「ステンレスの切削加工は鉄より時間もコストもかかると言われるが、なぜなのか」「SUS304とSUS316はどう使い分ければよいのか」——ステンレス部品の設計・発注では、こうした疑問がつきものです。ステンレスは耐食性に優れる反面、切削の現場では難削材として知られ、材種の選定と加工条件が品質とコストを大きく左右します。

この記事では、代表的なステンレスであるSUS304とSUS316の違いを化学成分から整理し、ステンレスが難削材とされる物性的な理由、削りにくさを抑える実務上のポイントまでを、精密切削加工メーカーの視点で解説します。SUS316Lなど過酷環境向け部品の加工実績をもとにお伝えします。

1. ステンレス（SUS）とは｜オーステナイト系を中心とした基礎

ステンレス鋼（SUS：Steel Use Stainless）は、クロム（Cr）を約10.5%以上含み、表面に不動態皮膜（金属表面に自然にできる緻密な酸化膜）を形成することでさびにくさを発揮する合金鋼です。なかでも、Cr-Ni系のオーステナイト系ステンレスであるSUS304・SUS316は、耐食性・加工性・溶接性のバランスが良く、最も広く使われています。化学成分はJIS G 4303（ステンレス鋼棒）などで規定されています。

2. SUS304とSUS316の違い｜化学成分（Cr・Ni・Mo）の比較

両者の最大の違いは、SUS316にはモリブデン（Mo）が約2〜3%添加されている点です。JIS G 4303に基づく代表的な成分範囲を比較します。

ここで見落とされがちなのが、SUS316のクロム量はSUS304よりむしろ低いという点です。SUS316の耐食性が高い主因は「クロムを増やしたから」ではなく、モリブデンの添加とニッケルの増量にあります。

3. SUS316/316Lの耐食性が優れる理由｜モリブデンと耐孔食性

添加されたモリブデンは、塩化物イオン（Cl⁻）の多い環境で不動態皮膜を補修・強化し、孔食（点状のさび）やすき間腐食への抵抗力を高めます。このため、SUS316は海水・塩害・薬品環境でSUS304より優れた耐食性を示します。

末尾に「L」が付くSUS304L・SUS316Lは低炭素（C 0.030%以下）の材種です。溶接などで高温にさらされるとクロム炭化物が結晶粒界に析出し、その周囲がクロム欠乏となって粒界腐食を起こすことがあります（鋭敏化）。炭素を減らしたL材はこの析出を抑えられるため、溶接構造物で耐食性を維持しやすくなります。

4. SUS304とSUS316の使い分け

一般的な大気・水道水環境であればSUS304で十分なケースが多く、塩素や薬品にさらされる過酷な環境ではSUS316/316Lを選ぶ、という使い分けが基本です。コスト差があるため、使用環境を見極めて過剰品質にならないよう選定することが大切です。

5. なぜステンレスは「難削材」なのか｜4つの物性的理由

オーステナイト系ステンレスが削りにくいのには、はっきりとした物性上の理由があります。

6. SUS304とSUS316、削りにくさはどう違う？

被削性（削りやすさ）で比べると、SUS316はSUS304よりさらに削りにくい傾向があります。快削鋼を100とした被削性指数では、両者ともおおむね40〜45%程度とされ、SUS316はその下限側に位置します。モリブデン添加により切削抵抗が増し、工具摩耗が進みやすいためです。同じステンレスでも、SUS316/316Lの加工には一段と慎重な条件設定が求められます。

7. ステンレス切削加工の実務ポイント

難削材であるステンレスを安定して加工するための、現場の基本ポイントを整理します。

• 切れ味の良い工具を使う：すくい角を大きくとった鋭利な刃先、ステンレス用の超硬・コーティング工具を選ぶ
• 適切な送り・切込みを確保する：浅すぎる切込みは加工硬化層をなぞり工具寿命を縮める。硬化層の下まで食い込ませる
• 切削速度は上げすぎず下げすぎず：高すぎれば発熱で工具摩耗、低すぎれば構成刃先。材種に合った速度域を選ぶ
• 切削油をたっぷり使う：冷却不足は表面硬化と工具摩耗を招く。十分なクーラントで熱を逃がす
• 刃先を計画的に交換する：摩耗が進む前に交換し、加工硬化や寸法ばらつきを防ぐ

8. 寸法精度・熱変形を抑えるための注意点

ステンレスは熱伝導率が低く熱がこもりやすいうえ、熱膨張係数が普通鋼より大きいため、加工中の温度上昇で寸法が変化しやすい材料です。高精度品では、加工後に温度が安定してから寸法を測定する、薄肉部はびびりを抑える支持・条件を工夫するなどの配慮が品質を左右します。

9. ステンレス加工の事例｜SUS316L製TTSシリンダー（水中使用対応）

当社で対応したSUS316L製TTSシリンダーの製作事例をご紹介します。検査機器向けに、水中環境での使用を前提として設計された部品で、外径Φ44.5×全長107mm、内径Φ40.9mm、肉厚約1.8mmという薄肉円筒形状です。

水中で使うため、耐食性に優れたSUS316Lを採用。一方でSUS316Lは切削抵抗が大きく加工硬化しやすい材料のため、NC旋盤での加工には適切な切削条件の設定が不可欠でした。内外径の同軸度・真円度を確保しながら、肉厚約1.8mmの薄肉部のびびり振動を抑え、所定の寸法公差を実現しています。さらに、内部にエアーが溜まらないよう斜め45°のエアー抜き穴を4箇所に加工。斜め穴はドリルの逃げやびびりが発生しやすく、通常の穴あけより高い技術力が求められる加工です。

水中・高温・薬品環境など、過酷な条件で使われる部品の加工実績をもとに、使用環境に合わせた素材提案から加工方法の選定まで一貫して対応しています。

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ステンレス切削加工のご相談はヨシダセイコーへ

ヨシダセイコーは1952年創業、石川県金沢市の精密切削加工メーカーです。NC旋盤約60台・マシニングセンタ約10台・測定機器1,100点以上の体制で、SUS304・SUS316/316Lをはじめとするステンレス部品の切削加工に対応します。ISO9001:2015／ISO14001取得。

材種の選定から薄肉・難削形状の加工まで、ステンレス切削加工に関するご相談は、内容にもよりますがまずはお気軽にお問い合わせください。お問い合わせはこちら（お電話：076-288-7001／平日 8:30〜17:00）。

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