ステンレス加工とは曲げ穴あけ難しい？センター(業者)紹介

2024/04/26: ステンレス加工とは曲げ穴あけ難しい？センター(業者)紹介

ステンレス加工は、高い耐食性や強度を持つため幅広い用途で活用されますが、同時に難易度の高い作業も多く存在します。

本ブログでは、ステンレス加工の基本や具体的な加工方法について詳しく解説し、最適なセンター（業者）と選ぶためのポイントもご紹介します。

ステンレス加工の基本

ステンレス加工の基本は、材料の選定から始まります。ステンレスは耐食性が高く、強度も優れています。そのため、多くの産業で利用されます。加工には、溶接、曲げ、切削、穴あけなどがあり、それぞれ専門的な技術が必要です。

溶接加工

ステンレスの溶接加工は、非常に重要な技術です。溶接方法としては、TIG溶接やMIG溶接が一般的です。これらの方法は、ステンレスの特性を活かすために選ばれます。特に、耐食性や美しい仕上がりが求められる場合に適しています。ステンレスの溶接には、高温での溶融特性や酸化防止のための適切な保護ガスが必要です。

曲げ加工

ステンレスの曲げ加工は、意図した形状に仕上げるための基本的な技術です。曲げ加工には、素早さと正確さが求められます。また、ステンレスの特性により、曲げ時の反発力が強いことがあります。これを制御するためには、適切な工具と熟練した技術が必要になります。特に、曲げ角度や半径を正確に設定することが重要です。

切削加工

ステンレスの切削加工には、高い技術が必要です。ステンレスは硬度が高く、切削難度が上がります。そのため、切削工具の選定が非常に重要になります。さらに、切削速度も適切に設定する必要があります。作業中の熱を効果的に取り除くため冷却液の使用も重要です。

穴あけ加工

ステンレスの穴あけ加工は、精密さが求められる工程です。特に、ドリルの選定は重要で、硬度の高い材料を使用する必要があります。また、適度な切削速度と送り速度が必要です。これにより、切削熱を低減し、工具の摩耗を防ぎます。

ステンレス鋼（SUS）の特徴

ステンレス鋼（SUS）の特徴を詳しくお話ししていきます。

加工性

ステンレス鋼は、その硬さと耐久性から加工の難易度が高いと思われがちです。しかし、適切な工具や技術を用いることで、比較的容易に加工することができます。

また、最新のレーザーカッターやCNCマシンなどの機械加工技術を使えば、さらに精密な加工が可能です。手作業による研磨や切削も行われることがあり、美しい仕上がりを実現できます。加工性の高さが、多岐にわたる応用を可能にしています。

難削材

ステンレス鋼は、硬度が高く、熱伝導性が低いため難削材とされることがあります。このため、適切な工具と冷却剤を使用することが非常に重要です。オーバーヒートや工具の摩耗を避けるために、切削速度や切削深さにも注意が必要です。

また、加工中に発生するチップの除去も重要で、これを怠ると加工精度に影響を与えることがあります。注意深い管理と技術が求められる材料です。

熱伝導性

ステンレス鋼は、他の金属と比べて熱伝導性が低い特性を持ちます。これにより、加熱や冷却が均一に行われず、温度差が生じやすいです。この性質は、特定の用途においては不利に働くことがありますが、一方で高温下での強度保持には有利です。

たとえば、調理器具や高温機器の部品などで利用されています。ステンレス鋼の熱伝導性の低さは、特定の条件で効果的に利用される特性なのです。

リサイクル

ステンレス鋼は、リサイクル性が極めて高い材料です。使用済みのステンレス鋼を回収し、再溶解して再び製品として使用することが可能です。このプロセスによって、新たな資源の採掘を減らし、環境への負荷を軽減することができます。

リサイクルされたステンレス鋼は、新品のものと同様の性能を持つため、品質を犠牲にすることなく再利用が可能です。持続可能な素材として、ステンレス鋼のリサイクル率は非常に高く評価されています。

耐熱性

ステンレス鋼は、優れた耐熱性を持つ材料として知られています。高温環境においてもその強度や耐食性を維持することができるため、産業用の高温機器やオーブン、化学プラントなどで広く利用されます。

特定のステンレス合金は、さらに高い耐熱性を持つため、極めて高温が発生する過酷な環境でも使用されます。この耐熱性が、ステンレス鋼を産業界で重宝される理由のひとつです。

耐食性

ステンレス鋼の特徴の一つに、優れた耐食性があります。これは、クロムという金属が含まれているためです。クロムは酸素と結びついて、表面に薄い酸化膜を作ります。この酸化膜が、錆びの発生を防ぎます。そのため、海辺や化学工場といった、過酷な環境でも劣化しにくいのです。

