目利力

第1 章

設計力アップ !
切削用材料はたったこれだけ
1-1

切削用材料のランキング

1- 2 隣国企業における超低コスト化設計は材料の標準化
1- 3

切削用合金鋼のランキング

1- 4

切削用鋼材のランキング

1- 5

切削用アルミ合金のランキング

1- 6

切削用銅合金のランキング

1- 7

鋳造用アルミ合金のランキング

1- 8鋳鉄のランキング

1- 9

クロムモリブデン鋼のランキング〈目利き力・チェックポイント〉
いやー、さっきはすまんかったなぁ。
つい、取り乱しちまったぜぃ。
これから、オイラと一緒に自己研鑽 !
厳さん ! 機嫌が直りましたね。
僕も、材料を見極める「目利き力」を養います。

【注意】
第 1 章に記載される全ての事例は、本書のコンセプトである「若手技術者の育成」のための「フィクション」として理解してください。

き1 章
設計力アップ ! 切削用材料はたったこれだけ
第1-1 切削用材料のランキング
1-1 - 1．切削用材料の部品点数ランキング
それでは、いきなり図表 1 - 1 - 1 を見てみましょう。
この図表は、当事務所のクライアントである日本企業、韓国企業、中国企業から得た「切削用材料」に関する「部品点数」の情報です。クライアントとは、EV 車やソーラーパネルを含む電気・電子機器関連産業が主な業種です。
筆者は、設計コンサルタントとして各企業の図面を拝見しますが、頂戴することは決してありません。機密漏洩防止を最大のセールスポイントにしているからです。
でぇじょうぶだぁ !
しんぺぇすんじゃねぇ。
学者じゃあるめぇし……
しゅっちゅう使う汎用材料っていうのがあんのよ。
心配すんなってぇ !

ドッ……
どうしよう ?
すべての材料を知らないとダメですか?

そこで、前記のクライアントに無理を言って、図面に記載される「材料」をインプットしてもらいました。それが、図表 1 - 1 - 1 の分析結果です。
なんと、材料に関する書籍やセミナーや機械雑誌で登場する約 48 種以上の切削用材料のうち、たった13種類で全体の 81.7 %も占めているのです。次に、ステンレス部品の多いことに驚愕しました。急速に一般化した稀にみる金属材料と言われています。
まずは、なんでも知っている「材料オタク」ではなく、・誰でも知っている材料・皆が使っている材料その材料の特性を熟知する「目利き力」を持った「職人」となりましょう。

目利き力

10

なんでも知っている「材料オタク」ではなく、汎用材料の目利き力を養うことが「設計力アップ」となる。

第 1 章 設計力アップ！切削用材料はたったこれだけ

1105

10

15

2025

30

35

5.5 4.9

4.5

3.3 2.8

2.6 2.4 2.2 2.2 1.9

目利き力は、これだけの材料知識で十分！

8.9 8.3

32.3（％）

合計＝81.7％

板金

【鋳物用】

【切削用】

角材
丸材

【アルミ合金】［1］A1050［2］A1100［3］A2011［4］A2014［5］A2017［6］A5052［7］A5056［8］A6061［9］A6063［10］AC4C［11］AC4D［12］ADC10［13］ADC12【銅合金】［14］C2600［15］C2680［16］C2720［17］C2800［18］C3600［19］C3601［20］C3602［21］C3603［22］C5201【鋼材】［23］FC150［24］FC200［25］FC250［26］FC300［27］FCD400［28］FCD450［29］FCD500［30］FCD600［31］S20C［32］S45C［33］S50C［34］SS330［35］SS400［36］SS490［37］SS540［38］SUM［39］SUJ【合金鋼】［40］SUS304［41］SUS316［42］SUS416［43］SUS430［44］SUS303［45］SCM415［46］SCM420［47］SCM435［48］SCM440

図表 1-1-1EV 車を含む電気・電子機器における切削用材料の部品点数ランキング［40］SUS304［32］S45C［41］SUS316［35］SS400［43］SUS430［44］SUS303［33］S50C［47］SCM435［6］A5052［48］SCM440［38］SUM［39］SUJ［13］ADC12［5］A2017［45］SCM415［8］A6061
A1050
［1］
［46］SCM420
A6063
［9］
AC4C
［10］
FC200［24］［25］FC250［42］SUS416［7］A5056［31］S20C［14］C2600［28］FCD450［2］A1100［15］C2680［30］FCD600［12］ADC10［29］FCD500［26］FC300［27］FCD400［11］AC4D［3］A2011［23］FC150［18］C3600［17］C2800［20］C3602［34］SS330［36］SS490［4］A2014［16］C2720［19］C3601［21］C3603［37］SS540［22］C5201

