鉄プレートの切削加工

当社では、半導体製造装置や食品機械、各種産業機械向けに、SS400・S50Cといった炭素鋼プレートの精密切削加工を提供しています。本記事では、SS400・S50Cの特性と、それぞれの加工ポイントについて詳しく解説します。

＊S45Cは主に丸棒や線材、ミガキ材として流通し、S50Cは板材や角材の形状で供給されることが一般的です。そのため、炭素鋼プレートの加工には、S50CまたはSS400が主に使用されます。

SS400のプレート加工

SS400は、日本工業規格（JIS）に基づいた一般構造用圧延鋼材で、炭素含有量は約0.20%です。その優れた加工性とコストパフォーマンスから、建築や機械部品、各種産業機械に幅広く使用されています。

SS400の特性

耐食性

SS400は耐食性を備えていますが、炭素を微量に含んでいるため、錆びやすい性質があります。屋外や高湿度環境で使用する場合、防錆処理が推奨されます。

加工性

SS400は延性が高く、曲げ加工・成形・溶接が容易です。切削加工においても比較的扱いやすく、精密な仕上げが可能です。

強度

機械的強度に優れ、一般的な構造材として適しています。ただし、熱処理による硬度向上は困難なため、耐摩耗性を求める用途には適しません。

SS400の切削加工時の注意点

SS400は内部応力の影響を受けやすく、切削後に反りや歪みが発生しやすい特性があります。特にL字やコの字形状の加工では、精度維持が重要になります。対策として、以下の方法を推奨します。

焼鈍材を使用する

内部応力を除去した材料を選定することで、反りを抑制することが可能です。

浅切削を活用

負荷を抑えた加工方法を採用し、歪みの発生を軽減できます。

S50Cとの比較

SS400は溶接性が極めて良好で、溶接後も安定した強度を確保できます。また、曲げ加工にも適しており、破断のリスクが低いため、成形用途に最適です。一方で、炭素量が少ないため、熱処理による硬度向上は難しく、耐摩耗性が求められる用途にはS50Cが適しています。

S50Cのプレート加工

S50Cは、日本工業規格（JIS）に基づいた機械構造用炭素鋼で、炭素含有量は約0.50%。熱処理による硬度向上が可能で、高い耐摩耗性と強度を持つため、機械部品や精密金型などに多く使用されています。

S50Cの特性

耐食性

炭素鋼であるため錆びやすいものの、微量の銅（約0.25%）・ニッケル（約0.30%）を含むことで、一定の耐食性を確保しています。

耐摩耗性

S50CはSS400に比べて硬度が高く、摩耗しにくいため、摺動部品や金型として適しています。さらに、熱処理を施すことで、さらなる耐摩耗性向上が可能です。

加工性

切削加工性に優れていますが、SS400と比較すると硬度が高いため、工具摩耗に注意が必要です。また、溶接性は低いため、溶接を行う場合は予熱・後熱を適切に施すことで品質を向上できます。

強度

熱処理（焼入れ・焼戻し）によって、用途に応じた強度調整が可能。高い剛性を求める機械部品に適した材料です。

S50Cの切削加工時の注意点

S50Cは硬度が高いため、工具摩耗が早いという特性があります。そのため、下記のような切削条件の最適化が重要です。

内部応力による歪み対策

高精度な加工には、あらかじめ内部応力を除去した焼鈍材を使用します。

適切な工具選択

コーティング工具や超硬工具を使用し、長寿命化を図ります。

切削後の仕上げ工程

焼入れ後は硬度が高いため、研磨加工による仕上げが一般的です。

防錆対策

S50Cは耐摩耗性には優れるものの、錆びやすい素材です。特に高湿度環境や屋外使用では、防錆処理が必要となります。そのため、防錆油・防錆塗装の使用や、黒染めやメッキ処理（耐久性向上）、使用環境に応じた適切な表面処理を行います。