SKD11 と SKD61 の違いをやさしく解説:冷間金型鋼と熱間金型鋼の使い分けまで
「SKD11 と SKD61、どちらも金型用鋼なのに何が違うの?」——金型設計の入門でよく出る疑問です。名前は似ていますが、用途はまったく異なります。SKD11 は「冷間金型(室温近辺での加工)」向け、SKD61 は「熱間金型(高温での加工)」向けに設計された鋼種です。このページでは2つをわかりやすく比較します。
① SKD の記号の読み方と位置づけ
図1:SKD の記号構造。11 番台=冷間系、61 番台=熱間系という位置づけ
② 化学成分の違い
| C(炭素) | 1.40〜1.60 %(高炭素) |
| Cr(クロム) | 11.0〜13.0 %(高クロム) |
| Mo(モリブデン) | 0.80〜1.20 % |
| V(バナジウム) | 0.20〜0.50 % |
| Si | ≤ 0.40 % |
| C(炭素) | 0.35〜0.42 %(中炭素) |
| Cr(クロム) | 4.50〜5.50 % |
| Mo(モリブデン) | 1.00〜1.50 %(高温強度) |
| V(バナジウム) | 0.80〜1.15 %(二次硬化) |
| Si | 0.80〜1.20 %(耐酸化性) |
SKD11 は高 C・高 Cr 設計で、多量の Cr 炭化物(M₇C₃・M₂₃C₆)が分散し高い耐摩耗性をもたらします。焼入れ後 HRC 58〜62 の高硬度を常温で維持するのが目的です。
SKD61 は中 C・Cr-Mo-V 設計で、高温での二次硬化(Mo₂C・VC 析出)と靭性の両立が目的です。500〜600°C でも硬さを維持し、冷熱繰り返しによる熱疲労亀裂に強い組成になっています。
③ 熱処理条件と焼入れ後の機械的性質
| 性質 | SKD11(焼入れ・焼戻し後) | SKD61(焼入れ・焼戻し後) |
|---|---|---|
| 焼入れ温度 | 1000〜1050°C(油冷・空冷) | 1000〜1050°C(空冷・ガス冷) |
| 焼戻し温度 | 150〜250°C(低温) | 550〜650°C(高温・二次硬化域) |
| 焼戻し後の硬さ | HRC 58〜62 | HRC 44〜52 |
| 引張強さ(MPa)目安 | 2000〜2300 | 1400〜1700 |
| 靭性 | 中(炭化物が多い分もろい) | 高(熱疲労・衝撃に強い) |
| 600°C での硬さ | 急激に低下(HRC 20 以下) | HRC 35〜42 を維持 |
| 比重(g/cm³) | 7.70 | 7.80 |
図2:温度と硬さの関係:SKD11 vs SKD61(概念比較)
④ 熱間金型鋼が高温硬さを維持できる理由
図3:SKD61 の高温焼戻しで起きる二次硬化のしくみ(SKD11 との違い)
⑤ 主な用途の違い
板材の打ち抜き・曲げ・絞り(常温)に最適。高硬度 HRC 60 前後で耐摩耗性が高く、薄板の精密打ち抜き型に広く使われます。
常温でのボルト・ナットの冷間圧造、粉末プレス成形のパンチ・ダイに採用。高面圧・繰り返し荷重に耐える耐摩耗性が要求されます。
1000〜1200°C に加熱した鋼材の鍛造成形に使用。金型面温度が 600°C 以上になる環境でも硬さを維持できる SKD61 が標準材です。
溶融アルミ(約 680°C)を高圧充填するダイカスト金型の主材料。冷熱サイクルによる熱疲労亀裂(ヒートクラック)への耐性が重要で、SKD61 が世界標準です。
アルミ・銅合金を 400〜500°C 以上の高温で押し出す押出し金型。高温強度と靭性のバランスに優れる SKD61 が選ばれます。
寸法精度が長期間必要なゲージ・スクライバー・精密刃物にも SKD11 が使用されます。高硬度と低熱処理変形が特長です。
⑥ JIS・海外規格対応表
| JIS(日本) | ASTM/AISI(米国) | EN/DIN(欧州) | GB(中国) | 分類 |
|---|---|---|---|---|
| SKD11 | D2 | 1.2379 / X153CrMoV12 | Cr12MoV | 冷間ダイス鋼・高 Cr 系 |
| SKD11 改良型(SLD等) | D2 改 | — | — | 各メーカー独自の靭性改善版 |
| SKD61 | H13 | 1.2344 / X40CrMoV5-1 | 4Cr5MoSiV1 | 熱間ダイス鋼・Cr-Mo-V 系 |
| SKD62 | H11 | 1.2343 / X38CrMoV5-1 | 4Cr5MoSiV | 熱間ダイス鋼・SKD61 の低 V 版 |
SKD11 は高 Cr 設計のため空冷焼入れが可能で寸法変化が小さく、精密金型に向きます。SKD61 も空冷〜ガス冷が主体です。一方、焼戻し温度が大きく異なる(低温 vs 高温)ため、同じ炉で混在処理すると一方が適切な硬さにならないので注意が必要です。
まとめ:SKD11 と SKD61 で押さえておきたいこと
- SKD11 は冷間ダイス鋼(高 C 1.5%・高 Cr 12%)、SKD61 は熱間ダイス鋼(中 C 0.38%・Cr-Mo-V 系)
- SKD11 は耐摩耗性重視:焼入れ後 HRC 58〜62。常温の打ち抜き・冷間圧造に最適
- SKD61 は高温硬さ・靭性重視:HRC 44〜52。600°C でも HRC 35〜42 を維持し熱間成形に最適
- SKD61 の高温硬さは Mo₂C・VC の二次硬化析出による。焼戻しは 550〜650°C の高温で行う
- SKD11 の代表用途:冷間プレス金型・冷間鍛造・精密ゲージ
- SKD61 の代表用途:熱間鍛造金型・アルミダイカスト金型・押出しダイス
- SKD11 の国際対応:ASTM D2 / EN 1.2379。SKD61 の国際対応:ASTM H13 / EN 1.2344
- 混同しやすい点:どちらも「金型鋼」だが、加工温度(常温 vs 高温)によって選び分ける
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