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技術レポート
材質・熱処理について
冷間圧造用炭素鋼線材

冷間圧造用炭素鋼とは、鋼中に含まれる炭素量が、0.53%以下及びマンガン1.65%以下を含有する線材です。
SWRCH**# **は0.**%の炭素含有量を表し、 #は脱酸方法により、(R)リムド相当鋼・(K)キルド鋼に分類したり
アルミを0.02%以上添加し、(A)アルミキルド鋼に分類したりします。

リムド相当鋼 表面に低炭素のリム層(金属の外側の層)があるので、表面部の加工性が
良好であるが、加工後の均質な硬さを要求されるものには最適でない。
キルド鋼

均質度が高く機械的性質のバラツキが少なく内部性状が安定している。
加工硬化はリムド相当鋼より大きい。

アルミキルド鋼

アルミによる窒素固定により加工硬化、歪時効硬化がおのおの軽減されるので
加工性が良好。

種類及び記号とその成分
種類の記号 分類
C
Si
Mn
P
S
Al
SWRCH 6R リムド相当鋼 0.08以下 - 0.60以下 0.040以下 0.040以下 -
8R 0.10以下
10R 0.08~0.13 0.30~0.60
12R 0.10~0.15
15R 0.13~0.18
17R 0.15~0.20
6A アルミキルド鋼 0.08以下 0.10以下 0.60以下 0.030以下 0.035以下 0.02以上
8A 0.10以下
10A 0.08~0.13 0.30~0.60
12A 0.10~0.15
15A 0.13~0.18
16A 0.13~0.18 0.60~0.90
18A 0.15~0.20
19A 0.15~0.20 0.70~1.00
20A 0.18~0.23 0.30~0.60
22A 0.18~0.23 0.70~1.00
25A 0.22~0.28 0.30~0.60
10K キルド鋼 0.08~0.13 0.10~0.35 0.30~0.60 0.030以下 0.035以下 -
12K 0.10~0.15
15K 0.13~0.18
16K 0.13~0.18 0.60~0.90
17K 0.15~0.20 0.30~0.60
18K 0.15~0.20 0.60~0.90
20K 0.18~0.23

0.30~0.60

22K 0.18~0.23 0.70~1.00
24K 0.19~0.25 1.35~1.65
25K 0.22~0.28 0.30~0.60
27K 0.22~0.29 1.20~1.50
30K 0.27~0.33 0.60~0.90
33K 0.30~0.36
35K 0.32~0.38
38K 0.35~0.41
40K 0.37~0.43
41K 0.36~0.44 1.35~1.65
43K 0.40~0.46 0.60~0.90
45K 0.42~0.48
48K 0.45~0.51
50K 0.47~0.53

表2 D工程による線の機械的性質

 D工程=線材を冷間加工によって仕上げること。


種類の記号
機械的性質

(参考)

硬さHRB

線径区分

mm

引張強さ

N/㎟

絞り

SWCH6R 3以下 540 以上 - -
SWCH8R 3を超え 4以下 440 以上 45 以上
SWCH10R 4を超え 5以下 390 以上
SWCH6A 5を超えるもの 340 以上 85 以下
SWCH8A        
SWCH10A
SWCH12R 3以下 590 以上 - -
SWCH15R 3を超え 4以下 490 以上 45 以上
SWCH12A 4を超え 5以下 410 以上
SWCH15A 5を超えるもの 360 以上 90 以下
SWCH10K      
SWCH12K
SWCH17R 3以下 690 以上 - -
SWCH16A 3を超え 4以下 590 以上 45 以上
SWCH18A 4を超え 5以下 490 以上
SWCH20A 5を超えるもの 410 以上 92 以下
SWCH15K
SWCH19A 3以上 4以下 640 以上 -
SWCH16K 4を超え 5以下 540 以上
SWCH17K 5を超え 30以下 440 以上 95 以下
SWCH18K     -
SWCH20K
SWCH22A 3以上 4以下 690 以上
SWCH22K 4を超え 5以下 570 以上
SWCH25A 5を超えるもの 470 以上 98 以下
SWCH25K

表3 DA工程による線の機械的性質

DA工程=線材を冷間加工後、焼鈍を行い、更に冷間加工によって仕上げるか
又は線材を焼鈍後、冷間加工によって仕上げることをいう。


種類の記号
機械的性質

(参考)

硬さHRB

引張強さ

N/㎟

絞り

SWCH6R 290 以上 55 以上 80 以下
SWCH8R
SWCH10R
SWCH6A
SWCH8A
SWCH10A
SWCH12R 340 以上 83 以下
SWCH15R
SWCH12A
SWCH15A
SWCH10K
SWCH12K
SWCH17R 370 以上 85 以下
SWCH16A
SWCH18A
SWCH20A
SWCH15K
SWCH19A 410 以上 86 以下
SWCH16K
SWCH17A
SWCH18K
SWCH20K
SWCH22K 440 以上 88 以下
SWCH25K
SWCH24K 470 以上 92 以下
SWCH27K
SWCH30K 620 以下
SWCH33K
SWCH35K
SWCH38K 670 以下 94 以下
SWCH40K
SWCH43K
SWCH41K 710 以下 97 以下
SWCH45K
SWCH48K
SWCH50K

SWRCH材からボロン鋼へ

SWRCH材の最終用途の殆どが、自動車の重要保安部品の大半を占めています。
部品生産までには、焼鈍・伸線・切削などの二次行程や熱間・冷間など広い温度域での成型工程、また焼入れ焼き戻し等の熱処理工程など様々な加工が施されています。ここで求められる大きなニーズは、加工工程の省略や成型時の金型寿命の工場による一貫コスト低減があります。
現在、SWCH45K等の中炭素鋼などを素材に圧延材に軟化焼鈍をし、成型し、焼入れ焼き戻しを行い製造されています。近年ではボルトの製造コスト削減の為、SWRCH45Kを“ボロン鋼”に置き換える動きが加速しています。ボロン鋼とは、素材の炭素量・合金元素量を低減し圧延材を軟質化させ、それに伴う焼入れ性を補う為、ボロンの添加で補った鋼である。材料コスト・製造コストを大幅に削減できることが特徴です。
しかし、圧延のままのボロン鋼の強度はSWRCH45Kの焼鈍強度までは軟質化せず、金型寿命向上のメリットが出せていなかったが、近年の研究により焼鈍済みの状態まで軟質化したボロン鋼の生産が可能となり、導入されています。


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