さらに、メンテナンスの手間も少なく済みます。定期的に掃除することで、美しい状態を保ちやすいのも魅力です。そのため、建築物の外装や内装にもよく用いられています。そして、医療分野でも使用されます。例えば、医療器具は清潔さが要求されるため、ステンレス鋼の耐食性が非常に重要です。

このように、耐食性は多岐にわたる用途で役立っています。工業分野から家庭用まで、その広範囲での活躍が求められているのは、耐食性の高さが一因といえるでしょう。

強度・硬度

ステンレス鋼は、非常に高い強度と硬度を持っています。これにより、厳しい環境でも形状を保持しやすいのです。例えば、自動車のフレームや航空機の部品など、強度が要求される場所で頻繁に使用されます。また、この強度によって、長期間の使用にも耐えられます。

鉄と比べても優れた特性を持つことが多いです。例えば、引っ張り強度や破断強度が高いため、重量物を支える構造材としても使用されます。また、耐摩耗性にも優れているため、機械部品としても適しています。

そして、硬度が高いことも大きな利点です。高い硬度によって、磨耗や圧力に強く、形状を長く保持できます。そのため、高精度の部品にも使用され、信頼性が求められる分野で活躍しています。このように、ステンレス鋼の強度と硬度は、多岐にわたる分野での利用を支えているのです。

ステンレス鋼（SUS）の種類

ステンレス鋼（SUS）は、耐食性や耐熱性に優れた高機能な金属材料です。成分や組織によりいくつかの種類に分かれます。

析出硬化系ステンレス鋼

析出硬化系ステンレス鋼は、優れた強度と硬度を持つ特徴があります。この鋼材は、通常、析出（せきしゅつ）という過程を経て硬化します。この過程により、微細な析出物が形成され、強度が向上します。また、この鋼材は高い耐食性も持っているため、過酷な環境下でも長期間の使用が可能です。一例として、航空機やガスタービンの部品に多く使われています。

オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼

オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼は、二相組織を持つステンレス鋼です。オーステナイト系の耐食性や溶接性と、フェライト系の耐劣化性や強度をバランスよく持っています。この鋼材は特定の用途において非常に有効です。例えば、石油化学プラントや紙パルプ工場での使用が一般的です。

オーステナイト系ステンレス鋼

オーステナイト系ステンレス鋼は、非常に広い範囲で使用されるステンレス鋼です。耐食性や耐熱性が高いため、建築や家庭用品、食品産業など多種多様な用途に利用されます。この鋼材は、クロムやニッケルを多く含んでおり、これにより高い耐食性を確保しています。非磁性であるため、調理器具や流し台、さらには病院の器具などに使用されます。

マルテンサイト系ステンレス鋼

マルテンサイト系ステンレス鋼は、高強度と高硬度を持つ特性があります。硬度が求められる刃物や工具に多用されます。この鋼材は、炭素含有量が比較的高く、熱処理によって硬化します。そのため、靭性にも優れ、耐摩耗性もあります。また、高温での安定性も持っており、これらの特性が相まって、特殊な機械部品にも使用されることが多いです。

フェライト系ステンレス鋼

フェライト系ステンレス鋼は、一般的に優れた耐食性を持つステンレス鋼です。この鋼材は、クロムの含有量が高く、腐食に対して非常に強いです。特に、塩水や塩分を含む環境下でその真価を発揮します。そのため、船舶や海洋プラント、さらには食品加工機械にも多く使われます。また、この鋼材は磁性を持ち、比較的加工が容易です。こうした特性から、汎用性の高い材料として広く利用されています。

ステンレス加工のメリット

ステンレス加工の主なメリット3つについてお話ししていきます。

メンテナンス

ステンレス鋼の加工にはいくつかのメリットがありますが、特にメンテナンスの面では以下の点が利点として挙げられます：

耐腐食性:
- ステンレス鋼はクロムを含むことで、表面に不動態化膜を形成し、錆や腐食に強い性質を持っています。これにより、厳しい環境下でも長期間にわたり耐性を保ち続けることができ、定期的な塗り直しや防錆処理の必要が減少します。
清掃の容易さ:
- 表面が滑らかで汚れが付きにくいため、普段のメンテナンスが非常に簡単です。通常の水拭きや軽い洗剤での清掃で十分であり、特別な洗浄剤や技術を必要としないことが多いです。
長寿命:
- 耐腐食性と耐久性に優れているため、ステンレス製品は長期間にわたってその性能を維持し続けます。その結果、頻繁な交換や修理の必要性が軽減され、長期的なコスト削減になります。
美観の維持:
- ステンレス鋼は時間が経過しても変色や変質が少ないため、製品の見た目が長持ちします。これにより、表面の再仕上げや美観回復のための追加的な処理が少なくて済みます。

