2023年10月27日
S45Cへの旋盤や材質について解説いたします
S45Cへの旋盤加工はよく行われていますが、品質よく加工するには材質や加工への知識が重要です。
S45CはSC材（機械構造用炭素鋼）で、「S」は鋼（スチール）を意味し、「45」は炭素含有量を0.45％を示しており、「C」は炭素を表します。
S45Cはよく使われるメジャーな素材ですが、高品質な製品や部品を製造するためには素材の性質を理解し、適切な加工方法にて製造する事が大切です。
今回はS45Cの材質について、そして切削加工のひとつである旋盤での加工を行う際のポイントを、東京都大田区の金属加工会社エースが解説いたします。
設計や加工時など、モノづくりのご参考に是非ご覧ください。
S45Cの材質や用途について
S45Cは、炭素含有量が0.45％の機械構造用炭素鋼です。
炭素を含んでいるため硬度の高い材質で、焼き入れ前で220～280Hv、焼き入れ後は600～750Hv程度まで硬度を向上させることができます。
また、S45Cは生材と調質材があり、用途に合わせて選択する事ができます。
硬度が高く、耐摩耗性にも優れていることから。S45Cは自動車部品、機械部品、建築資材などでよく使用される材料となっています。
以下のコラムでS45Cの材質について詳しく解説しています。ぜひご覧ください。
S45Cの調質材｜規格(JIS)や焼入れなどの熱処理条件や硬度をご紹介！
SS400（SS材）やS50Cとの違い
S45C、SS400、およびS50Cは、一般的によく使われている炭素鋼です。
S45Cは炭素含有量が0.45％、SS400は炭素含有量が0.15％程度、S50Cは炭素含有量が0.50％です。
SS400はSC材とは異なり、炭素含有量がJISで規定されていないため、成分にバラツキがある点も違いとして挙げられます。
硬度の面では、S45CとS50Cは焼入れ後の硬度が高く、SS400は一般的な構造用鋼材としての硬度を持ち、焼き入れができないため熱処理による硬度の向上はできません。
※各素材の違いについて、こちらのコラムでもご紹介しています。
SS400の加工の種類と材料の特徴や性質、S45Cとの違いをご紹介します
S45CとS50Cは、SS400に比較すると硬いため、精度が出しやすいです。
精度が要求される場合には、精度が出しやすい硬度の高いSC材（調質材や熱処理を施したSC材）を選択することをおすすめいたします。
S45Cの旋盤加工のポイント
S45Cの旋盤加工のポイントについて解説します。
旋盤とは切削の一種で、回転しているワークに刃物（バイト）を当て、円筒形に製作・加工するための工作機械です。
機械部品には円筒形状のものが多いため、旋盤はオーソドックスな加工方法のひとつと言えるでしょう。
S45Cもオーソドックスな炭素鋼で、旋盤加工（切削）しやすい素材です。
S45Cへの旋盤加工のポイントは以下の通りです。
- 適切な切削条件を設定する
- 加工に適切な刃物（工具）を選択する
- 防錆油で錆を予防
上記の他、精度を出しやすくするために、調質材や熱処理をしたもの、つまり硬度の高いS45Cを使用すると、精度が出しやすくなりますのでおすすめです。
材質を理解し、ポイントを押さえた旋盤加工をすることで品質の良いモノ作りが可能となります。
また、適切な加工をすることは旋盤で使用する工具の寿命にも影響します。
以下にて詳しくご紹介しましょう。
適切な切削条件を設定する
旋盤加工をする際、適切な切削条件で作業をすることが重要です。
切削条件とは「切削速度」「切り込み量」「送り量」のことです。
旋盤は使用する刃物やワークの材質や、ワークの取付方法、そして使う旋盤（工作機械）によって切削条件が決まります。
旋盤加工に適した切削条件は、短い時間で高精度な加工、そして工具の摩耗を抑えられるため、旋盤加工において重要なポイントと言えるでしょう。
お使いの旋盤のメーカーのカタログや公式サイトなどで、推奨の切削条件が紹介されていますので、確認をすると良いでしょう。
加工に適切な刃物（工具）を選択する
旋盤で加工する際、材質に適した刃物選びをすることも非常に重要です。
切削条件にも関わってきますが、刃物の回転数や送り速度によってムシレが発生するため、適切な刃物の選定は大切なのです。
