タップ・ダイス

製造業において、ねじ切り加工は製品の品質と生産効率に直結する重要な工程です。
このページでは、超硬合金製のタップとダイスについて、その特徴、メリット・デメリットをご紹介します。

超硬合金で作る
タップとダイスとは

超硬合金は、炭化タングステン（WC）を主成分とし、コバルト（Co）などの結合剤を加えて高温で焼結した混合材料です。
高い硬度と耐摩耗性から、超硬合金製のタップとダイスはステンレス鋼や焼入れ鋼などの硬質材料へのねじ切り加工に適しています。また、寸法精度が求められる精密部品の加工でも活用されています。

超硬合金で作るタップ・ダイス
のメリット・デメリット

超硬合金製のタップとダイスは、その優れた特性から多くの利点がありますが、一方で注意すべき点も存在します。ここでは、メリットとデメリットをご紹介します。

超硬合金で作ることのメリット

超硬合金は非常に硬く摩耗に強いため、工具の寿命を延ばすことが可能です。交換頻度が減少し、コスト削減や作業効率の向上が期待できます。

熱膨張率が低く、加工中の寸法変化が少ないため、高精度なねじ切り加工や高速加工にも対応。超硬合金はリサイクルが可能なため、環境負荷の低減にも貢献します。

超硬合金で作ることの
デメリット

超硬合金は硬度が高い反面、衝撃に対する靭性が低く、落下や過負荷による破損のリスクがあります。硬さゆえに工具自体の製造や再研磨が難しく、専用の設備や技術が必要です。

材料費や加工費が高く、初期投資が大きくなる傾向がありますが、長寿命によるトータルコストの削減が期待できます。比重が高いため工具の重量が増し、取り扱いやすさに影響を与える場合があります。

加工対象や使用環境などの
総合面で判断する

超硬合金製タップとダイスの導入を検討する際には、加工対象や使用環境、コスト面などを総合的に評価することが重要です。適切な選定と運用により、製品の品質向上や生産性の向上が期待されます。

実際に製作依頼をするには、既存のタップ・ダイスにおける摩耗進行速度、早期のチッピングや折損といった工具損傷の状況、加工精度や寿命に関する具体的な課題を詳細に分析・把握することが不可欠です。

本サイトでは、業種別によくある課題を解決できる超硬合金メーカーを紹介しているので、サプライヤー選定や課題解決の一助としてご活用ください。

超硬合金で作るタップの規格

JIS規格（日本工業規格）では、タップに関して以下のような規格が設定されています。

メートルねじ（JIS B0205）	M3～M24など、一般的な機械部品に使用されるねじサイズ。
管用ねじ（JIS B0202、B0203）	R（テーパ）、Rp（平行）、Rc（テーパ）など、配管用途に適したねじ。
ユニファイ並目ねじ（JIS B0206）	UNC、UNFなど、主に輸出向け製品や航空機部品で使用されるインチねじ。

※参照元：MiSUMi（https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/technical_data/td01/g0126.html ）

超硬合金で作るダイスの規格

超硬合金ダイスの規格は、JIS規格（日本産業規格）および各メーカーの独自仕様に基づいています。「JIS B 4054:2020」にて、耐摩耗工具用超硬合金の材種選択基準を定められており、以下の要素で分類されます。

結合相の種類	Co（コバルト）、Co-Ni（コバルト-ニッケル）、Ni（ニッケル）など。
WC粒度（μm）	超微粒（1.0未満）、中粒（1.0以上2.5未満）、粗粒（2.5以上5.0未満）、超粗粒（5.0以上）。
硬さ（HRA）	93～82未満までの範囲で分類。

※参照元：日本産業規格の簡易閲覧（https://kikakurui.com/b4/B4054-2020-01.html ）

超硬合金製タップの種類

ハンドタップ	手作業や小ロット生産に適し、止まり穴・通り穴の両方に対応。
スパイラルタップ	切りくずをシャンク側に排出しやすく、止まり穴に適しています。
ポイントタップ	切りくずを進行方向に排出し、通り穴に適しています。
ロールタップ	塑性変形によりねじ山を形成し、切りくずが出ないため、アルミなどの加工に適しています。

