ステンレス鋼は、鉄を主成分とし、10.5%以上のクロムを含有する合金材料です。優れた耐食性、靭性、被削性を備えていることから、CNC加工の分野で広く利用されています。その用途は、医療、食品、海洋、航空宇宙、産業オートメーション、家電・装飾など多岐にわたり、小型の精密部品やシャフトから、大型の配管用フランジや機器の筐体に至るまで、幅広い製品に採用されています。
耐食性に優れている：
防錆性、耐酸・耐アルカリ性、および耐水蒸気・耐塩水噴霧性を備えており、高湿度、化学薬品、海洋、食品、医療関連などの過酷な環境に適しています。
優れた強度と靭性：
高い引張強度と硬度を有し、耐衝撃性・耐変形性に優れているため、荷重を支える構造部材に適しています。.
耐熱性および耐酸化性：
高温下でも酸化しにくく、軟化しにくい特性を持つため、高温環境下で動作する部品に適しています。.
優れた寸法安定性：
熱処理後の変形が最小限に抑えられ、仕上げ加工後も長期間にわたり高い精度を維持します。.
オプション：非磁性／弱磁性：
オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性であり、電子機器やセンサーなどの非磁性要件を満たしています。.
特徴 18.1～20.1％のクロム、8.1～12.1％のニッケル、0.081％以下の炭素を含み、モリブデンは含まれていません。組成のバランスが良く、コストパフォーマンスに優れたオーステナイト系ステンレス鋼の基本グレードです。.
パラメータ: 引張強度 515MPa以上、降伏強度 205MPa以上、硬度 HB201以下、伸び 40%以上、非磁性、大気、淡水、中性溶液に対する耐食性を有し、耐食性は中程度である。.
特徴： 加工硬化を起こしやすく（切削後に表面硬度が20～30%上昇する可能性があります）、切削時には工具への溶着や構成刃先の発生が生じやすい傾向があります。また、長く強靭な切りくずが生成されるため、切りくずの排出には適度な難しさがあります。しかし、加工プロセスは確立されており、一般的なCNC工具や加工条件をそのまま適用できるため特別な設備を必要としません。こうした点から、CNCによるステンレス鋼加工の入門として最適な選択肢となっています。
アプリケーション 日常的な産業用構造部品、機械装置の筐体、精密ブラケット、非腐食環境下で使用される軸、家電部品、一般的な金物類など。これは、CNC加工において受注量が最も多いステンレス鋼種です。.
特徴 炭素含有量は304（C≤0.03%）に比べて低減されていますが、クロムおよびニッケルの含有量は同じです。モリブデンを含まず、低炭素設計により、溶接後の粒界腐食の防止に役立ちます。.
パラメータ: 引張強度 ≥485MPa、降伏強度 ≥170MPa、硬度 ≤HB201、伸び ≥40%、非磁性、耐食性は基本的に304と同等であり、溶接性は304よりも優れている。.
特徴： 被削性は304材と同等であり、加工硬化や工具への溶着といった課題も同様に見られます。ただし、炭素含有量が低いため靭性がやや高く、切りくずが折れにくい傾向があります。そのため、チップブレーカーの設計にはより注意を払う必要があります。加工の難易度は304材と同等であり、基本的な加工工程を変更する必要はありません。
アプリケーション 溶接が必要な構造部品（配管、フランジ、機器フレームなど）、食品加工機器（搬送用配管や容器など）、低温環境下で使用される部品、および溶接後の耐食性が求められるCNC加工部品。.
特徴 16%～18%のクロム、10%～14%のニッケル、2%～3%のモリブデン、および0.08%以下の炭素を含有する。 モリブデンがその最大の利点であり、耐食性を大幅に向上させます。.
パラメータ: 引張強度 ≥515MPa、降伏強度 ≥205MPa、硬度 ≤HB217、伸び ≥40%、非磁性、酸、アルカリ、海水、および塩化物イオンによる腐食に耐性がある。 耐食性は304よりもはるかに優れており、高温強度もより高い。.
