P20工具鋼板は、予測可能な寸法安定性、良好な機械加工性、およびプリハードン状態での優れた研磨性を備えているため、中型から大型のプラスチック射出成形金型および亜鉛ダイカスト金型の業界標準です。大きな断面でも一貫した硬さ、信頼性の高い溶接性、鏡面仕上げが可能な表面を必要とする金型メーカーにとって、P20鋼板は通常、価格と性能のトレードオフで最良の製品を提供します。
P20工具鋼とは
P20は、プラスチック射出成形金型、低融点金属用ダイカスト金型、大型金型フレーム用に開発された低合金クロムモリブデン工具鋼です。通常、内部応力を低く保ちながら、直接加工、テクスチャリング、研磨が可能なプリハードン状態で納入されます。一般的な商品名には、AISI/SAE P20、UNS T51620、DIN 1.2311/1.2738、中国標準の3Cr2Mo系、およびニッケルや硫黄の添加のための化学シフトが少ないベンダーによる変種が含まれる。
化学組成
以下は、仕様と調達を目的とした実用的な組成表である。正確なバッチ化学組成については、各製造所の証明書を参照されたい。
| エレメント | 標準重量 %（範囲） | 機能 / 備考 |
|---|---|---|
| C（炭素） | 0.28 - 0.40 | 強度と硬化性のコントロール |
| Mn（マンガン） | 0.60 - 1.50 | 強さ、脱酸 |
| Si（シリコン） | 0.20 - 0.80 | 強さ、脱酸 |
| Cr（クロム） | 1.40 - 2.00 | 焼入れ性、耐食性、研磨性 |
| Mo（モリブデン） | 0.20 - 0.55 | 硬化性、靭性 |
| Ni（ニッケル） | 0.00 - 1.00 (変形 P20+Ni / 1.2738) | 靭性と焼入れ性（いくつかのバリエーションに存在する） |
| Cu（銅） | ≈0.25（トレース） | 軽微な影響、たまにある |
| P（リン） | ≤0.03 | 不純物制限 |
| S（硫黄） | ≤0.03（「低硫黄」等級ではそれ以下） | 多くの場合、研磨性は管理されている。 |
この組成概要は、標準的な供給業者のデータシートおよび業界の編集を反映したものである。購入者は各ロットの製造試験報告書を要求する必要がある。
機械的および物理的特性
サプライヤーは通常、300 HBW (≈ 30 HRC)付近の硬度を持つプリハードン P20 を見積もる。以下の機械的特性は、硬化前の供給条件を反映したものです。熱処理、製造ルート、再溶解/ESR処理によって変動が生じます。
| プロパティ | 代表値（メートル） | 代表値（インペリアル） |
|---|---|---|
| 硬度（プリハードン） | 280-320 HBW (≒ 28-32 HRC) | - |
| 引張強さ（極限） | 965 - 1,030 MPa | 140,000 - 150,000 psi |
| 降伏強度 | 827 - 862 MPa | 120,000 - 125,000 psi |
| 伸び（50mmゲージ） | ~20% | ~20% |
| 弾性係数 | 190 - 210 GPa | ~27,500～30,400キロ・シー |
| 密度 | ~7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
| 熱伝導率 | ~41.5W/m・K（典型的なベンダーデータ） | 24 Btu/ft・hr・°F |
上記の機械的特性は、グローバルサプライヤーが使用する統合技術データシートおよび技術文献に由来する。
P20工具鋼鋼板仕様
P20鋼板は、多くの国やサプライヤーから供給されています。一般的な製品呼称には、1.2311、1.2312 (P20+S)、1.2738 (P20+Ni)、およびベンダーによるプレミアム品種 (ESR、真空アーク再溶解) があります。代表的な公称納入条件：プリハードン280-320HB、または焼入れ・焼戻しでお客様の硬度に。
典型的なプレート供給サイズ（例）：
| パラメータ | 典型的な範囲 |
|---|---|
| 厚さ | 3mm→300mm（在庫は6～200mmに集中しやすい） |
| 幅 | 1000 mm → 2600 mm（ベンダーにより異なる） |
| 長さ | 1000 mm → 6000 mm (お客様のニーズに合わせてカット) |
| 表面 | 熱間圧延黒、研磨仕上げ、研磨＆磨き |
| デリバリー硬度 | 280-320HB（プリハードン）またはカスタム焼入れ＆焼戻し |
ベンダーのテクニカル・シートには、研削／研磨板 の詳細な公差と粗さの数値が記載されている。鏡面または光学部品用には、低硫黄、ESR処理グレードについてお問い合わせください。
厚みと重量：作業計算
鋼の密度： 厚さ1mmあたり7.85kg/m²。 (7.85kg/m²・mm）。この係数により、質量計算が容易になる。
1平方メートルあたりの重量（kg/m²）＝7.85×厚さ（mm）
例表（慎重な算術）：
| 厚さ（mm） | 重量(kg/m²) | 1.0×2.0mシートの重量（kg） | 1.5×3.0mシートの重量（kg） |
|---|---|---|---|
| 3 | 7.85 × 3 = 23.55 | 23.55 × 2 = 47.10 | 23.55 × 4.5 = 105.975 |
| 6 | 47.10 | 94.20 | 211.95 |
| 10 | 78.50 | 157.00 | 353.25 |
| 20 | 157.00 | 314.00 | 706.50 |
| 25 | 196.25 | 392.50 | 883.125 |
| 30 | 235.50 | 471.00 | 1,059.75 |
| 50 | 392.50 | 785.00 | 1,766.25 |
| 100 | 785.00 | 1,570.00 | 3,532.50 |