目利き力

EV 車を含む電気・電子機器の企業では、13 種類の材料だけで、全部品の 81.7 %を占める。

なるほど！工業国として急進しているあの国が、図表 1 - 1 - 1 の第 1 位である
ステンレス生産にこだわっている理由が手に取るように理解できました。

項目 1-3合金鋼
項目 1-4角材

鋼材

項目 1-5

丸材

アルミ合金
項目 1-6

項目 1-1

銅合金

切削用材料
項目 1-7

鋳物用アルミ合金
金属材料

項目 1-8
項目 2-1

鋳物

板金材料

鋳鉄

項目 1-9クロムモリブデン鋼
図表 1 - 1 - 2

切削用材料の分類と定義

ところで、「切削用材料」とは、図表 1 - 1 - 2 に示す範疇です。
図中の「角材」や「丸材（または丸棒）」は、企業内では「生材（なまざい）」と呼ばれます。生材は、部品形状のすべてを機械加工で切削する場合に用いられますが、大量生産部品でも試作時はこれに適用します。
一方、精度を必要としない箇所や形状がラフな箇所は、「型」を作成します。
これを型起工（かたきこう）と呼びます。このときの材料が、「鋳物」用の各種材料です。高精度を必要とし、形状が複雑な箇所は、生材同様、機械加工で切削します。
なお、機械加工に関しては、項目 1 - 1 - 3 で詳しく説明します。
12

材料に関する書籍やセミナーでは、JIS を基本に、ありとあらゆる材料を取り上げます。それを受講する若手の技術者は、もう圧倒されてしまいます。しかも、あまりの数に結局、どれを選んでよいのか、ますます困惑の境地に陥ることになります。若き日の筆者がそうでした。
いわゆる、学問としての知識は豊富になっても、実務としては役に立たない状
況が長年に渡って続いたのです。
もう一度、図表 1 - 1 - 1 を見てください。繰り返しますが、48 種類以上もある材料から、たった 13 種類の材料に絞るだけで実務の 81.7 %として役立つと確信します。
もっと極端に言えば、EV 車を含む電気・電子機器の場合、「SUS304」に熟知すれば、全部品の 32.3 %が設計できると言えます。皆さんの会社がこれに合致するか否かではなく、同じ要領で分析することが重要です。
そして、ある種の材料がどうしても必要なら、ピザのトッピングのように追加すればよいのです。ただし、「追加」の「追加」では再び元に戻ってしまうので、企業では材料の「標準化」が盛んに行われています。

目利き力

EV 車を含む電気・電子機器の企業では、「SUS304」の材料だけで、全部品の 32.3 %を占める。

オイ、まさお よく聞け !
どの業界でも最も重要なキーワードは「標準化」だ。
代表的な標準を言ってみろ。 えーと〜、・材料標準
・作業標準
・検査標準
・業界標準
・流通標準
・日本標準
・世界標準
・Web 標準
・課税標準

第 1 章 設計力アップ！切削用材料はたったこれだけ13

1 - 1 - 2．切削用材料のランキング別材料特性
図表 1 - 1 - 3 と図表 1 - 1 - 4 と図表 1 - 1 - 5 は、
図表 1 - 1 - 1 のランキングに従った材料の特性表です。設計する際に必要な情報を厳選し、あまり使用しない情報はあえて記載していません。
また、図表欄の「コスト係数」をはじめ、各用語は第 4 章で解説します。
SUS＊＊＊の場合
22【目安】
比重：7.9 縦弾性係数：193kN/mm 、横弾性係数：75kN/mm
線膨張係数：右表 ポアソン比：0.30 熱伝導率：16W/（m・K)

線膨張係数：×10 /℃

S＊＊C、SS＊＊＊、
SUM 、SUJの場合
22【目安】
比重：7.9 縦弾性係数：200kN/mm 、横弾性係数：81kN/mm-6線膨張係数：12×10 /℃ ポアソン比：0.30 熱伝導率：45W/（m・K)-6SUS304

17.3SUS316

16.0SUS430

10.4

SCM＊＊＊の場合
22【目安】
比重：7.9 縦弾性係数：206kN/mm 、横弾性係数：82kN/mm-6（m・K)
線膨張係数：11×10 /℃ ポアソン比：0.30 熱伝導率：46W/A5052の場合
22【目安】
比重：2.7 縦弾性係数：70kN/mm 、横弾性係数：25kN/mm-6（m・K)
線膨張係数：24×10 /℃ ポアソン比：0.33 熱伝導率：135W/ADC12の場合
22【目安】
比重：2.7 縦弾性係数：74kN/mm 、横弾性係数：25kN/mm-6（m・K)
線膨張係数：22×10 /℃ ポアソン比：0.28 熱伝導率：96W/QNo

記号サイズ
引張強さ
降伏点(mm） （N/mm2） （N/mm2）【目安】 【目安】 【目安】

【厚さ】
6-120SUS［40］【丸鋼径】
3045.5-60【厚さ】
3.2-160S45C［32］
【丸鋼径】
4-290

520210C
特徴 / 用途（切削用と板金が混在）【特徴】耐食性、非磁性、冷間加工の硬化で微磁性発生（磁化あり）、光沢あり、加工性良好、18-8 ステンレス（旧称）入コスト
手係数性3.38【用途】フェンス、バルコニー、時計部品、キッチン（厨房部品）

良好【特徴】熱処理を施して使用される炭素鋼、強度と粘り強さ
570345【用途】ボルト、ナット、ピン、ヤスリ、 0.82
機構部品、スライド用シャフト、回転シャフト、ホイールハブ、平行キー、クランク軸、座金

図表 1 - 1 - 3 ランキング上位における材料の特性表（その 1）（注意：すべての値は参考値です。各企業においては確認が必要です。）

14D

良好