S45Cは生材のほか、調質材、焼き入れ材などがありますが、それぞれ切削条件と加工に適した刃物が異なります。
また、長さのある丸棒を中空に加工する際には、刃物選びに注意が必要です。
刃物の長さに比べ、内径加工が長すぎる場合や直径が大きい場合は図面通りの加工が出来ない場合があります。
（ワークをチャックで掴んだとき、重量で固定しきれない、または振れてしまうため）
もし可能であれば、S45Cのパイプ材を使用することをおすすめいたします。
また、仕上げ加工が必要な場合には、特殊な内径バイトが必要となりますので、こうしたケースには適切な刃物を探されると良いでしょう。
上記の他、旋盤での加工のひとつ、中ぐり加工でも特殊な刃物が必要な場合があります。
旋盤に限りませんが、加工内容、材質に適した刃物を選ぶようにしましょう。
刃物とは少々逸れますが、旋盤でよく製造されるもののひとつとして、ネジ（オネジ・メネジ）があります。
このネジですが、確認が不足するとトラブルのもとになりますので、以下の2点を確認してください。
・加工前に単位の確認
・ネジ山ゲージでピッチを確認
ネジに関する図面指示は、インチ（ユニファイ）とSI単位の2種類がありますので、どちらの単位で指定しているのかを加工前に確認すると良いでしょう。
また、同じM6の径であっても、並目や細目、荒目などがありネジ山の間隔が異なりますので、加工後はネジ山ゲージでピッチを確認する必要があります。
オスでもメスでも加工の際には合わせのナット（メス）、ボルト（オス）にあうねじゲージで加工しないとねじにはならない可能性があるため、注意が必要です。
防錆油で錆を予防
S45Cは主成分として鉄を含むため、空気中の酸素や水分と触れることで錆は発生します。
錆が発生し進行すると、本来の機能性が低下する恐れがあるため、防錆油を使用し錆びさせないことが重要です。
旋盤加工などの加工をする前に防錆油を使用し、材料の表面に薄い保護膜を形成することで、錆の発生を遅らせます。
また、防錆油は潤滑作用を持つため、切削抵抗を減少させることができます。
切削抵抗を減らすことで工具の摩耗を抑制し、ワークの寸法精度を向上させることが期待でき、更には切りくずを除去します。
また、高速で旋盤加工をする際には水溶性切削油を使用するケースも多いようです。
作業内容や環境、コスト面でも適した切削油を選ぶと良いでしょう。
当社のS45C旋盤加工の事例
当社のS45Cの旋盤加工の事例をご紹介します。
●フロントヘッド加工治具
材質：S45C、S50C
●加工治具
材質：SS400、S45C、S50C、SUS303、SK3、SKD11
※設計から材料調達、加工、組立まで承った事例となります。
その他、多数製作実績がございます。
加工事例はこちらのページで掲載しておりますので、是非ご覧ください。
お客様のご要望、用途に応じたご提案、製造をいたしますので、お気軽にご相談ください。
一貫生産にも対応！S45Cの旋盤はエースにご相談ください
エースは、S45Cの旋盤加工をはじめ、金属加工の実績が多数ございます。
当社の強みは、高精度な加工技術と迅速な対応力、そして提案力にあります。
町工場としては珍しく、当社は豊富なモノ作りの知識をもつ営業スタッフがおり、図面を読み取り、お客様の用途や要望に合わせた最適な加工方法を提案いたします。
高い技術力で製造するだけでなく、各工程ごとに社内で検査を実施しており、品質の良い製品を提供しております。
都度検査を実施する事によって万が一のトラブルや不具合もすぐに発見し、迅速な対応が可能となるため、納期を確実に守ります。
さらに、エースは全国の町工場300社と協力関係にあるため、あらゆる加工をワンストップでご依頼いただく事も可能です。
発注業務や工程・品質管理の業務が軽減するため、お客様の業務効率化にも貢献し、納期の短縮や品質の一貫性を実現いたします。
お客様に「エースに任せておけば大丈夫！」と信頼していただけるよう、日々高品質なモノ作りに取り組んでいます。
今回ご紹介したS45Cへの旋盤加工をはじめ、当社ではあらゆる材質・加工に対応しております。
モノづくりでお困りのことがありましたら、お気軽に以下窓口までお問い合わせください。
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