注釈
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素早いチェックには7.85係数を使う。
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調達の際には、最終重量をサプライヤーの許容範囲に丸め、正味重量計算にトリミング・ロス、切断カーフ、表面仕上げの除去を含める。
P20工具鋼板の用途
主な用途
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熱可塑性プラスチックの射出成形金型のキャビティとコア。
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亜鉛ダイカストと低温ダイカスト金型。
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大型金型、ボルスター、サポートプレート、金型疲労フレーム。
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バッカー、ウェアストリップ、および研磨性と均一な硬度が重要な特定の構造用工具部品。
P20は研磨性が高く、硬度も均一であるため、化粧部品や、表面仕上げが成形部品に転写されるような金型に適しています。高摩耗の場合は、窒化、浸炭、硬質インサートを使用することで、耐用年数を延ばすことができます。
P20相当とニアグレード
一般的なニアリーイコールと関連グレード：
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AISI/SAE P20 (UNS T51620) - ベースライン P20 指定。
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DIN 1.2311 - 多くの場合、1.2311変種に共通のP20相当として扱われる。
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DIN 1.2312 (P20+S) - 硫黄による機械加工性の向上。
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DIN 1.2738 (P20+Ni) - 靭性と研磨性を向上させたニッケル改質タイプ。
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ベンダー・プレミアム:P20 ESR、P20 HH、および重要な光学面や長寿命用の再溶解バッチ。
代用する場合は、化学的性質、硬度、加工履歴を合わせてください。仕上げと不純物のレベルは、鏡面研磨と疲労寿命に影響する。
4140鋼とP20鋼の違い
短い答えだ： 機能と熱処理の意図 の選択を決定する。4140は汎用のクロムモリブデン構造用合金で、焼入れ焼戻し後の高い強度と耐衝撃性で知られている。P20は、研磨性、熱処理中の寸法安定性、厚肉部での均一な硬度を目的に開発されたプリハードン金型用鋼です。
主なコントラスト
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炭素: 4140は一般的にP20より高い炭素を含み、より高い焼入れ性を可能にする。
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靭性と強度: 4140は、適切な焼き入れ焼戻し後、高い靭性が得られることが多い。
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表面仕上げ：P20は、化粧用成形部品を優れた鏡面仕上げに研磨する。
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コスト：4140は商品市場では安価だが、全体的なコストは熱処理と仕上げ加工に左右される。
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一般的な用途：機械部品や少量生産の金型には4140を、射出成形金型や大型金型、優れた研磨と寸法管理が必要な金型にはP20を選ぶ。
熱処理、機械加工、研磨、溶接に関する注意事項
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配送条件： プリハードン280-320HBは、機械加工性と使用中の強度のバランスを提供します。
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硬化する： P20は、より高い表面硬度が必要な場合、浸炭または標準的な焼き入れ焼戻しサイクルでさらに硬化させることができる。浸炭P20は、摩耗面用として一般的です。
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機械加工： 切削性は多くの工具鋼の中では高い方で、標準的な快削鋼の切削性はおよそ60-80%である。低硫黄鋼は鏡面仕上げが良いが、被削性は劣る。
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研磨： 低含有率と管理された硫黄が鏡面仕上げを生み出す。最高の光学品質を得るには、ESRまたは低硫黄タイプを使用する。
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溶接： 予熱、低水素消耗品、および溶接後の応力除去を 推奨する。重要な金型については、認定された手順と認 定されたフィラー・ワイヤーを使用した溶接のみを 検討すること。