特徴： 304材と比較して被削性が低く、硬度や靭性が高いことに加え、加工硬化が顕著であり、工具への溶着や構成刃先の問題も生じやすくなっています。切削抵抗は304材より15～20%大きいため、工具にはより高い耐摩耗性が求められます。コーティング超硬工具やサーメット工具を使用し、切削条件としては、切り込み量を適切に抑え、主軸回転数を高めに設定する必要があります。
アプリケーション 腐食性環境下で使用されるCNC加工部品（船舶用機器（フランジ、シャフト）、化学プラント用機器（バルブ、配管）、船舶用金物など）および、中程度の腐食性環境下で使用される精密部品。.
特徴 炭素含有量は0.031％以下、クロム、ニッケル、モリブデンの含有量は316ステンレス鋼と同等です。低炭素設計により、溶接性と粒界腐食抵抗性のバランスが取れており、高い耐食性が求められる用途において最適なグレードとなっています。.
パラメータ: 引張強度 ≥485MPa、降伏強度 ≥170MPa、硬度 ≤HB217、伸び ≥40%、非磁性、耐食性は316よりわずかに優れ、溶接後の粒界腐食がなく、靭性は316より優れている。.
特徴： 被削性は316材と同等ですが、炭素含有量が低いため材料の靭性が高く、切りくずが強靭になることから、切りくず処理（分断）がやや困難になります。工具への溶着や加工面への傷を防ぐには、チップブレーカー形状の最適化に加え、冷却・潤滑の強化が必要です。工具の摩耗量は、304ステンレス鋼と比較して約30%多くなります。
アプリケーション 医療機器（手術器具、インプラント、機器筐体）、食品グレードの精密部品（サニタリーバルブ、容器）、海洋工学用の中核部品、耐食化学装置、およびハイエンド電子機器の筐体など、耐食性に優れたハイエンドCNC加工部品。
特徴 304ステンレス鋼をベースに、硫黄（S）やセレン（Se）などの快削元素を添加しています。 炭素含有量：≤0.15%、クロム：17%～19%、ニッケル：8%～10%。これらの快削元素は材料の靭性を低下させ、切りくずの破断を促進します。.
パラメータ: 引張強度 ≥485MPa、降伏強度 ≥170MPa、硬度 ≤HB201、伸び ≥35%、非磁性、耐食性は304よりわずかに劣る（快削元素により耐食性が若干低下する）が、被削性は大幅に改善されている。.
特徴： オーステナイト系ステンレス鋼の中で最も被削性に優れた鋼種であり、切削抵抗が低く、顕著な加工硬化も生じません。工具への溶着や構成刃先の発生が少なく、切りくずは短く細かいため排出も円滑です。一般的な工具が使用可能で、304鋼と比較して加工効率が20～30%高く、精密部品の量産加工に適しています。
アプリケーション CNC旋盤およびフライス加工によって製造される精密小型部品（シャフト、ねじ、ナット、ギア、計器用部品など）。特に、複雑な形状や高い精度が求められる小型の機械加工部品に適しています。強い腐食性のある環境には適していません。
特徴 クロム11.51～13.51％、炭素0.151％以下を含み、ニッケルやモリブデンは含まれない。その単純な組成と低コストから、マルテンサイト系ステンレス鋼の中で最も基本的なグレードとなっている。.
パラメータ: 焼鈍状態では、硬度はHB201以下、引張強度は480MPa以上、降伏強度は275MPa以上である。焼入れ・焼戻し処理後は、硬度がHRC40～45に達し、強度は大幅に向上するが、靭性は低下する。.
