「金型鋼なのに焼入れしなくていいのか？」——プリハードン鋼に初めて触れる設計者・金型製作者がよく抱く疑問です。プリハードン鋼は製造メーカーが出荷前に調質（焼入れ焼戻し）を済ませた鋼材で、購入した状態で28〜40HRC程度の硬度が均一に入っています。本記事では、NAK80・P20という代表材を中心に、焼入れ不要の金型鋼がなぜ選ばれるのか、特性と使い分けを解説します。
1. プリハードン鋼とは
プリハードン鋼（Pre-hardened Steel）は、製造段階で焼入れ・焼戻し（調質）が完了した状態で出荷される金型用鋼材です。ユーザー側での熱処理が不要なため、次のメリットがあります。
熱処理変形がない
焼入れ時の寸法変形・ひずみが発生しない。精密加工後にそのまま金型として使用でき、焼入れ後の修正研削が不要。複雑形状でも精度が出しやすい。
リードタイムが短い
焼入れ・低温焼戻し・研磨の工程がなく、切削加工・放電加工・研磨で金型を完成できる。試作金型や短納期プロジェクトに有利。
溶接補修が容易
調質済みのため、金型破損時の溶接肉盛り補修がSKD11（焼入れ後）より容易。補修後の予熱・後熱条件も比較的緩やか。
2. NAK80とP20の比較
| 項目 | NAK80（大同特殊鋼） | P20（AISI規格・各社品） |
|---|---|---|
| 硬度（出荷状態） | 37〜43HRC | 28〜34HRC |
| 主な合金元素 | Ni・Cr・Mo・Al・Cu | Cr・Mo |
| 鏡面仕上げ性 | 非常に優れる（光沢・鏡面研磨向き） | 良好（NAK80よりやや劣る） |
| 被削性 | 良好 | 良好 |
| 放電加工性 | 良好 | 良好 |
| 溶接補修 | 可（専用溶接棒推奨） | 可（比較的容易） |
| 主用途 | 透明樹脂の光学部品金型・化粧品容器・精密プラスチック部品 | 汎用プラスチック射出成形金型・試作金型・大型金型 |
| コスト感 | やや高い | 比較的安価 |
NAK80の特徴：時効硬化型NAK80はNi・Al・Cu等を含む時効硬化型プリハードン鋼。加工後に480〜520℃で時効処理（エージング）を施すと、さらに数HRC硬度が上がる（析出硬化）。放電加工・研削後の時効処理で金型面の硬度・鏡面性を向上させる使い方もある。
3. 金型鋼の選び方──プリハードン鋼かSKD系か
金型材料の選定は「成形するプラスチックの種類」「ショット数（生産数量）」「金型形状の複雑さ」で判断します。
| 判断軸 | プリハードン鋼（NAK80・P20） | 焼入れ硬化鋼（SKD11・SKD61） |
|---|---|---|
| 必要ショット数 | 〜50万ショット（汎用樹脂） | 100万ショット以上（大量生産） |
| 樹脂の種類 | 汎用樹脂（PP・PS・ABS・PC等） | ガラス繊維入り・硬質充填材入り樹脂 |
| 金型の複雑さ | 複雑形状・細いリブ・スライド多数 | 比較的シンプル形状（焼入れ後修正困難） |
| 納期 | 短納期（熱処理工程なし） | やや長い（熱処理・研磨工程が必要） |
| 鏡面要求 | 透明部品・光学部品（NAK80が最適） | 可能だが研磨工数が増える |
4. プリハードン鋼の溶接補修の注意点
金型を溶接補修する際、プリハードン鋼はSKD11（焼入れ後：62HRC）より溶接しやすいですが、それでも注意が必要です。
注意：溶接補修時の予熱と補修後の処理NAK80の溶接補修では200〜300℃の予熱が推奨される。溶接後はすぐに焼ならし（後熱）を行い、残留応力を除去する。溶接部と母材の硬度差が大きいと、使用中に溶接境界部から割れが発生することがある。補修後は必ず硬度確認を行う。
5. トラブル事例
P20金型でガラス繊維入り樹脂を成形したら短期間で摩耗した
状況汎用グレードの射出成形金型としてP20を採用したが、材料変更でガラス繊維30%入りナイロン（PA66-GF30）を成形することになった。10万ショット程度でゲート周辺が著しく摩耗した。
原因P20の硬度（28〜34HRC）はガラス繊維の研削摩耗に対して不十分。ガラス繊維入り樹脂はゲート・ランナー・コアに対して研磨材として作用し、硬度の低い金型を急速に摩耗させる。
対策ガラス繊維入り・フィラー入りの硬質充填材樹脂には、焼入れ硬化鋼（SKD11：耐摩耗重視・60HRC以上、またはSKD61：靭性重視）を選定する。プリハードン鋼は無充填または低充填材グレードまでとする。
まとめ
- プリハードン鋼（NAK80・P20）は出荷前に調質済みで、熱処理変形がなく短納期・複雑形状の金型に向く。
- NAK80（37〜43HRC）は鏡面仕上げ性に優れ、透明樹脂・光学部品の精密金型に最適。
- P20（28〜34HRC）は汎用プラスチック射出成形金型・試作金型に広く使われる標準材。
- ガラス繊維入り・ミネラル充填材入りの硬質樹脂成形にはプリハードン鋼では硬度不足。SKD11・SKD61等の焼入れ硬化鋼を選定する。
- NAK80の溶接補修では200〜300℃の予熱と後熱が必要。補修後の硬度確認を忘れずに行う。
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