JPH0121868B2

JPH0121868B2 -

Info

Publication number: JPH0121868B2
Application number: JP60257244A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Hitachi; Sadayuki Nakamura; Yukinori Matsuda
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1985-11-16
Filing date: 1985-11-16
Publication date: 1989-04-24
Also published as: JPS61130472A

Description

【発明の詳細な説明】

発明の目的

【産業上の利用分野】

本発明は、型彫加工性のすぐれたプラスチツク
成形金型用鋼に関する。

【従来の技術】

近年、プラスチツクの成形加工に用いる機械に
は大型で高性能のものが出現し、作業の能率向上
に役立つているが、それにともない成形金型に対
する要求は、ますます厳しいものとなつてきた。すなわち、成形金型が従来のものにくらべて苛
酷な負荷を強いられる反面、作業能率の面からは
耐久性のさらに高いものが要求される。他方にお
いて、金型形状の複雑化と高精度化に対処するた
め、型用鋼自体の型彫加工性の改善も大きな課題
となつている。プラスチツク成形金型用鋼の被削性を向上させ
る目的で、主としてＳ、Pbなどの被削性向上元
素を添加したものも従来から見受けられ、それな
りに効果をあげているが、一方において被削性元
素の添加による機械的性質の低下は避けられず、
とくに圧延または鍛延により延伸された鋼は機械
的性質の異方性が強く、そのことが金型の耐久性
を低くする大きな原因となつている。これは、被
削性の改善に有効に作用するMnSの硫化物系介
在物が展伸された形態で鋼中に存在し、そこに応
力集中が生じて、介在物を起点とする切欠現象が
起るためと考えられている。被削性元素から生成する介在物は、プラスチツ
ク成形金型用鋼にとつて重要な型彫加工性、とく
に鏡面仕上性やシボ加工性に対しても悪影響を与
える。大型の介在物が断面に露出すると、鏡面仕
上げにとつて支障のあることは、容易に理解され
るとおりである。シボ加工性に対しては、介在物
の露出はあまり差し支えないように思われるが、
凹凸に対する微妙な影響はシボの美観を著しく損
なうこと、当業者のよく知るところである。このような鏡面仕上性、シボ加工性に対する介
在物の作用にも、介在物の形態が大きく影響する
ことがわかつた。介在物が展伸され、ある限度以
上の長さをもつて存在すると、鏡面に仕上げる研
磨により表面から脱落してその跡がキズとなり、
またシボに対しても、そのパターンの構成要素に
対して異分子が加わることになつて、その美観を
損ねるわけである。本発明者らは、プラスチツク成形金型の素材と
する型用鋼において、硫化物系介在物の形態を制
御することにより、良好な型彫加工性を実現する
とともに、金型の寿命向上が期待できると考え、
研究の結果、特定の合金組成の型用鋼においてＳ
およびTeを特定量、かつ特定の割合で添加する
ことにより、鋼中の介在物とくに大型介在物のほ
とんどが、球形に近い形態となることを知つた。さらに、そのような型用鋼は被削性が高いばか
りでなく、鏡面仕上げ性やシボ加工性などプラス
チツク成形金型用鋼に要求される特性が高く、さ
らに機械的性質の異方性が小さく、金型成形後の
耐久性もすぐれていることを確認した。

【発明が解決しようとする問題点】

本発明の目的は、発明者らが得た上記の知見を
利用して、型彫加工性、鏡面仕上げ性、シボ加工
性が良好であることに加えて、金型成形後の耐久
性が高いプラスチツク成形金型用鋼を提供するこ
とにある。発明の構成

【問題点を解決するための手段】

本発明のプラスチツク成形金型用鋼は、Ｃ：
0.15〜0.35％、Si：0.10〜1.50％、Mn：0.10〜2.0
％、Cr：1.50〜3.50％、Mo：0.10〜1.0％および
Ｖ：0.01〜0.50に加えて、％Te／％Ｓ：0.04〜0.5
の範囲で、Ｓ：0.002〜0.40％およびTe：0.001〜
0.40％を含有し、残余が実質的にFeからなる組成
を有し、鋼中に存在する長径2μ以上の硫化物系
介在物のうち少なくとも80％がその長短径比10以
下であることを特徴とする、型彫加工性のすすぐ
れたプラスチツク成形金型用鋼である。本発明のプラスチツク成形金型用鋼を製造する
第一のポイントは、成分の適確な調整にある。まず炉内で、Ｓを除く快削性付与元素以外の合
金成分の含有量を、所定の値に調節した溶鋼を用
意する。真空脱ガスなどにより、Ｏ量を0.015％
以下に低下させ、酸化物系介在物の生成を抑制す
ることが好ましい。つぎに、炉、取鍋またはタン
デイツシユのような容器内にある溶鋼に、％
Te／％Ｓが0.04〜0.5の条件をみたすようにTeを
添加して、均一に分散させればよい。Teの添加
は注入管中で行うこともできる。Teの添加に際
して、主として酸化物系介在物である大型の非金
属介在物をできるだけ除去することが望ましく、
この目的には、溶鋼中にアルゴンのような非酸化
性のガスを導入して強制攪拌することが効果的で
ある。この操作はTeの添加に先立つて行うこと
もできるし、またTeを添加しつつ行つてもよい。

