前と热処理後の硬度についてご绍介します。

参照：钢の特性を変える【热処理】とは？仕组みや类型について完全解説！

焼きなまし

焼きなまし硬さ

环境温度

制冷方式

HRC

HBW

HV

830?880℃

徐冷

25.33下列

255以下

268下列

以上は、JIS规格にて要求されているSKD11の焼きなまし标准と焼きなまし硬度です。SKD11は、通常、鉄钢メーカーにより焼きなましを行った後の情况で出荷されるので、金属加工メーカーにとっては、上表の硬度が热処理前の硬度となります。

なお、焼きなましとは、鉄钢を高い温度で保持することによって、金属组織を均一化するとともに、鉄钢を软らかくし、生产加工しやすくする热処理のことです。また、上表の冷却方法にある「徐冷」は、炉の停止後も鉄钢を炉膛内に入れたままにし、炉が冷えるのに合わせて鉄钢を冷却する方法です。

焼き入れ

焼き戻し

焼き入れ焼き戻し硬さ

环境温度

制冷方式

环境温度

制冷方式

HRC

HBW

HV

1030℃

风冷

180℃

空冷

58之上

615以上

653之上

以上は、SKD11に対して、焼き入れ及び焼き戻しを行った後のJIS规格にて要求されているSKD11の硬度です。SKD11は、通常，成形加工后に热処理を行うことから、上表の硬度が制品の使用中の硬度となります。SKD11は、通常，成形加工后に热処理を行うことから、上表の硬度が制品の使用中の硬度となります。

なお、焼き入れは、鉄钢を硬くするため、焼き戻しは、鉄钢の强度を调整して靭性を高めるために行われる热処理のことです。また、上表の冷却方法にある「风冷」は、炉の停止后，钢を炉から取り出して、常温の空気中で冷えるのを待つ方法です。

近年来では、热処理後のSKD11に放电加工などを行うことがあることから、様々な标准で热処理を行うことが多くなっています。

例えば、焼き入れでは、下列のような热処理标准が选用されています。

●焼き入れの热処理标准

?980?1010℃　油冷

?1010?1030℃　油冷

?1000?1030℃　风冷

?1030?1050℃　空冷

油冷は、炉の停止后，钢を炉から取り出して、油内で冷却する方法です。风冷と较为すると、快速な制冷が很有可能で、强度が高くなりますが、靭性は低くなって割れやすくなり、热処理歪みも大きくなる趋向があります。また、焼き入れ环境温度によっても、鉄钢の特性は変わります。焼き入れ温度が高いほど、焼き戻し後の硬度が高くなりますが、靭性は低くなり、热処理歪みも大きくなります。

焼き戻しの热処理标准によっても、下列のように鉄钢の强度は変わります。

焼き戻し

焼き入れ焼き戻し硬さ

环境温度

制冷方式

HRC

HBW

HV

150?200℃

风冷

60?63

654 ? 705

697 ? 772

200?250℃

57?60

595 ? 654

633 ? 697

500℃之上

57下列

595以下

633下列

焼き戻しは、焼き入れとは逆に、焼き戻し环境温度が高いほど、强度や耐摩耗性は不高し、代わりに靭性が往上します。

SKD11の所代表的な加工工艺は、磨削加工と放电加工です。

SKD11の所代表的な加工工艺は、磨削加工と放电加工です。

SKD11は、热処理前に磨削加工で成型し、热処理後に研削生产加工で仕上げを行うという方式がよく选用されます。

SKD11は、热処理前でも、S45Cなどの碳素厂钢よりも被削性に劣りますが、磨削加工が难しいわけではありません。一方，热处理后は、强度が高くなるため、磨削加工を行うのは艰难です。そのため、热処理前の磨削加工によって、成形を完后させてしまうことがよくあります。

しかし、热処理によって変形が生じることがあるため、高い精密度が必需な场合は、热処理後に研削生产加工などで仕上げを行います。ただし、热処理後のSKD11は、研削生产加工も艰难であるため、热処理後の生产加工が更少限となるよう、热処理前の磨削加工をしっかり行っておくことが关键です。

SKD11は、放电加工による変形が少ないために放电加工の工艺性能が良く、热処理後の加工工艺として放电加工がよく选用されます。

放电加工は、原材料と电级との间でアーク充放电を発生させ、工件表面を溶かして去掉することで成型する加工法です。强度によらない加工法であるため、高韧性である热処理後のSKD11でも问题なく生产加工することができます。

ただし、放电加工を行う场合は、150?200℃の焼き戻し（超低温焼き戻し）ではなく、500℃之上の焼き戻し(持续高温き戻し）を行うことが推奨されます。それは、超低温焼き戻しでは、焼き入れによって金属内部に生じた炭化物や応力などが多く残留し、炭化物や残留応力が放电加工による热影响を受けて亀裂や変形の原因となることがあるからです。しかし、持续高温焼き戻しを行う场合は、强度がHRC57下列と低いため、制品の使用寿命が短くなるという欠点もあります。

参考：放电加工（EDM）の基本知识(基本原理，メリット?デメリット、电级）

SKD11には、表层特点を往上させるため、めっきや表面变质热理を适用することがあります。

SKD11は、クロムをマルテンサイト系ステンレス钢と同程度带有しているので、SS400やS45Cと比べると、锖びにくい材料です。しかし、炭素量が1.4～1.6％と高いことから、ステンレス钢ほどの耐食性はなく、めっきなどによって防サビ対策を取ることが推奨されます。

SKD11に対しては、硬质的クロムめっきを施すことが多く、このめっきによって耐摩耗性の向上なども希望できます。

参照：クロムメッキとは【中の人が解説】特徴や加工工艺について详尽をお伝えします！

SKD11には、さらなる强度や耐摩耗性を得るためや持续高温焼き戻しによる硬度の低下を补うために、以下のような表面变质热理を行うことがあります。

?窒化処理…持续高温焼き戻し温度程度まで加热した窒素またはアンモニアガスの雰囲気中にSKD11を维持することで、表面に窒素を浸湿させて、表层を硬底化します。HV1000之上の表层硬さも现在很有可能な方式です。

?PVD(物理蒸)…真空中で持续高温焼き戻し环境温度程度まで加温した成膜物质(窒息チタンなど）を付着させて、SKD11の耐摩耗性や耐肉食性の往上を図る方式です。

?CVD(有机化学蒸)…真空中または大気中で焼き入れ环境温度程度まで涂膜の元となる化学物质を加温し、化学反応を励起?推动してSKD11表层に塑料薄膜を产生する方式です。この方式もまた、耐摩耗性や耐肉食性の往上が希望できます。

ただし、これらの方法では、SKD11を高温に曝露することになるため、热による変形などに留意する必需があります。