テンションのかかる箇所に使用できる

ステンレス鋼はその耐久性と強度のため、テンション（張力）がかかる場所に特に適しています。ここでいう「テンションのかかる箇所」とは、機械的なストレスや負荷が常時作用する場所を指します。以下に、ステンレス鋼がこのような用途に適している理由を説明します：

高い引張強度:
- ステンレス鋼は高い引張強度を持っており、繰り返しの負荷がかかる場所でも材料の破損や変形が少ないです。これにより、構造的に安定した使用が可能となります。
耐疲労性:
- 繰り返しの負荷（サイクリックストレス）に対する耐性、すなわち耐疲労性に優れているため、テンションが頻繁に変動する環境での使用に適しています。例えば、橋梁のケーブルや高圧の配管系などが該当します。
耐腐食性:
- 強度だけでなく、ステンレス鋼は耐腐食性も非常に高いため、湿気や塩分など厳しい環境下での使用にも適しています。これにより、海洋構造物や化学工場などでの利用が理想的です。
維持・管理の容易さ:
- 長期間にわたるメンテナンスの必要性が低減されるため、運用コストの削減にも寄与します。

熱に強い

ステンレス鋼の耐熱性は、その構成要素によって大きく異なります。特に高温環境での使用に適したステンレス鋼の種類には、以下のような特性があります。

耐熱性の高いステンレス鋼:
- ステンレス鋼の中でも特に耐熱性が要求される場合、ニッケルやクロムの含有量が高いオーステナイト系ステンレス鋼が選ばれることが多いです。これらの合金は、高温下でも優れた強度と耐腐食性を維持します。
用途による選択:
- 例えば、高温ガスや蒸気が通る配管や炉内部の構造材料には、SUS310S がよく使われます。SUS310Sは、25%のクロムと20%のニッケルを含み、1000度以上の高温でも使用できる耐熱性を持っています。
耐熱処理:
- ステンレス鋼は、高温での使用に適応させるために熱処理が施されることがあります。この処理によって、金属の結晶構造が改善され、高温における強度が向上します。
使用する環境の温度範囲:
- 使用環境に応じて適切なステンレス鋼を選ぶことが重要です。例えば、一部のステンレス鋼は高温での酸化耐性が求められる場合に適していますが、温度がさらに高い環境では特殊な合金が必要になることもあります。

ステンレス鋼（SUS）の表面処理

ステンレス鋼（SUS）の表面処理は、その特性を最大限に活かすために欠かせない工程なのです。表面処理には、耐食性や美観を向上させる多様な方法があります。研磨やブラスト処理、化学処理などが代表的です。それぞれの処理により、ステンレス鋼の用途や環境に適応しやすくなります。

研磨処理

研磨処理は、ステンレス鋼の表面を滑らかにし、輝きを増す方法です。手作業や機械を使用して行います。たとえば、鏡面仕上げは、最も輝きが強く装飾用途に適しています。ステンレスの傷や汚れを取り除き、保護膜を形成することも可能です。研磨処理は、製品の視覚的な美しさと耐食性を高めます。

ブラスト処理との違いを明確にすることが重要です。ブラスト処理は、表面に微細な凹凸をつけて質感を変える方法です。一方、研磨処理は、あくまで表面を滑らかにします。そのため、装飾や装置の内部の部品にも利用されます。

ブラスト処理

ブラスト処理は、表面に細かい粒子を吹き付けて微細な凹凸をつける方法です。この処理により、ステンレス鋼の表面は質感が粗くなります。これによって、光の反射を抑えたマットな仕上がりになります。特に、航空機や建材などの用途に適しています。

ブラスト処理は様々な素材を使用します。たとえば、ガラスビーズ、アルミナやシリカがあります。各素材の特性により異なる仕上がりが実現されます。得られる効果は用途に合わせて選ばれ、耐久性も向上します。ブラスト処理の際の素材選びも重要です。

この処理は表面の外観だけでなく、性能にも影響を与えます。例えば、摩擦を軽減する効果や耐食性の向上があります。ブラスト処理により、製品の寿命が延びることも期待されます。工程は比較的簡単であり、全体的なコストパフォーマンスも高いです。

