信じられないほどの速度で動作し、火花を散らしながら硬い金属を切り裂く高精度工作機械を想像してみてください。これらの切削工具が、切れ味と耐久性を維持しながら、そのような極端な条件に耐えることができるのはなぜでしょうか？その答えは、多くの場合、その材料組成、つまり高速度鋼またはタングステン鋼にあります。どちらも現代の産業に不可欠な工具鋼ですが、具体的に何が異なり、特定の用途にはどちらを選択すべきでしょうか？この記事では、それらの特性、用途、および選択基準について詳細に分析します。
高速度鋼（HSS）は、その優れた硬度、耐摩耗性、および耐熱性で有名な複雑な合金鋼です。これは単一成分の材料ではなく、タングステン、モリブデン、クロム、バナジウム、コバルトなどの複数の炭化物形成元素を含む合金であり、合計合金含有量は通常10％から25％の範囲です。この戦略的な元素の組み合わせが、HSSに独自の特性を与えています。
HSSは、複雑な薄刃工具、耐衝撃性の金属切削工具、高温ベアリング、冷間押出ダイスの製造に主に使用され、これらには以下が含まれます：
HSSは、200℃（392°F）を超えると急速に硬度を失い、500℃（932°F）では効果がなくなる炭素工具鋼の限界に対応しています。優れた赤熱硬度により、HSSは高温でも切削能力を維持し、高速機械加工を可能にします。
タングステン鋼、または超硬合金は、主に炭化タングステン（WC）で構成される焼結複合材料です。優れた硬度、耐摩耗性、強度、靭性、耐熱性、および耐食性を提供し、500℃（932°F）まで安定性を維持し、1000℃（1832°F）でもかなりの硬度を保持します。
タングステン鋼は、主に炭化タングステン（70％〜95％）と、コバルト（5％〜30％）などのバインダー金属で構成されています。性能を向上させるために、追加の炭化物（チタン、タンタル、またはニオブ）が添加される場合があります。
「現代産業の歯」として知られるタングステン鋼は、以下に広く使用されています：
| 特性 | 高速度鋼 | タングステン鋼（超硬合金） |
|---|---|---|
| 硬度と耐摩耗性 | 高硬度と耐摩耗性、特に高温下 | 極度の硬度と耐摩耗性、ただし比較的脆い |
| コスト | より経済的で、加工が容易 | より高価で、特殊な製造が必要 |
| 靭性 | タングステン鋼よりも高い靭性 | 欠けやすい |
| 用途 | ドリル、タップ、および耐衝撃性を必要とする工具 | 切削工具、耐摩耗プレート、ロックドリルビット |
| 切削速度 | 低い | 高い |
| 適切な材料 | 低/中硬度材料（炭素鋼、合金鋼） | 硬質材料（ステンレス鋼、焼入れ鋼） |
HSSとタングステン鋼のどちらを選択するかを検討する際には、次の要素を考慮してください：
高速度鋼とタングステン鋼はどちらも、独特の特性と用途を持つ重要な工具材料です。HSSは、汎用工具に優れた靭性と低コストを提供し、タングステン鋼は、要求の厳しい用途に極度の硬度と耐摩耗性を提供します。運用要件を慎重に評価することにより、メーカーは機械加工の効率と費用対効果を最適化できます。