特徴： 焼鈍状態での被削性は中程度で、切削抵抗は304鋼よりわずかに低く、工具への溶着も起こりにくいものの、軽度の加工硬化が見られます。一方、焼入れ後は硬度が著しく上昇し、被削性が極端に低下するため、工具の破損や摩耗が生じやすくなります。そのため、超硬工具を使用し、切削条件を抑える必要があります。
アプリケーション バルブ、蛇口のバルブコア、装飾部品、単純な構造部品、低速回転軸など、コストが重視され、かつ一定の硬度が求められる非腐食性用途に適しています。CNC加工は主に焼なまし状態で行われ、必要に応じてその後に焼入れが施されます。
特徴 12.1～14.1％のクロム、0.161～0.251％の炭素を含有し、ニッケルおよびモリブデンを含まない。410鋼よりも炭素含有量が高く、焼入れによりより高い硬度を得ることができる。.
パラメータ: 焼鈍状態では、硬度はHB223以下、引張強度は520MPa以上、降伏強度は305MPa以上である。焼入れ・焼戻し処理後は、硬度がHRC45～52に達し、硬度および耐摩耗性は410鋼をはるかに上回り、適度な靭性を有する。.
特徴： 加工難易度は410よりも高い。焼きなまし状態でも加工硬化が残っており、切削時にバリが発生しやすいため、鋭利な工具が必要となる。焼入れ後の加工は極めて困難で、工具摩耗も速い。焼入れ後の加工を減らすため、一般的な工程は「CNC荒加工→焼入れ焼戻し→精密研削」である。
アプリケーション 切削工具（エンドミル、ドリルビットホルダー）、金型部品、高精度シャフト、バルブコア、耐摩耗ブッシュなど、高い硬度と耐摩耗性が求められるCNC加工部品。
特徴 クロム0.951～1.201％、炭素0.401～0.801％を含有する。 炭素およびクロム含有量はいずれも420を上回っており、一般的に使用されるマルテンサイト系ステンレス鋼の中で最も硬度が高いグレードとなっています。.
パラメータ: 焼なまし状態では、硬度はHB269以下、引張強度は735 MPa以上、降伏強度は510 MPa以上である。焼入れ・焼戻し処理後は、硬度がHRC58～62に達する。 優れた硬度と耐摩耗性を持ち、410や420よりも優れた耐食性を示すが、靭性は低い。.
特徴： 加工が非常に困難です。焼きなまし状態では切削抵抗が大きく、加工硬化が激しく、工具の破損や固着が頻繁に発生します。工具の剛性と耐摩耗性には極めて高い要求が課せられ、CBNまたはダイヤモンドコーティング工具が必要です。焼き入れ後は、CNC切削は基本的に不可能で、精密研削または研磨のみが可能です。
アプリケーション ベアリング、ボール、ハイエンド切削工具、金型インサート、耐腐食性・耐摩耗性に優れた小型精密部品など、高硬度・高耐摩耗性が求められる精密部品。CNC加工は、焼きなまし状態の荒加工および半仕上げ加工にのみ使用されます。
特徴 16%-18%のクロム含有量、炭素含有量≤0.12%、ニッケルフリー、モリブデンフリー、低コストであり、フェライト系ステンレス鋼の中で最も一般的に使用されているグレードです。.
パラメータ: 引張強度 450MPa以上、降伏強度 205MPa以上、硬度 HB201以下、伸び 22%以上。磁性を持ち、大気中および淡水での腐食に耐性があるが、オーステナイト系ステンレス鋼に比べると耐食性は若干劣る。.
特徴： 加工難易度は中程度、靭性は低く、切削時に脆い切りくずが発生しやすく、欠けやすいため、鋭利な工具、切削速度の低下、送り速度の増加、衝撃の回避が必要となる。加工後に表面に傷がつきやすいため、工具経路と冷却の最適化が必要となる。
アプリケーション 家電製品、台所用品、屋外装飾部品、非腐食環境における簡易構造部品などに使用される装飾パネル。CNC加工は主に平面形状や単純な輪郭形状に適しており、バッチ処理において大幅なコスト削減効果を発揮します。
特徴 15%～17.5%のクロムを含有し、 3%-5%のニッケル、3%-5%の銅、0.15%-0.45%のニオブ、および0.07%以下の炭素を含有する。 銅とニオブの析出により強化が図られており、高温焼入れの必要がない。.
