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SUS630(金属3D造形)における材料の特徴のまとめ【第49回】

弊社の3D製作では、ステンレスの製作依頼が多く、その中でも17-4PH(SUS630)が造形的に安定するということもあり、一番使用頻度が高いです。そんな17-4PH(SUS630)ですが、改めて、材料の特徴や3D製作を行う点で気になる部分を掘り下げていこうと思います。

 

17-4PH(SUS630)の特徴

17-4PH(SUS630)は、析出硬化処理によりマルテンサイト地に金属間化合物を生じさせ、非常に高い硬度を得られるステンレスです。析出硬化とは固溶化熱処理(液体化熱処理)の後、時効硬化(析出硬化)を行って硬化させることを言います。炭素量は0.05%程度で、16%クロム-4%ニッケル系ので銅を4%含んでいます。

耐食性は、オーステナイト系と比べると劣るものの、フェライト系よりも優れています。(オーステナイト系>析出硬化系>フェライト系)

また磁性を持つステンレス鋼であるという特徴があるので、磁気を扱う場所で使用することはできません。

 

17-4PH(SUS630)の化学成分

クロム(Cr):15.0~17.5

ニッケル(Ni):3.0~5.0

銅(Cu):3.0~5.0

ケイ素(Si):<1.0

マンガン(Mn):<1.0

ニオブ(Nb):0.15~0.45

鉄(Fe):残部

 

17-4PH(SUS630)の用途

高硬度でかつステンレスということで耐食性に優れますので、下記のような用途で使用されることが一般的です。

・航空機用部品

・各種動力伝達、搬送用機構部品(シャフト、タービン、スチールベルトなど)

・ばね材

・医療用(外科用)部品

 

17-4PH(SUS630)の熱処理について

17-4PH(SUS630)は、熱処理を行うことで、機械特性(強度)を向上させることができます。この熱処理を、析出硬化処理と言います。析出硬化処理は、500℃前後で行いますので、真空炉及び大気炉どちらも選択可能です。また熱処理後の硬度はHRC40程度ですので、熱処理後の加工も行うことはできます。また、熱処理後の寸法変化は統計的に、およそマイナス0.10%~0.15%縮む傾向があり、寸法精度が厳しい製品の場合は、熱処理前と熱処理後の寸法変化に注意をする必要があります。

 

析出硬化処理については、以下のコラムで詳細内容を紹介しています。

【第11回】析出硬化処理とは~SUS630造形物に対する熱処理

 

3D造形を行う上での注意点

ステンレス系の材質では、SUS316Lなどと比較し、造形がしやすい材質であるという印象があります。ただし、前述の通り析出硬化処理を行う場合など、寸法変化が起こる可能性があるので、その点を見越して設計データを微調整することや、二次加工を行うことでより高品質な3D造形品を製作できることかと思います。