hpm38硬度とプリハードン鋼の選び方と加工ポイント

hpm38 硬度の基礎から加工ポイントまで徹底解説

HPM38をプリハードンのまま使うと、焼入れ後と比べて硬度が約20HRC以上も変わります。

HPM38の硬度とは：プリハードンと焼入れ後の数値を正確に理解する

HPM38の硬度を語るとき、まず押さえておくべきなのは「どの状態での硬度か」という点です。この材料は出荷時にすでに調質（熱処理）が施されたプリハードン鋼であり、状態によって硬度が大きく異なります。

プリハードン状態での硬度は**HRC29〜33**です。これは一般的なプリハードン鋼の中では低めの数値で、たとえば同じプリハードン系のHPM1（HRC37〜41）やNAK55（HRC37〜43）と比べると明らかに低い水準となります。ちょうどショアA硬度で比較すると、スケートリンクの氷と工業用ゴムくらいの感覚的な差があると思っていただくとイメージしやすいです。

ただし、HPM38は焼入れ・焼戻し処理を追加することで、**HRC50〜55**の高硬度に達します。これは約20HRC以上もの差であり、プリハードンと焼入れ後とでは全く別の材料といっても過言ではありません。つまり、用途と要求性能に応じてどちらの状態で使用するかが重要です。

さらに詳細をみると、焼入れ条件（加熱温度：1020〜1050℃、油冷または空冷）によって焼入れ直後は約58〜60 HRCに達することもあります。その後の焼戻し（500〜550℃、1〜2時間、空冷）を経ることで靭性が確保され、実使用硬度である**HRC50〜55**の範囲に落ち着きます。硬度だけを優先して焼戻しを省略してはいけません。

以下に2つの状態を比較した表を示します。

状態	硬度（HRC）	主な用途	特徴
プリハードン状態	29〜33	汎用プラスチック金型、中程度の精度要求品	熱処理不要でコスト・納期メリット大
焼入れ・焼戻し後	50〜55	高精度金型、医療機器・食器用成形型	高硬度・高鏡面・耐摩耗性が大幅向上

状態の選択が基本です。この2つの違いを正確に理解することが、HPM38を使いこなす第一歩になります。

参考：HPM38の基本特性と用途について、金属加工の専門情報サイト・メタルスピードが詳しく解説しています。
HPM38の特徴と用途 - 金属加工のワンポイント講座｜メタルスピード

HPM38の硬度を他のプリハードン鋼と比較した材料選定のポイント

HPM38を材料として選定する際、他の代表的なプリハードン鋼との硬度比較は欠かせません。ここを曖昧にしたまま選定すると、加工コストの増大や製品寿命の短縮につながります。

下表に代表的なプリハードン鋼の硬度と特性を整理しました。

材料名	硬度（HRC）	鏡面性	耐食性	被削性	主な用途
HPM38（プリハードン）	29〜33	◎	◎	△（C評価）	透明品・難燃樹脂金型
HPM1	37〜41	✕	✕	◎（A評価）	汎用金型
NAK55	37〜43	○	△	◎	汎用プラ型
NAK80	37〜43	◎	△	○	精細鏡面プラ型
HPM7	29〜33	△	✕	◎（A評価）	汎用・自動車・家電

HPM38のプリハードン状態での硬度（HRC29〜33）は、HPM7と同水準です。ところが、耐食性・鏡面性ではHPM7を大幅に上回っています。これは13.5%のクロム（Cr）とモリブデン（Mo）を含むステンレス系成分のおかげです。

一方、被削性の評価は「C」と決して高くはありません。これは重要な点です。HPM38はステンレス成分を含むため、ステンレスの宿命ともいえる「切削時の切り屑がつながりやすい・工具に凝着しやすい」という性質を持っています。HPM1のように快削成分（硫黄Sを含む）が添加されていないため、同じ硬度帯でも工具への負荷は大きくなります。

これが材料選定の核心です。つまり「硬度が低いから加工しやすい」とは限らず、被削性の評価と切削条件の設定を別途行う必要があります。HPM38を扱う現場では、切削速度・工具コーティング・刃振れ管理を意識した工具選定が収益直結の問題になります。

参考：各プリハードン鋼の種類と特性比較については下記のサイトが詳しいです。
プリハードン鋼とは？主な種類や特徴、加工のポイントなどをご紹介

HPM38の硬度が生み出す鏡面仕上げ性と耐食性の仕組みを解説

HPM38が金型加工の現場で高く評価される理由は、硬度の高さだけではありません。その本質は、**高硬度・高鏡面性・高耐食性を同時に持つ**という、他の材料ではなかなか実現できない三拍子の性能にあります。

まず耐食性について説明します。HPM38はSUS420J2以上の耐食性を持っています。SUS420J2はマルテンサイト系ステンレス鋼の代表格で、一定の耐食性を持ちながら焼入れで硬化できる材料です。HPM38はそのSUS420J2をさらに改良した13Cr系含Mo鋼であり、モリブデンの添加によって塩素イオンによる腐食（孔食）への耐性が強化されています。これは使用中だけでなく保管・管理面でも大きなメリットです。

次に鏡面仕上げ性です。焼入れ・焼戻しでHRC50〜55の硬度を出した状態では、研磨番手を上げていくことで**#12000程度**の鏡面が得られます。これはCDの盤面ほどの滑らかさに相当し、一般的なプリハードン鋼では到達困難な水準です。この鏡面仕上げ性が要求されるのは、カセットケースや光学レンズ、医療機器の成形型などで、製品外観の品質に直結します。