【作用】

本発明のプラスチツク成形金型用鋼における各
成分元素の役割と組成範囲の限定理由を、以下に
示す。Ｃ：0.15〜0.35％金型用鋼としての硬さ、耐摩耗性を確保するた
めに0.15％以上添加する必要がある。多量に添加
すると靭性が低下し、実用に適しなくなるため、
0.35％以下に限定した。 Si：0.10〜1.5％溶製時の脱酸のほか、基地の強化に有効な元素
であり、0.10％以上添加する。あまり多量になる
と地キズが多くなり、かつ被削性が低下するた
め、1.50％以内にする。 Mn：0.10〜2.0％溶製時に脱酸を行うとともに基地を強化するた
めに有効な元素であり、0.10％以上添加する必要
がある。過大になると靭性および被削性を低くす
るので、2.0％が上限である。 Cr：1.50〜3.50％基地を靭性化し、焼入性、耐摩耗性、耐酸化性
を確保するのに有効な元素である。1.50％以上の
添加で効果が明確になる。一方、多すぎると靭性
が低下して実用性を失なうので、3.50％以下に止
める。 Mo：0.10〜1.0％Ｖ：0.01〜0.50％これらはともに強力な炭化物形成元素として、
熱処理硬さ、耐摩耗性の確保に有効であり、Mo
は0.10％以上、Ｖは0.01％以上を添加する。多量
の添加は製造を困難にすると同時に靭性の低下を
ひきおこす。Moは1.0％、Ｖは０・50％の上限
は、この見地から定めた。Ｓ：0.002〜0.40％被削性の改善に有効な介在物であるMnS系介
在物の形成には不可欠であつて、0.002％以上の
添加を要する。多量になるほど被削性は向上する
が、鋼の清淨度を害し、靭性をそこなうため、
0.40％以下にする。 Te：0.001〜0.40％ MnS系介在物の形態を調整することと、それ
自体で快削性を与える点で重要な元素であり、
0.001％以下添加する。あまり大量に加えると熱
間加工性が劣るので、0.40％を超えるべきでな
い。％Te／％Ｓ：0.04〜0.5 硫化物系介在物の形態を改善するためには、％
Te／％Ｓの割合が0.04以上であることを要する
が、0.5をこえると効果が飽和し、かつ熱間加工
性も低下するので、％Te／％Ｓは0.04〜0.5の範
囲とする。硫化物系介在物の形態と分布金型用鋼の型彫加工性、鏡面仕上げ性、シボ加
工性および機械的性質の異方性は、鋼中の硫化物
系介在物の形態と分布に大きく依存する。発明者
らが確認したところでは、硫化物系介在物のうち
長径2μ以上の比較的大型のものが強度の異方性
を左右し、これが長短径比で10以内にあつて極端
に縄状に展伸されてない形態をもつならば悪影響
を示さず、このようなものが全硫化物居介在物の
うち、個数で80％またはそれ以上の大部分を占め
るという条件がみたされればよい。

【実施例】

第１表に示す合金組成（残部Fe）の鋼を溶製
した。溶製にあたつては、塩基性電気炉内で合金元素
を所定量に調整した後、Teを溶鋼中のＳ量に応
じて取鍋中へ添加し、均一に分散させた。造塊は
下注法によつた。第１表の供試材を用いて鍛練比が10程度の熱間
鍛造を行ない、金型の粗形を製造した。つづいて
焼入れ−焼もどし処理を施し、プラスチツク成形
金型の材料に要求される鏡面仕上げ性およびシボ
加工性を調査した。同時に硫化物系介在物の分布
形態を調査した。その結果をまとめて第２表に示
す。第２表にみるとおり、比較鋼にくらべて本発明
の鋼はいずれも、鏡面仕上げ性、シボ加工性とも
にすぐれており、プラスチツク成形金型用鋼とし
て好適である。本発明の鋼においては、硫化物系
介在物のうち長短径比10以下の比較的球状に近い
ものがほとんどを占め、しかも比較鋼にくらべて
均一に分布しており、このことが、鏡面仕上げ性
およびシボ加工性にも好影響を及ぼしている。介
在物が展伸され、また分布が均一でないと、鏡面
仕上げやシボ加工性を行なつたときに、キズとし
てあらわれる可能性が高くなる。

【表】

【表】 ◎：とくに良い ○：良い △：普通
発明の効果本発明のプラスチツク成形金型用鋼は、特定の
合金組成の鋼に対してＳおよびTeを適量かつ特
定の量比範囲で添加して硫化物系介在物の形態調
整を行なつたものであつて、被削性、鏡面仕上げ
性およびシボ加工性が良好であるから、金型に対
する高度の要求をみたすことができる。この鋼は
はまた、機械的性質の異方性が小さく、金型にす
ぐれた耐久性を与える。

Claims

【特許請求の範囲】

１Ｃ：0.15〜0.35％、Si：0.10〜1.50％、Mn：
0.10〜2.0％、Cr：1.50〜3.50％、Mo：0.10〜1.0
％およびＶ：0.01〜0.50％に加えて、％Te／％
Ｓ：0.04〜0.5の範囲でＳ：0.002〜0.40％および
Te：0.001〜0.40％を含有し、残余が実質的にFe
からなる組成を有し、鋼中に存在する長径2μ以
上の硫化物系介在物のうち少なくとも80％が長短
径比10以下であることを特徴とする型彫加工性の
すぐれたプラスチツク成形金型用鋼。