超硬合金ダイスの種類

伸線ダイス	金属線材の直径を精密に調整するために使用されます。
鍛造ダイス	自動車部品や航空機部品などの冷間鍛造加工に使用されます。
プレスダイス	金属板の打ち抜きや曲げ加工などのプレス工程で使用されます。
粉末成形用ダイス	粉末冶金製品の成形に使用されます。
ガイドロール	線材やパイプ材の加工時に、材料の位置決めやガイドとして使用されます。

タップとダイスなど、用途によって超硬合金の原料を変更することが重要です。本サイトでは、超硬合金の種類についても解説しているので、材料選定時の技術資料としてご参照ください。

超硬合金製タップで
加工をする際の条件

超硬合金製タップを使用した加工は、高い硬度と耐摩耗性を持つ素材を対象とするため、特別な注意と条件設定が求められます。

被削材の選定	超硬合金製タップは、鋳鉄やアルミダイカストなどの脆性材料の加工に適しています。 一方で、スチール材やステンレス鋼の加工には不向きです。
切削速度（Vc）	旋削加工は、被削材やタップの種類により調整。
回転数（N）	回転数（N）：N=（Vc×1000） ÷（π×D）の計算式に当てはめて調整します。
送り速度（F）	送り速度（F）：F=N×Pの計算式に当てはめて調整します。
切削油の使用	タップ加工では、切削油の使用が不可欠です。 非水溶性の極圧活性型切削油が推奨されます。

超硬合金製ダイスで
加工をする際の条件

超硬合金のダイスをつけて使用する際には、加工対象の素材特性を考慮して精密な加工条件の設定が求められます。

被削材の選定	超硬合金製タップは、鋳鉄やアルミダイカストなどの脆性材料の加工に適しています。 一方で、スチール材やステンレス鋼の加工には不向きです。
加工方法の選定	研削加工・放電加工（EDM）・切削加工の方法が用いられます。
切削速度（Vc）	低速で設定し、工具の摩耗を抑えます。
送り速度（F）	低送りで、加工面の品質を確保します。
切込み量（ap）	浅く設定し、工具への負荷を軽減します。
冷却	適切なクーラントを使用し、熱の発生を抑制します。

既製品の超硬合金を購入し加工する場合、即納が可能な上、比較的コストを抑えることが可能です。製造を依頼する場合、使用目的や材料に合わせて設計されるため、設定が容易であり加工効率も高まります。

難削材や高精度が求められる加工では、オーダーメイドの工具が効果的です。依頼をする場合、超硬加工の実績が豊富で、高精度な加工設備を持つメーカーに相談することをお勧めします。

【業種別】超硬合金メーカー3選

大量生産に対応する 自動車部品・金型メーカー
向け

トーカロイ

引用元：トーカロイ公式HP（https://www.tokaloy.co.jp/）  

高刃立ちの素材で、切断品質と
寿命を両立し大量生産に応える

超々微粒子構造と最大HRA95.0の高硬度設計により、大量生産を行う環境でも切削品質が長時間持続。工具交換頻度の抑制による高稼働で生産性向上が可能。

金型の寿命を約55倍、刃物の寿命を約100倍に改善^（※）した実績があり、工具の交換頻度を軽減。

トーカロイの
公式HPで
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大型・重量部品を扱う 構造部品メーカー
向け

ノトアロイ

引用元：ノトアロイ公式HP（https://www.notoalloy.co.jp/）

重量・長尺の超硬部品にも対応する
大物加工の頼れる選択肢

外径φ500mm、長さ1,000mmに対応する大物超硬加工設備を備え、重量物や長尺・高荷重部品の加工をピンホールが除去された高品質で提供できる。

他社で断られることの多い、重機部品における金型の大型化・複雑形状に応える供給体制を整備。

ノトアロイの
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非磁性・クリーン対応が必須な 医療・分析機器メーカー
向け

シルバーロイ

引用元：シルバーロイ公式HP（http://www.silveralloy.co.jp/jp/index.htm）

非磁性で高硬度・高強度を両立
磁場に左右されない精密超硬材

医療・電子・真空機器などで、非磁性かつ高硬度・高耐蝕性が必要な環境に対し、非磁性超硬合金を提供。

非磁性と塩分・化学薬品に対する高耐蝕性、HRA90.8・抗折力約4,400MPaの強度により、磁場干渉や薬液劣化を防ぎ、精密部品の高寿命化に寄与。

シルバーロイの
公式HPで
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※参照元：トーカロイ公式HP（https://www.tokaloy.co.jp/proposal）