これが使える理由のポイントです。また、熱処理変形が極めて小さいことも特筆すべき特徴で、焼入れ後の寸法変化を最小限に抑えられるため、精密型への対応が可能です。一般的な工具鋼（SKD11など）では焼入れ後に数十マイクロメートル以上の寸法変化が生じることがありますが、HPM38は変寸がAランク評価（プロテリアル社特性比較表より）となっており、精密部品への適用がしやすくなっています。

以下のように用途との対応関係を整理できます。

• 🔬 医療機器・食器用成形型：耐食性と鏡面性の両方が求められる最高難度のカテゴリ
• 💿 透明品（カセットケース・光学部品）：#12000鏡面が成形品の透明度に直結
• ⚗️ 難燃剤添加樹脂用金型：難燃剤の腐食性成分に対するSUS420J2以上の耐食性が必要
• 🦷 ゴム型・食品機器用途：衛生管理と錆の発生防止を両立

参考：プロテリアル（旧日立金属）のプラスチック金型用鋼の特性比較表は下記で確認できます。
プラスチック金型用鋼 | PROTERIAL | 株式会社プロテリアル

HPM38の硬度別・加工時の工具選定と切削条件の注意点

HPM38の加工で失敗するケースの多くは、「硬度に見合った工具選定ができていない」という点に集中しています。プリハードン状態（HRC29〜33）と焼入れ後（HRC50〜55）では必要な工具スペックがまったく異なり、同じエンドミルで両方をカバーしようとすれば工具折損や寸法不良が起こります。

まずプリハードン状態（HRC29〜33）での加工ポイントです。この状態ではHRC30程度のステンレス系材料特有の性質が表れます。具体的には切り屑が連続してつながりやすく、工具への凝着（構成刃先）が発生しやすいという問題が起きやすいです。対策として切削速度を上げることで構成刃先の付着を防ぐことが有効で、TiAlN系やTiCN系など高速切削対応のコーティングエンドミルを選定します。また、エンドミルのシャンクと切れ刃の振れを**5マイクロメートル（0.005mm）以内**に管理することで、仕上げ面の精度が大幅に向上します。これはハガキの厚さ（約0.2mm）の1/40程度という非常に厳しい管理水準です。

次に焼入れ・焼戻し後（HRC50〜55）での加工ポイントです。この状態は事実上「高硬度鋼の切削」になります。超硬合金製エンドミルにAl系ナノコンポジットコーティングや多層コーティングを施した、高硬度材専用グレードの工具が必要です。切込み量・送り量は仕上げ加工と荒加工で明確に分けて設定し、一発で仕上げようとすると工具破損のリスクが高まります。

以下に状態別の工具選定の目安をまとめます。

加工状態	硬度	推奨コーティング	刃振れ管理	主な注意点
プリハードン	HRC29〜33	TiAlN / TiCN系	5μm以内	構成刃先対策に切削速度を上げる
焼入れ・焼戻し後	HRC50〜55	Al系ナノコンポジット / 多層コーティング	5μm以内（厳守）	高硬度鋼専用グレード必須、分割加工推奨

工具選定が条件です。さらに見落とされがちな点として、**ホルダの定期点検・交換**があります。使い込んだホルダはわずかな歪みで振れが増大し、工具寿命と加工精度の両方を著しく損ないます。HPM38のような高価な材料を使う工程では、工具代をケチることがトータルコストの増大につながるため注意が必要です。

HPM38の硬度管理を現場で活かす：焼入れ・焼戻しの具体的な手順と熱処理歪み対策

HPM38の性能を最大限に引き出すには、焼入れ・焼戻しの工程を正確に管理することが欠かせません。ここを誤ると、せっかく高価な材料を選定しても期待する硬度や精度が得られなくなります。

焼入れの標準手順は次のとおりです。加熱温度は**1020〜1050℃**で、材料の厚みや大きさに応じて保持時間を調整します（目安は1時間程度）。冷却は油冷または空冷を選択しますが、形状が複雑なもの・大型のものでは冷却速度の違いが内部応力に影響するため、材料サイズに合わせた判断が必要です。この段階での硬度は約**58〜60 HRC**に達します。

その後の焼戻しが重要です。加熱温度は**500〜550℃**、保持時間1〜2時間、空冷という条件で靭性を確保します。焼戻しによって硬度は58〜60 HRCから50〜55 HRCへと下がりますが、これは正常な変化です。焼戻しを省略して60 HRC近い硬度のまま使うと、靭性不足でチッピング（刃欠け）のリスクが高まります。

熱処理歪みについても触れておきます。HPM38は熱処理変形が「Aランク」（特性比較表の最高評価）と極めて小さいことが強みです。これは特殊溶解技術によって鋼材内部の均質性が高く保たれているためで、50mm厚のプレートを加工後に焼入れしても、平面度・直角度を**50マイクロメートル（0.05mm）以内**に抑えた実績があります（城陽富士工業の加工事例より）。これはA4用紙の厚さの約1/4に相当する精度で、いかに熱処理変寸が小さいかがわかります。

熱処理変寸が小さいのが原則です。なお、焼入れ条件の微妙な差異によって最終硬度に1〜2 HRCの差が出ることがあります。精密型の場合は熱処理後に硬度確認を行い、要求スペックとの整合を取ることを推奨します。硬度計を所有していない場合は、ロックウェル硬度計の校正済み機器を持つ専門の熱処理会社に依頼するのが確実です。

参考：竹内型材研究所の硬度換算表では、HPM38の焼入れ後標準硬度（HRC52〜53）が他の工具鋼と比較して確認できます。
硬度換算表｜株式会社竹内型材研究所

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