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窒化処理と表面処理： 窒化処理は、バルク硬度を上げることなく耐摩耗性を実現します。PVD、クロームメッキ、硬質コーティングは、ケースバイケースで使用できます。
2025年の価格比較（アメリカ、ヨーロッパ、中国）
P20鋼板の市場価格は、鋼種、熱処理、表面仕上げ、再溶解、板厚、注文数量、運賃によって大きく異なる。下表は、2024-2025年半ばに複数の取引業者と主要マーケットプレイスから収集した正直な市場範囲である。これらの数値は予算編成のためだけに使用してください。プロジェクト調達のためのライブ見積もりを依頼する。
価格ドライバー： グレードのバリエーション（P20、P20+Ni、P20+S）、プリハードンか焼き入れか、低硫黄かESRか、厚さ、切断サイズ、出荷、注文量。
| 地域 | 典型的な2025年の価格帯（米ドル／トン） | 備考／出典 |
|---|---|---|
| 中国（国内FOB） | ~700米ドル → 2,800米ドル / t | 小口小売業者とバルク圧延工場の価格設定を反映し、大口熱延ロットで$700/t近辺の価格を示すリストもあれば、研磨・研磨前硬化板で$1,800-2,800/tを示すリストもある。 |
| 欧州（代理店・加工板） | ~1,500米ドル → 3,500米ドル / t | 加工度が高く、公差が厳しく、内陸輸送のためコストがかさむ。 |
| アメリカ（代理店／小口注文） | ~1,800米ドル → 4,000米ドル/トン | 枚仕入れ、短納期、カット・トゥ・サイズ、認定試験により、小口注文では価格が高くなり、大量注文では単価が安くなる。 |
重要な調達に関する注意事項： これらの範囲には、典型的なプリハードンP20プレートが含まれます。浸炭処理、窒化処理、ESR処理、再溶解処理、高級研削研磨処理された鋼板の価格は高くなります。運賃、関税、税金、為替変動により、陸上価格は変動する。確定注文をする前に、必ず工場証明書、熱処理記録、サンプル検査を要求すること。
購入指導と品質チェック
P20プレートを調達する際には、こう主張すること：
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工場試験報告書（ロットごとの化学的および機械的）。
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納入された硬度と後処理の有無を示す熱処理明細書。
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研削/研磨されたプレートの表面状態の写真と粗さの数値。
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長寿命または光学的仕上げのために必要な場合は、再溶解/ESRの証明書。
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プレートと試験報告書を結ぶトレーサビリティマーク。
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不適合に対する保証および合意された返品手続き。
美観を重視する工具には、低硫黄またはESR処理のP20を推奨。高摩耗の場合は、浸炭ケースとコアの靭性要件を指定してください。
MWalloysブランドノート
MWalloys社はP20工具鋼板を標準品と高級品で提供しており、一般的な厚さの在庫を維持しています。弊社では、工場から直接の工場価格、完全な製造テスト文書、および迅速なサイズカットサービスを提供しています。一般的な在庫品のリードタイムは、在庫がある場合は数日以内に出荷されます。サンプル品、MTR、納期についてはMWalloysの営業までお問い合わせください。
よくあるご質問
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ベンダーから供給される硬度とは？
プリハードンP20は一般的に280-320HB（≒28-32HRC）で出荷される。 -
P20をさらに硬くすることは可能か？
浸炭または焼入れ-焼戻しサイクルにより、より高い表面硬度が得られる。窒化処理により、バルク硬化を伴わない表面耐摩耗性が得られる。 -
P20はロングラン射出成形に適していますか？
P20は中型金型に適しています。非常に高いサイクル数の場合は、高クロム工具鋼、硬化鋼のインサート、または表面コーティングを検討してください。 -
鏡面研磨にはどのグレードを選べばいいのでしょうか？
低硫黄またはESR処理のP20が最良の鏡面仕上げをもたらす。研削と研磨の表面仕上げはベンダーにご指定ください。 -
P20の溶接補修はどうなっていますか？
溶接は、適切な予熱／後 溶接手順と適合する溶加材があれば可能であ る。資格のある溶接手順仕様書（WPS）を求 めること。 -
P20は磁気を帯びているか？
P20は他の工具鋼と同様に強磁性体です。 -
グランドプレートの公差は？
グランドプレートの公差はサプライヤーにより異なる。標準的な平坦度と厚さの公差は、製品仕様書とともに提供されるべきである。 -
P20は割れずに窒化できますか？
適切な工程管理は、割れを最小限に抑える。サイクルの選択と事前の応力除去については、 熱処理業者と相談すること。 -
P20の化学的性質が記載されている国際規格は？
P20は、SAE/AISI規格ではUNS T51620で表示され、DIN規格では1.2311、1.2312、1.2738などがある。 -
発注書ではどのようにP20を指定すればよいですか？
等級（P20 / 1.2311 / 1.2738）、厚さ、幅、長さ、表面仕上げ（熱間圧延 / 研磨 / 研磨）、納入時の硬度、必要な MTR、および再溶解/ESR の要求を記入すること。
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