JPH02254135A - 熱間プレス工具用鋼 - Google Patents

熱間プレス工具用鋼

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JPH02254135A
JPH02254135A JP7409089A JP7409089A JPH02254135A JP H02254135 A JPH02254135 A JP H02254135A JP 7409089 A JP7409089 A JP 7409089A JP 7409089 A JP7409089 A JP 7409089A JP H02254135 A JPH02254135 A JP H02254135A
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steel
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iron
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Yoshihiro Kataoka
片岡 義弘
Noriaki Koshizuka
腰塚 典明
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 熱間プレス工具用鋼は、たとえば連続鋳造後の熱間スラ
ブに幅方向の挟圧を、加圧工具(以下金敷という)を用
いて反復して加え、スラブの先端から後端までを鋼片サ
イズに対応して幅殺しするために開発された連続幅プレ
スにおける金敷の如きにおいて適合する。
二の連続幅プレスは、サイズの種々に異なる鋼片を連続
鋳造法によって製造するためには、異なるサイズに対応
する連続鋳造用鋳型を必要とする不利に加えて、その鋳
型の交換に伴う生産性の低下が問題となることが、鋳型
のサイズを集約する要請を満たずために有用である。
しかしこのような連続幅プレスに用いられる金敷には、
熱応力が加わるために熱疲労による割れが生じがちで、
金敷の交換による生産性の低下が懸念され、これを防止
するために耐熱疲労特性の高いことが望まれる。
この発明は、熱間プレス工具として上述したような使途
で有利に適合する熱間プレス工具用鋼を提案しようとす
るものである。
(従来の技術) プレス型、鍛造型などに用いられる熱間合型用鋼は、切
削工具用、耐衝撃工具用及び冷間金型用などとともにJ
IS G4404に規格があるほか、同用途の熱間工具
用鋼に関し、特公昭54−38570号公報に開示があ
る。
(発明が解決しようとする課題) 従来の技術に掲げたような金型用鋼、熱間工具用鋼は、
通常の熱間加工には十分な耐性を示すが、連続幅プレス
用の金敷のような使途での適合性は不十分である。
すなわち連続幅プレス用金敷は大型で、1200’C以
上の熱間スラブの幅殺しに連続的に使用されるため、金
敷の実質内部の深くまで高温になり、冷却時には過大な
熱応力が発生して、熱疲労による割れが生しやすいとこ
ろに問題を残していたのである。
そこでこの発明の目的は、連続幅プレスなどにおける厳
しい条件下で使用される熱間プレス工具に有利に適合す
る耐熱疲労特性の高い鋼を提供することにある。
(課題を解決するための手段) この発明は、Cr−Mo−V 鋼を基本成分とし、これ
らにSi、 Mnを組み合わせた、マルテンザイト型熱
間ダイス用鋼をベースとして特に連続幅プレスに適合す
るようにCr、 Siの含有で耐酸化性を向上させ表面
酸化スケールの発生を少なくすること、及びSi、 C
r、 Mo、 Vの含有で変態点を上昇させ、かつN及
び/又はNiの含有で高Crfiに特有のδ−フェライ
トの出現を防止するとともに延性、じん性を向上させる
ことによって耐熱疲労特性を向上させて熱疲労による金
敷などの熱間プレス工具としての使用条件下における割
れを防止したものである。
またこの発明は、上述の成分に加えてAI、 REMの
うち1種又は2種を含有させて耐酸化性を向上させ、耐
熱疲労特性をさらに向上させたものである。
すなわちこの発明は、 C: 0.10〜0.40wt%(以下単に%で示す)
、Si : 0.80〜2.5  %、 tln : 0.10〜2.0  %、Cr : 5.
5%を超え7.0%未満、Mo : 0.50〜3.0
  %、 V : 0.10〜0.50%未満及びN : 0.0
05〜0.10% を含有し、残部は鉄及び不可避的不純物よりなる熱間プ
レス工具用鋼(第1発明)である。
またこの発明は、 C: 0.10〜0.40%、 Si : 0.80〜2.5  %、 Mn : 0.10〜2.0  %、 Cr : 5.5%を超え7.0%未満、Mo : 0
.50〜3.0  %、 V : 0.10〜0.50%未満及びN : 0.0
05〜0.10% を含み、さらに 八I   :  0.005 〜0.5  %、REM
 : 0.005〜0.02% のうち1種又は2種を含有し、残部は鉄及び不可避的不
純物よりなる熱間プレス工具用鋼(第2発明)である。
またこの発明は、 C: 0.10〜0.40%、 Si : 0.80〜2.5  %、 Mn : 0.10〜2.0  %、 Cr : 5.5%を超え7.0%未満、Ni  : 
 0.05 〜1.2 %、Mo : 0.50〜3.