化学処理

化学処理は、ステンレス鋼の表面に化学反応を誘発させる方法です。この処理により鉄分を除去し、クロム含量の高い表面を形成させます。結果、耐食性が大幅に向上します。代表的な化学処理には、酸洗いやパッシベーションがあります。

酸洗いは、酸性溶液で表面の不純物や酸化物を取り除く方法です。この工程により、清潔で美しい表面が得られます。一方のパッシベーションは、酸化被膜を形成し腐食から保護します。これにより、さらに優れた耐久性を持つことができます。

化学処理の利点はその精度と効率性にあります。難易度が低い反面、高い効果が得られます。例えば、非常に薄い部品でも均一な処理が可能です。これにより、製品の品質が向上し、長期間の使用に耐える性能が保たれます。

ステンレス加工が難しいとされる理由

ステンレスは、その硬度と耐久性の高さによって人気がありますが、加工には特定の課題が伴います。主な3つをご紹介します。

切削や成形の難しさ

ステンレスの切削や成形は、その硬度が原因で特に難易度が高いです。硬度が高いと、加工中に工具への負荷が増え、刃が欠けたり摩耗することが多くなります。

また、ステンレスは引張強度も高いため、一度変形してしまうと元に戻りにくく、細部まで正確に加工するのが難しいです。このため、ステンレスを使った部品や製品を作る際には、他の金属とは異なる特別な技術や工具が必要とされます。例えば、硬度の高いカッターやドリル、そして専用の潤滑油などが必要です。

熱伝導率の低さ

ステンレスは熱伝導率が低いため、加工中に発生した熱が金属全体に拡散しにくいです。この特性により、加工中の工具が高温になりやすく、摩耗や変形の原因となります。

さらに、高温環境ではステンレス自体も変形しやすくなるため、寸法精度を保つのが難しいです。その結果、加工時間が長くなり、コストが増えることもあるでしょう。これを避けるために、冷却効果の高い潤滑液を使用することが重要です。また、加工速度を遅く設定することも、熱の発生を抑える一つの手段となります。

酸化膜の影響と対処法

ステンレスの表面には、自然に形成される酸化膜があります。この酸化膜はステンレスの耐食性を高める役割を果たしますが、同時に加工を難しくする要因にもなります。酸化膜は硬く、切削工具が膜を通過する際に摩耗しやすくなるためです。このため、酸化膜を削り取るための特別な研磨材や加工手法が必要となることが多いです。

具体的には、酸化膜を打破するためにダイヤモンドを含んだ研磨材や、高圧の水噴射を使う方法などが考えられます。また、加工中に生じる熱を抑えることで、酸化膜の再形成を防ぐ対策も重要となります。

ステンレス加工の工場（センター）選び

ステンレス加工を依頼する際、適切な工場（センター）を選ぶためのポイントと、関東、関西で有名な工場をご紹介します。

依頼時の図面の準備方法

まず、ステンレス加工を依頼する際は、図面の準備が不可欠です。正確な図面は、工場が必要な加工を正確に行うための基礎となります。そのため、図面には寸法や形状、素材の情報を詳細に記載することが大切です。

次に、図面は明確でシンプルなレイアウトにすることで、工場の担当者がすぐに理解しやすくなります。また、図面のデータ形式にも注意を払うことがポイントです。

さらに、図面を準備する際には、可能であればCADソフトを使用すると良いでしょう。CADソフトを使えば、より詳細な情報を含む図面が簡単に作成できます。また、デジタル形式のデータを送ることで、工場側もスムーズに作業できます。この準備がしっかりしていれば、工場からのフィードバックも迅速に得られるでしょう。

信頼できるセンター（業者）の紹介

ステンレス加工の依頼先として、信頼できる工場（センター）を見つけることが一番の基本です。まず、実績が豊富で評価の高い工場が最適です。実績のある工場は、技術力や経験が豊富なため、安心して依頼できます。また、口コミやレビューをチェックすることも有効です。次に、直接工場を訪問して設備や作業現場を確認することも重要です。この訪問で、工場の環境や作業効率を把握できます。

特に、対応の良いスタッフや、質問に迅速に答えてくれる姿勢は信頼性の高さを示します。また、長い歴史を持つ工場は、トラブル対応の経験も多いため安心できます。最後に、定期的にコミュニケーションを取り、信頼関係を築くことがポイントです。信頼関係がしっかりと築ければ、長期的なビジネスパートナーとしての関係も良好に保てます。

