精密プラスチック製品を想像してみてください。設計図を最終的な形状に変えるには、どのような金型が必要でしょうか？金型鋼の選択は、製品の精度、寿命、生産効率を直接決定します。様々な金型鋼材の中でも、DIN 1.2311（P20）は、その優れた総合的な特性により、プラスチック金型製造におけるスター素材として登場しました。本稿では、DIN 1.2311（P20）プラスチック金型鋼の特性、用途、熱処理プロセスを網羅した詳細な検討を提供します。
一般にP20として知られるDIN 1.2311は、良好な加工性、研磨性、溶接性で知られる予備硬化合金工具鋼です。焼き入れ焼き戻し状態（約300HBブリネル硬度）でも、優れた加工性を維持します。滑らかな表面仕上げにより、この鋼材は機械加工されたプラスチック金型やダイカスト金型に人気があります。
DIN 1.2311は通常、予備硬化状態で供給されるため、追加の熱処理なしで直接機械加工が可能です。この状態では、鋼材は良好な耐摩耗性を提供します。圧縮プラスチック金型などの表面硬度が高い用途には、浸炭処理を施すことができます。
加工性をさらに向上させるために、DIN 1.2311の高硫黄変種が市場で入手可能です。この改良版は、元の性能特性を維持しながら、切削抵抗を大幅に低減し、工具寿命を延ばします。
- 優れた加工性： 予備硬化状態でも、DIN 1.2311は切削、穴あけ、フライス加工が容易で、金型製造の難易度とコストを削減します。
- 優れた研磨性： 適切な研磨により、鏡面のような表面仕上げが可能になり、プラスチック製品の高い表面品質要件を満たします。
- 良好な溶接性： 鋼材の溶接特性は、金型の修理や改造を容易にし、耐用年数を延ばします。
- 予備硬化供給状態： 通常240〜280 BHNで供給され、熱処理の必要がなくなり、金型生産サイクルが短縮されます。
- 均一な硬度分布： 大きな断面全体で一貫した硬度を維持し、安定した金型性能を保証します。
- 良好な耐摩耗性： 予備硬化状態は、ほとんどのプラスチック金型用途に十分な耐摩耗性を提供します。
DIN 1.2311の典型的な化学組成は以下の通りです。
- 炭素（C）：0.35〜0.45％
- ケイ素（Si）：0.20〜0.40％
- マンガン（Mn）：1.30〜1.60％
- クロム（Cr）：1.80〜2.10％
- モリブデン（Mo）：0.15〜0.25％
- 硫黄（S）：≤ 0.03％（標準）、0.05〜0.10％（快削材）
- リン（P）：≤ 0.03％
その優れた特性により、DIN 1.2311（P20）は、以下を含む様々なプラスチック金型製造用途に広く使用されています。
- 自動車部品、家電製品、電子製品筐体などのプラスチック製品の射出成形金型
- 亜鉛やアルミニウム合金鋳物などの非鉄金属製品のダイカスト金型
- パイプや異形材を含むプラスチックプロファイルの押出成形金型
- 構造的なサポートと剛性を提供する金型ベース
- 製品形状と寸法を決定する金型コア
- 金型のサポートと固定のためのプレッシャープレートとバッキングプレート
- 履物製造用のシューストゥ（靴型）
- 高圧ダイカスト金型
- 射出成形機と金型を接続するレシーバースリーブ
通常、予備硬化状態で供給されますが、特定の用途には追加の熱処理が必要になる場合があります。
- 浸炭： 表面硬度を高めるには、871〜899℃（1600〜1650°F）で浸炭媒体中で加熱し、その後816〜871℃（1500〜1600°F）で15分保持して焼き入れ、油焼き入れを行います。
- 焼き入れ： 820〜840℃に均一に加熱した後、油冷します。
- 鍛造： 均一な温度分布のためにゆっくり加熱します。1050℃で鍛造を開始し、930℃を下回らないようにし、その後ゆっくり冷却します。
- 安定化： 仕上げ前の応力除去のために、十分な保持時間で460〜500℃に加熱し、その後空冷します。
- 焼きなまし： 770〜790℃に均一に加熱し、十分な保持時間で炉冷します。
- 焼き戻し： 焼き戻し温度に均一に加熱し、厚さ25mmあたり最低1時間の保持時間で、その後空冷します。
DIN 1.2311は、従来の溶接方法で溶接できます。溶接部の適切な清掃と、適切な溶接棒および技術の選択が不可欠です。溶接後の焼き戻しは、応力を除去し、接合部の性能を向上させるために推奨されます。
DIN 1.2311（P20）を選択する際は、以下を考慮してください。
- プラスチック製品の種類と性能要件
- 金型のサイズと複雑さ
- 生産量
- 予算の制約
DIN 1.2311は、予備硬化状態で優れた加工性、研磨性、溶接性を提供し、プラスチック金型製造に汎用性の高い選択肢となっています。その特性と処理オプションを理解することで、金型性能と寿命を向上させるための最適な材料選択が可能になり、最終的にはプラスチック製品の品質と生産効率が向上します。