パラメータ: 時効処理（480～620℃での保持）後、引張強度は1030MPa以上、降伏強度は860MPa以上、硬度はHRC38～45に達し、耐食性は304に近く、高い強度と優れた靭性を兼ね備えています。.
特徴： 加工難易度が高く、材料強度が高く、加工硬化効果が顕著で、切削力が高く、工具の固着や摩耗が発生しやすい。そのため、高強度超硬合金またはCBN工具を使用し、高速・浅い切削深さの多段加工プロセスを採用し、冷却と潤滑を強化し、ワークピースの変形を防止する必要がある。
アプリケーション 航空宇宙構造部品、ハイエンド機器の精密部品、医療機器の中核部品、高圧バルブ、精密金型など、高精度と高強度が要求されるCNC加工部品は、加工後に強度を向上させるために時効処理が必要です。
| グレード | カテゴリー | 構成 | パフォーマンス | 機械加工 | 適用対象 |
|---|---|---|---|---|---|
| 304 / SUS304 | オーステナイト系 | Cr 18%-20%、Ni 8%-12%、C ≤0.08%、Moフリー、高いコストパフォーマンス | 引張強度 515MPa以上、硬度 HB201以下、非磁性、中程度の耐食性 | 加工硬化しやすく、工具への付着が起こりやすいが、切りくずの除去性は中程度。確立された技術であり、初心者に最適 | 主に従来の産業用構造部品、機器の筐体、家電部品に使用されており、受注量が最も多い。. |
| 304L / SUS304L | オーステナイト系 | 304の低炭素版（C≤0.03%）、モリブデン不使用、溶接時の粒界腐食を防止 | 引張強度 485MPa以上、硬度 HB201以下、非磁性、304よりも優れた溶接性 | 304と同様に、靭性がわずかに高く、チップブレーカーの設計には細心の注意が必要である | 溶接構造部品、食品加工機器、低温環境用部品 |
| 316 / SUS316 | オーステナイト系 | Cr 16%-18%、Ni 10%-14%、Mo 2%-3%、C ≤0.08%、優れた耐食性 | 引張強度 515MPa以上、硬度 HB217以下、非磁性、酸・アルカリ・海水に耐性あり | 加工難易度が高く、切削抵抗が大きいため、コーティング加工された工具の使用が必要であり、切り込み深さを浅くし、切削速度を上げる必要がある | 海洋・化学産業などの腐食性環境向け部品、船舶用金物 |
| 316L / SUS316L | オーステナイト系 | 316の低炭素版（C≤0.03%）で、溶接性と粒界腐食抵抗性のバランスに優れている | 引張強度 485MPa以上、硬度 HB217以下、非磁性、316よりもわずかに耐食性に優れる | 316と類似しているが、靭性がより高い。切りくずの処理と冷却の最適化が必要である。. | 用途には、医療用および食品用精密部品、船舶用主要部品、ならびに耐薬品性機器などが含まれます。. |
| 303 / SUS303 | オーステナイト系（快削性） | S/Se含有、C≤0.15%、Cr17%-19%、Ni8%-10% | 引張強度 485MPa以上、硬度 HB201以下、非磁性、耐食性は304よりやや劣る | 最適な加工性、スムーズな切りくず排出、304よりも高い加工効率 | 小型の精密部品、軸、歯車の量産に適しています。ただし、腐食性の強い環境には適していません。. |
| 410 / SUS410 | マルテンサイト | Cr 11.5%-13.5%、C ≤0.15%、NiおよびMoを含まず、組成が単純で、低コスト | 焼鈍硬度：HB201以下、焼入れ後：HRC40～45、磁性を帯び、中程度の強度 | 焼鈍後は加工が容易だが、焼入れ後は著しく加工が困難になり、超硬工具が必要となる | コスト重視の用途、バルブ、装飾部品、低速シャフトに適しています |
