合金鋼のロールフォーミング

合金鋼はクロムやニッケルなど様々な元素を組み合わせることで、任意の性能を向上させた鋼材であり、合金鋼は日常に見られる色々な製品にも利用されています。このページでは、合金鋼のロールフォーミングの特徴や事例をまとめました。

合金鋼とは

合金鋼は炭素鋼へさらに任意の合金元素を添加し、特定の性質を改善・向上させた鋼材です。「特殊鋼」と呼ばれることもあります。

また合金鋼で使用される添加元素としては、クロムやニッケル、コバルト、モリブデンとなど色々なものが研究されており、どのような合金元素をどのような配合で組み合わせるかにより、鋼材の強度や硬度、耐食性、耐熱性といった特性を強化することが可能です。

炭素鋼と比較して高価になるものの目的の性質を強化できるため、幅広い製品や活用目的に活用されていることがポイントです。

合金鋼の特徴

上述した通り、合金鋼は添加する素材元素によって特性が左右されるため、合金鋼の特徴はそのまま添加する素材元素の量や組み合わせで決められるという点が重要となります。

添加元素によって変化される合金鋼の特徴としては、例えば以下のようなものがあります。

強度
硬度
粘り強さ
耐食性・耐候性・耐久性
耐熱性・耐寒性
耐衝撃性

実際にどのような金属特性を目指すのか、あらかじめきちんとニーズや用途を考えた上で素材選定を決めることが大切です。また、合金鋼は添加する元素の含有率（総量割合）によって以下のように区別されることもポイントです。

低合金鋼（含有率5％以下）
中合金鋼（含有率5%～10%）
高合金鋼（含有率10%～）

合金鋼の種類と用途

合金鋼はあくまでも素材元素を添加して任意の金属特性を強化した鋼材を意味しており、実際にはその特徴や性能に応じて高機能鋼や高張力鋼（ハイテン）・高強度鋼、またニッケル鋼やマンガン鋼といった特定元素を多く有する合金鋼など多岐にわたります。

なお、一般的に広く知られているステンレス鋼も合金鋼の1種です。

合金鋼は目的や用途、使用に応じて適切な種類の鋼材を使い分けることが肝要であり、例えば以下のようなケースにおいて合金鋼が利用されています。

ステンレス鋼（SUS材）：
クロムやニッケルを添加された高合金鋼であり、耐食性に優れた特性からキッチン用品などの日用品から自動車部品などの工業用品まで幅広く使用。
高張力鋼（ハイテン鋼）：
超高張力鋼とも呼ばれる高強度の合金鋼であり、自動車の車体や船舶、鉄道車両などに使用。
合金工具鋼：
耐熱性や耐衝撃性、硬度に優れた合金鋼であり、摩耗しにくい特性を活かして工具に使用。
超硬合金：極めて高い硬度を有し、さらに強度や弾性にも優れた合金鋼であり、摩耗しにくい特性を活かして切削加工用の金属加工機器などに使用。

合金鋼ロールフォーミングの注意点

合金鋼のロールフォーミングを行う際には、様々なポイントに配慮しながら合理的な活用法を考えることが必要です。

素材の選定と特性に合わせた設計

目的に合わせた素材を選定し、また素材の特性を踏まえてロールフォーミングの加工設計を行います。合金鋼は素材によって強度や粘り強さが変わるため、合金鋼の特性が変われば必然的にロールフォーミングの設定も調整しなければなりません。

なお素材や加工法はコストに影響することも重要です。

亀裂・割れ・変形・歪みの防止

ロールフォーミングの設定と素材の特性がマッチしていなければ、亀裂が生じたり割れが生じたり、あるいは素材の歪みといった問題が生じます。また、曲げ加工におけるスプリングバックや変形についても考えます。

温度管理

加工時の温度管理も素材に合わせて調整することが大切です。

他の加工との組み合わせ

例えば穴あけ加工を施している鋼材を使用する場合、曲げ加工などによって穴の寸法や形状が変化しないよう調整する必要があります。また、加工後の端部の扱いや処理も考えます。

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合金鋼のロールフォーミング事例

日本金属株式会社

引用元：日本金属株式会社公式サイト
（https://www.nipponkinzoku.co.jp/products/rolling-and-forming）

ロールフォーミング

日本金属株式会社ではおよそ60年にわたり蓄積してきたロールフォーミングのノウハウにより、素材選定から加工まで一貫体制による生産を行います。

日本金属株式会社の会社情報

所在地	東京都港区芝5-29-11　G-BASE田町10・11階（総合受付11階）
電話番号	03-5765-8111
URL	https://www.nipponkinzoku.co.jp/

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まとめ

合金鋼は「特殊鋼」とも呼ばれ、ステンレス鋼（SUS材）や高張力鋼（ハイテン）、合金工具鋼など、添加元素や含有率によって多様な種類が存在します。

合金鋼のロールフォーミング加工を行う際は、この多様な材料特性を深く理解することが不可欠です。素材ごとの強度、粘り強さ、硬度といった特性に合わせて、亀裂や割れ、歪み、スプリングバック（曲げ戻り）などを防ぐための精密な加工設計と、適切な温度管理が求められます。目的に合った素材選定と加工法の組み合わせが、高品質な製品づくりにおいて重要となります。

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