0  %及び、V : 0.10〜0.50%未満、 を含有し、かつCr/Ni≧5の条件を満たして、残部
は鉄及び不可避的不純物よりなる熱間プレス工具用鋼(
第3発明)である。
またこの発明は、 C: 0.10〜0.40%、 Si : 0.80〜2.5  %、 Mn : 0.10〜2.0  %、 Cr : 5.5%を超え7.0%未満、Nt : 0
.05〜1.2  %、 Mo二0.50〜3.0  %及び V : 0.10〜0.50%未満、 を含み、かつCr/Ni≧5の条件を満たし、さらに^
1:0.005〜0.5  %、 RE)I : 0.005〜0.02%のうち1種又は
2種を含有し、残部は鉄及び不可避的不純物よりなる熱
間プレス工具用tliil(第4発明)である。
またこの発明は、 c : o、io〜0.40%、 Si : 0.80〜2.5  %、 Mn : 0.10〜2.0  %、 Cr : 5.5%を超え7.0%未満、Ni : 0
.05〜1.2  %、 Mo : 0.50〜3.0  %、 V : 0.10〜0.50%未満及びN : 0.0
05〜0.10% を含をし、かつCr/Ni≧5の条件を満たして、残部
は鉄及び不可避的不純物よりなる熱間プレス工具用鋼(
第5発明)である。
またこの発明は、 C: 0.10〜0.40%、 Si : 0.80〜2.5  %、 Mn : 0.10〜2.0  %、 Cr : 5.5%を超え7.0%未満、Ni : 0
.05〜1.2  %、 Mo : 0.50〜3.0  %、 V : 0.10−0.50%未満及びN  :  0
.005〜0.10 %を含み、かつCr / N i
≧5の条件を満たし、さらにΔI  : 0.005〜
0.5  %、REM : 0.005〜0.02% のうち1種又は2種を含有し、残部は鉄及び不可避的不
純物よりなる熱間プレス工具用鋼(第6発明)である。
この発明の対象とする金敷は、単純な高温酸化だけでな
く、高温においてスラブとの接触面が機械的応力を受け
るとともに加熱、冷却が繰り返されるので選択酸化およ
び複雑な熱疲労による表面割れが問題となる。このため
、応力集中源となるようなものの存在は有害であり、か
つ基地の延性、じん性を向上させる必要がある。
(作 用) この発明に従う綱の各成分。組成範囲の限定理由につい
て述べる。
C: 0.10〜0.40% Cは焼入性を向上し、焼入れ焼もどし硬さ及び高温硬さ
を維持するのに必要である。またCr、 M。
および■と結合して炭化物を形成し、耐摩耗性、焼もど
し軟化抵抗を向上させる。さらに、多量に含有すると延
性、じん性を劣化させ、変態点の低下を招くので上限を
0.40%とし、一方少量では硬さ、耐摩耗性が不足す
るので下限を0,10%とした。
Si : 0.80〜2.5  % Siは、耐酸化性の維持及び変態点の上昇のために含有
させるが、多量の含有はじん性の劣化を招くので2.5
%以下とし、逆に少量では所望の効果がないので0.8
0%以上とした。
Mn : 0.10〜2.0  % Mnは焼入れ性の向上のために必要であるが、多すぎる
と変態点を低下させるので上限を2.0%とし、一方少
なずぎると所望の効果がないので0.10%以上とした
Cr : 5.5%を超え7.0%未満Crは、炭窒化
物を形成して基地中に分散して耐摩耗性を向上させる。
また一部は固溶し焼入れ性を向上させて焼入れ焼もどし
硬さ、高温強さを向上させる。さらに耐高温酸化特性の
向上、有効な成分であるが、5.5%以下であるとその
所望の効果に乏しく、一方7.0%以上では、異常粒の
形成がみられ、組織の均一が不足して靭性が低下し、ま
た炭化物の溶解が遅くなるため焼入温度の上昇など熱処
理が複雑になる。以上の点と、経済性とを考慮して、5
.5%を超え7.0%未満の範囲とした。
Mo : 0.50−3.0% Moは、基地に固溶して焼入れ性を向上させるとともに
Cと結合して硬い炭化物を形成し、基地中に分散析出し
て耐摩耗性を向上させる。また焼もどし軟化抵抗及び高
温強さを増加させ、変態点を上昇させる。しかし含有量
が3.0%を超えるとじん性が劣化し、一方0.5%に
満たないと十分な効果が得られないので0.5〜3.0
%の範囲とした。
V:0.10〜0.50%未満 ■は、微細炭窒化物を析出させ焼もどし軟化抵抗、高温
強さを向上させ、また変態点を上昇させる。しかし0.