| 420 / SUS420 | マルテンサイト | Cr 121～141、C 0.161～0.251、NiおよびMoを含まず、炭素含有量は410より高い | 焼鈍硬度 ≤ HB223、焼入れ硬度 HRC45～52、磁性を有し、優れた耐摩耗性を備える | 焼鈍後にバリが発生しやすいため、焼入れ後にのみ精密研磨が可能であり、粗加工後に焼入れを行う必要がある | 用途：切削工具、金型部品、高精度耐摩耗性シャフト、バルブコア |
| 440C / SUS440C | マルテンサイト | Cr 161～18%、C 0.951～1.20%、Mo 0.401～0.80%、最高硬度 | 焼鈍硬度 ≤HB269、焼入れ硬度 HRC58～62、磁性を帯び、優れた耐摩耗性を有する | 機械加工が極めて困難。焼鈍加工にはCBN工具が必要。焼入れ後は切削できない。 | ベアリング、高級切削工具、金型インサートなど、CNC加工は焼鈍後の荒加工にのみ使用されます。. |
| 430 / SUS430 | フェライト系 | Cr 16%-18%、C ≤0.12%、NiおよびMoを含まず、低コスト | 引張強度 450MPa以上、硬度 HB201以下、磁性を帯び、耐食性はオーステナイト系よりやや劣る | 加工中に欠けやすいため、鋭利な工具と最適化されたツールパスが必要。表面は傷がつきやすい。 | 家電製品の装飾パネル、台所用品、屋外用装飾部品などの簡易加工に適しています。. |
| 17-4PH / SUS630 | 析出硬化型 | Cr 15%-17.5%、Ni 3%-5%、Cu 3%-5%、C ≤0.07%、時効硬化 | 時効処理後の引張強さ：1030MPa以上、硬度：HRC38～45、耐食性：304に近似 | 加工難易度が高く、切削抵抗も大きいため、高強度の工具と複数回の切削加工が必要となる | 航空宇宙用構造部品、医療用主要部品、ハイエンド精密金型 |
答: 303ステンレス鋼（快削オーステナイト系）が最適です。 この鋼種には快削元素が含まれており、スムーズな切りくず排出、高い加工効率、および工具の摩耗が少ないという特徴があり、精密小型部品の量産に適しています。唯一の欠点は、304や316と比較して耐食性がやや劣ることです。.
答: はい、違いがあります。316にはモリブデンが含まれており、その耐食性（特に海水、酸、アルカリに対する耐性）は304よりもはるかに優れています。 ただし、316は加工が難しく、切削抵抗も大きいため、304に比べて工具の摩耗が約30%ほど大きくなります。一般的な用途には304を、腐食環境（海洋、化学）には316/316Lを選択してください。.
答: まず、内部応力を除去し硬度を下げるために焼鈍処理が必要です。CNCによる荒加工の後、硬度を高めるために焼入れ・焼戻しを行います。焼入れ後は硬度が極めて高くなるため、それ以上の切削は不可能となり、精密研削のみが可能となります。加工時には、CBNまたはダイヤモンドコーティングを施した工具を使用する必要があります。.
答: その目的は、耐食性を高め、酸化や錆を防ぎ、外観を最適化することです。一般的な方法としては、研磨、伸線、不動態化などがあり、用途に応じて選択してください。.
答: 適切な治具を使用し、クランプ時には柔らかいシムを挟み込んでください。締め付けすぎによる変形や、緩みすぎによる振動を防ぐため、クランプ力を適切に調整してください。また、加工中は切りくずを速やかに除去し、表面の傷を防ぐようにしてください。.
答: ステンレス鋼専用の切削油を使用してください。特にエマルジョンタイプまたは半合成タイプの切削油が推奨されます。その主な機能は冷却、潤滑、および切りくずの除去であり、工具の固着や摩耗を軽減します。一般的な切削油は、ワークの錆や工具の損傷を招きやすいため、絶対に使用しないでください。.