関西地方ステンレス加工センター（業者）：

関西ステンレスセンター株式会社
- 所在地: 大阪府岸和田市臨海町
- ウェブサイト: 関西ステンレスセンター
- 特徴: 1970年設立のこの会社は、レーザーカットやプラズマカットなど様々なステンレス加工を専門としています。ISO9001の品質管理基準に従っており、品質の高い製品供給を心がけています。
大阪ステンレスセンター株式会社 (OSC)
- 所在地: 兵庫県尼崎市
- ウェブサイト: 大阪ステンレスセンター
- 特徴: 1986年に設立されたこの会社は、日鉄ステンレスグループの中核コイルセンターとして、高品質な加工と物流を提供しています。顧客満足と信頼を重視し、高い技術力と迅速な対応で知られています。
有限会社柳金属製作所
- 所在地: 大阪府大阪市平野区
- ウェブサイト: 柳金属製作所
- 特徴: 難削材を得意とするこの会社は、最新の技術と設備を導入し、顧客のニーズに応じた高品質な製品を提供しています。CNC旋盤やマシニングセンタを用いた精密加工が可能です。

これらの会社は、それぞれの専門技術と高い品質管理を持ち、多様なニーズに対応可能です。

関東地方ステンレス加工センター（業者）：

株式会社ステンレス加工センター (春日部工場)
- 所在地: 埼玉県春日部市
- ウェブサイト: ステンレス加工センター
- 特徴: 井上金属の一部として、ステンレスコイルのフラットカットやステンレス鋼板の切断・フィルムコーティングを専門に行う。長年の経験と確固たる実績を誇ります。
株式会社アロイ
- 所在地: 不明（関東地方に事業所あり）
- ウェブサイト: アロイ株式会社
- 特徴: ステンレス建築構造物の製作を専門とし、ステンレス加工に関する諸規定や基準の制定に貢献。ステンレス構造物の製作で先駆者として知られる。
株式会社ヤナギサワ
- 所在地: 栃木県宇都宮市
- ウェブサイト: 株式会社ヤナギサワ
- 特徴: 1972年からNC旋盤による切削加工技術を蓄積しており、特にNC旋盤加工で高い信頼を獲得。マシニングセンターや研削機も使用して顧客の多様なニーズに応える。

これらの業者は、ステンレス加工に関する広範な経験と高い技術力を持ち、様々な産業のニーズに対応しています。

中部地方ステンレス加工センター（業者）：

日興精機株式会社
- 所在地: 岐阜県加茂郡富加町高畑618-8
- ウェブサイト: 日興精機
- 特徴: 精密機械加工に特化しており、ステンレスを含む各種金属の加工で高精度な部品製造を行っています。複雑な形状や高精度を要求される部品製造に強みを持っています。
中京ステンレス株式会社
- 所在地: 愛知県名古屋市
- ウェブサイト: 中京ステンレス
- 特徴: ステンレス鋼材の販売と金属加工を手掛け、顧客の要望に柔軟に対応することを強みとしています。レーザーカットやプレス加工など、多岐にわたる加工技術を提供しています。

これらの企業は中部地方に位置し、それぞれが特有の技術やサービスを提供しており、ステンレス加工に関するニーズに幅広く応えることができます。

九州地方ステンレス加工センター：

株式会社九州ステンレス加工センター:

所在地: 福岡県糟屋郡粕屋町
ウェブサイト: 九州ステンレス加工センター
特徴: レーザー加工、プラズマ溶断、曲げ加工、フライス加工を含む広範な加工技術を提供しています。設計から製造まで一貌生産を行う体制が整っており、カスタムメイドの注文に特に強みを持っています。

山口技研工業株式会社:

所在地: 長崎県
ウェブサイト: 山口技研工業
特徴: 長崎で約40年にわたり、ステンレスの加工を主にしています。高い技術力と豊富な経験を生かし、精密なカスタムメイド加工を提供しており、地域内外から高い評価を受けています。

これらの企業は、それぞれが特有の技術やサービスを提供しており、九州地方の工業ニーズに広く応えています。

まとめ

ステンレス加工は、その高い耐久性や耐腐食性を背景に、様々な産業で広く活用されています。加工技術が進歩している今日では、多岐にわたる加工方法が可能で、各地域においても専門の技術を持った加工センターが存在しており、プロジェクトやニーズに合わせて最適な業者を選ぶことができます。

ステンレス加工の特性を理解し、それぞれの技術に適した加工方法を選ぶことは、製品の品質を左右するだけでなく、コスト効率や持続可能な製造プロセスにも影響を及ぼします。ですので、加工業者を選ぶ際は、その実績、技術力、そして提供できるサービスの幅を十分に検討することが重要です。