Ticコーティングは炭化チタンのコーティングで、非常に硬い皮膜を作り高温でも耐摩耗性に優れています。
そのため、冷間圧造用工具、超硬工具などにも利用され、私らは「タイシ処理」とも呼んでいます。
うちの会社では、以前からパイプ材などを切断する鋼管切断用の移動刃や固定刃をSKD11でちょいちょい作っていますが、たまにお客さんが独自にTicコーティングされることがあります。
刃物はこんなものです。
問題は図面に記載されている硬度設定とTicコーティングです。
図面に記載されているHRC60-63ってTicするのに必要？
Ticコーティングはそもそも、硬い皮膜を作ることで耐摩耗性を上げる処理です。
それなのにSKD11でHRCをわざわざ60-63まで上げる必要があるのか？
そこに疑問が残るのです。
硬いところに硬い皮膜作るんやから、別にええやん！
という安直な考えではダメだと思うんですよね。
Tic処理は高温で処理する
まず、Ticコーティングは一般的にCVD処理のため、700～1100℃という高温処理です。
CVDで行う理由としては、コーティングの密着度が良いからだとか。
そこで、SKD11の焼入れ温度の話になるが、SKD11はHRC60を境にして焼き戻し温度を変えることがよくあります。
というか一般的かも。
HRC60よりも低い硬度指定をすると、通常は高温テンパーします。
逆にHRC60以上を指定すると、低温テンパーします。
つまり、HRC60-63という硬度指定が図面に記載されていた場合、SKD11なら低温テンパーするんです。
SKD11の焼き戻し温度
SKD11は焼き戻し温度が500～530℃を境目にして、それ以上高温になると一気に硬度が下がります。
一般的に高温テンパーと言っているのは500℃くらいの処理温度です。
だから、低めの硬度指定をすると高温テンパーするんですね。
SKD11でHRC60-63指定しながらTic処理って難しくない？
ここで、Tic処理が500℃以上の温度で行われることを考えると、SKD11なら高温テンパーしておかないといけないということになりますね。
高温テンパーすると、残留応力の低減による破損防止に効果的です。
一方、低温テンパーすると、硬さをとにかく重視した耐摩耗性を求めることができますが、その反面、脆く割れやすいというデメリットがあります。
Tic処理は冒頭でも書いた通り、かなり硬い皮膜を作ります。
そのため、処理前のSKD11はできるだけ脆くない状態にしておく方がベストです。
表面はTicで硬く。
中は靭性がある。
これが良い。
なので、図面のHRC60-63というのは、ナンセンスだと思うんです。
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SKD11を焼入れ後にワイヤーカットするなら低温テンパー
ついでに書いておきますが、焼入れ後にワイヤーカット加工がある場合は、高温テンパーにするのがセオリーです。
というのも、ワイヤー加工では加工温度が低温テンパーの温度よりも高くなってしまうため、加工中に亀裂が入りやすいからです。
もしも、SKD11の焼き戻し温度で高温テンパーか低温テンパーか迷った場合、ワイヤーカットするなら高温テンパーしておくほうがいいです。
低温テンパーだと、残留応力が残ってしまうので割れやすくなっちゃいます。
切削加工が本業の人は、焼き入れには無頓着だったりしますが、完成品でお客様に品物を提供することになったら、焼き入れのこともよく考えないといけないですね。
加工が全て完成してから、「あれ？ここにヒビが入っていないか？」というようなことにならないように気をつけよう。
