黒皮材とは・ミガキ材とは｜鉄鋼材料の基礎知識
カネタでは鉄・ステンレスなど様々な金属材料を使って製缶加工・板金加工を行っています。材料選定はものづくりの基本です。ここでは、製缶加工で頻繁に使用する鉄鋼材料の基礎知識をご紹介します。材料選定のご相談もお気軽にどうぞ。
鉄鋼材料の特徴
鉄鋼材料を作るときに鉄に加える主成分は炭素です。炭素を加えることで鉄は強く硬くなります。炭素を加えた鉄鋼材料を特に炭素鋼と言います。
鉄鋼材料の炭素量による違い
（1）強さや硬さ 炭素量が増えるほど、強く硬くなります。 （2）加工性 炭素量が増えるほど硬くなり、加工しにくくなります。 （3）溶接性 炭素量0.3%以下であると溶接が容易です。0.3%を超えると溶接の熱で焼きが入り、焼き割れといった欠陥が生じやすくなります。
下表は主な鉄鋼材料の炭素量を示しています。
| No | 名称（記号） | 名称（和名） | 炭素量 |
|---|---|---|---|
| 1 | SPC材 | 冷間圧延鋼板 | 0.1% |
| 2 | SS材 | 一般構造用圧延鋼材 | 0.1〜0.3% |
| 3 | S-C材 | 機械構造用炭素鋼鋼材 | 0.1〜0.6% |
| 4 | SK材 | 炭素工具鋼鋼材 | 0.6〜1.5% |
| 5 | SB材 | ボイラおよび圧力容器用鋼板 | 0.2〜0.3% |
| 6 | SM材 | 溶接構造用圧延鋼材 | 0.18〜0.25% |
また、鉄鋼材料の品種によって市販されている形状にはさまざまなタイプがあります。
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- 平鋼
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- 丸棒
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- 四角棒
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- 六角棒
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- 鋼板
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- 形鋼
| No | 記号 | 品種 | 平鋼 | 丸棒 | 四角棒 | 六角棒 | 鋼板 | 形鋼 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | SPCC | 冷間圧延鋼板 | ○ | |||||
| 2 | SS400 | 一般構造用圧延鋼材 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 3 | S45C | 機械構造用炭素鋼鋼材 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 4 | SK95 | 炭素工具鋼鋼材 | ○ | ○ |
SPH材（熱間圧延鋼板）とSPC材（冷間圧延鋼板）－工程による違い
製鋼工程で作られた鋼から、まず熱間圧延工程を経て熱間圧延鋼板（SPH材）が作られます。この熱間圧延鋼板をさらに冷間圧延により薄くして冷間圧延鋼板（SPC材）が作られます。
熱間圧延では1,000°C近辺から常温に温度が下がる間に材料表面に黒錆び（酸化被膜）が生じます。黒い皮で覆われたように見えるので、これを黒皮材と言います。外観の見栄えが必要な製品や精度を要する部品に黒皮材を使う場合には、表面の黒皮を切削加工やブラスト加工で除去する必要があります。また、酸洗により外観をきれいにした酸洗材（SPHC）もあります。一方、常温で冷間圧延した冷延鋼板は滑らかな表面に仕上がるのでミガキ材と言います。
| No | 名称 | 記号 | 通称 | 補足 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 熱間圧延鋼板 | SPH材 | 黒皮材 | SPHCは黒皮材を酸洗処理した材料 |
| 2 | 冷間圧延鋼板 | SPC材 | ミガキ材 | 0.4〜3.2tの規格がある |
代表的な鉄鋼材料とは
SPC材とは－冷間圧延鋼板
SPC材とは0.4mmから3.2mmの薄板です。SPCとはSteel（鋼）・Plate（板）・Cold（冷間）の略称で、一般にミガキ材と言います。最大でも3.2mmなので板材のみの取り扱いで、丸棒や角棒はありません。炭素量は0.15%以下で炭素鋼の中では最も柔らかい材料です。カネタではSPCCを使用しています。
| No | 記号 | 意味 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 1 | SPCC | C：Commercial | 一般用 |
| 2 | SPCD | D：Deep Drawing | 絞り用 |
| 3 | SPCE | E：Deep Drawing Extra | 深絞り用 |
SS材とは－一般構造用圧延鋼材
SS材は汎用材として最もよく使用される熱延鋼材で、最もよく使われているのはSS400です。SSとはSteel Structure（構造用鋼）の略称で、鋼板・棒材・形鋼といった形状や寸法のバリエーションも豊富です。加工しやすく溶接性も良好です。SSに続く3桁の数字は引っ張り強さの最低保証値を表しており、SS400であると引っ張り強さが最低でも400N/mm²という意味です。
S-C材とは－機械構造用炭素鋼鋼材
S-C材はSS材に次いでよく使われている材料で、硬く耐摩耗性に優れています。代表的なS-C材にはS45CやS55Cがあります。間の数字は炭素量を表しており、S45Cは炭素量0.45%、S55Cは0.55%です。なお、レーザーで穴を開けると焼きが入り後加工がしにくいため、SS材のようにレーザーで下穴を開けてタップを立てることはできません。
SK材とは－炭素工具鋼鋼材
SK材は工具に使われる鋼材です。SKとはSteel Kouguの略称で、硬さと耐摩耗性が特徴です。形状のバリエーションはSS材・S-C材よりも少なく、丸棒と平鋼が中心です。
特色ある鉄鋼材料のご紹介
カネタではさまざまな鉄鋼材料を使用しています。下表はカネタで使用している鉄鋼材料です。
板の種類
| No | 記号 | 名称 | 補足事項 |
|---|---|---|---|
| 1 | SS400D | ミガキのFB | 厚みによってレーザー切断可能 |
| 2 | SGD | ミガキ棒鋼用一般鋼材 | レーザー切断不可 |
| 3 | SPHC-P | 酸洗材 | リン酸処理で黒皮被膜を除去したもの |
| 4 | SECC | 電気亜鉛メッキ鋼板 | クロムフリーで有害成分がない。一般に「ボンデ」と呼ばれている。 |
| 5 | SGCC | ガルバリウム鋼板（溶融亜鉛メッキ鋼板） | メッキ層が厚く耐食性が良い。（レーザー切断可） |
| 6 | SGCC-C | クロム酸処理した溶融亜鉛メッキ鋼板 | メッキ層が薄く溶接が容易。（レーザー切断不可） |
| 7 | CPL | 縞鋼板 | SUS・アルミ・チタン等もある |
| 8 | QSK | 焼入鋼帯（焼入リボン鋼・リボン鋼） | ばね材用炭素鋼帯（ばね材）の一種 |
（注意１）CPLという記号はほとんど使われていません。混同を避けるため「シマ板」「縞板」と記載することが一般的です。
（注意２）QSKという記号もほとんど使われていません。「焼入リボン鋼」「リボン鋼」という記載が一般的です。
【参考文献】
・「加工材料の知識がやさしくわかる」（西村仁）
・「絵ときでわかる機械材料」（門田和雄）
※製缶・YAGレーザーについては以下のページをご覧ください。
製缶加工・溶接｜カネタ
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