50%以上では粗大な炭化物を形成してじん性を低下さ
せ、またクリープ変形抵抗などの高温強さも低下するこ
とから上限を0.5%とした。一方0.10%に満たな
いと所望の効果が得られないので0.IO〜0.50%
未満の範囲に限定した。
第1発明、第2発明、第5発明及び第6発明では、Nを
0.005〜0.10%の範囲で含有させる。
Nは、じん性向」二のために0.005%以上含有させ
るが、0.10%を超えるとかえってじん性が著しく劣
化するので上限を0.10%とした。
第3発明、第4発明、第5発明及び第6発明では、Ni
を0.05〜1.2%の範囲で含有させる。
Niは、しん性向上のために含有させる。Ni含有量が
0.05%に満たないとその効果がなく、一方1.2%
を超えるとその効果が飽和するとともに経済的にも不利
となるため上限を1.2%とした。
またNiの含有により、粒界優先酸化が生じやず(なっ
て表面割れの起点となるため、これを防止するためにN
iを含有させる第3発明、第4発明、第5発明及び第6
発明ではCrとのバランスを図り、Cr/Ni≧5の条
件を満足させる。この条件を満たざないと表面割れが発
生しやすくなる。
第2発明、第4発明及び第6発明では、Al二0.00
5〜0.5%、REM : 0.005〜0.02%の
うち1種又は2種を含有させる。
旧は、結晶粒微細化効果によりじん性を向上させ、さら
に耐酸化性を向上させる成分である。そのためには0.
005%以上の含有を必要とするが、0.5%を超える
と粗大なAINを形成し易く、しん性を劣化させるため
に上限を0.5%とした。
La、 Ceを主とした希土類元素(REM)は、耐酸
化性を向−1ニさせる成分であり、そのためには0.0
05%以−4二の含有を必要とするが、0.02%を超
えるとじん性が劣化するため上限を0,02%とした。
なお、この発明にしたがう鋼は、転炉又は電気炉で溶製
し、次いで造塊又は連続鋳造により鋼塊又はスラブを製
造し、鍛造又は圧延後、焼ならし焼もどし一焼入れ一焼
もどしを含む熱処理を施し、その後機械加工により所定
の形状に加工し、実機使用に供することができる。
なお、焼ならし一焼もどしは組成、形状によっては省略
することができる。
(実施例) 表1に示す各成分組成になる鋼を転炉にて溶製し、造塊
後450 mm角の形状に鍛造し、1000’Cx 1
0h焼ならし、750°CX15h焼もどし後荒機械加
工を実施した後、1040’Cx ]Oh油冷の焼入れ
、700°C×12h空冷の焼もどしの熱処理を施した
後、所定の寸法の金敷に仕上げ、実機試験に供した。実
機試験における割れ深さを表1に併記した。
(発明の効果) この発明によれば、従来の熱間金型用鋼Gこ不足しζい
た耐熱疲労特性の向上を達成でき、した力くって熱間ス
ラブの連続幅プレスなどに有利に適合するプレス工具の
提供を実現できる。
特 許 出 願 人 川 崎 製 鉄 株 式

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、C:0.10〜0.40wt%、 Si:0.80〜2.5wt%、 Mn:0.10〜2.0wt%、 Cr:5.5wt%を超え7.0wt%未満、Ho:0
    .50〜3.0wt%、 V:0.10〜0.50wt%未満及び N:0.005〜0.10wt% を含有し、残部は鉄及び不可避的不純物よりなる熱間プ
    レス工具用鋼。 2、C:0.10〜0.40wt%、 Si:0.80〜2.5wt%、 Mn:0.10〜2.0wt%、 Cr:5.5wt%を超え7.0wt%未満、Mo:0
    .50〜3.0wt%、 V:0.10〜0.50wt%未満及び N:0.005〜0.10wt% を含み、さらに Al:0.005〜0.5wt%、 REM:0.005〜0.02wt% のうち1種又は2種を含有し、残部は鉄及び不可避的不
    純物よりなる熱間プレス工具用鋼。 3、C:0.10〜0.40wt%、 Si:0.80〜2.5wt%、 Mn:0.10〜2.0wt%、 Cr:5.5wt%を超え7.0wt%未満、Ni:0
    .05〜1.2wt%、 Ho:0.50〜3.0wt%及び、 V:0.10〜0.50wt%未満、 を含有し、かつCr/Ni≧5の条件を満たして、残部
    は鉄及び不可避的不純物よりなる熱間プレス工具用鋼。 4、C:0.10〜0.40wt%、 Si:0.80〜2.5wt%、 Mn:0.10〜2.0wt%、 Cr:5.5wt%を超え7.0wt%未満、Ni:0
    .05〜1.2wt%、 Mo:0.50〜3.0wt%及び V:0.10〜0.50wt%未満、 を含み、かつCr/Ni≧5の条件を満たし、さらに Al:0.005〜0.5wt%、 REM:0.005〜0.02wt% のうち1種又は2種を含有し、残部は鉄及び不可避的不
    純物よりなる熱間プレス工具用鋼。 5、C:0.10〜0.40wt%、 Si:0.80〜2.5wt%、 Mn:0.10〜2.0wt%、 Cr:5.5wt%を超え7.0wt%未満、Ni:0
    .05〜1.2wt%、 Mo:0.50〜3.0wt%、 V:0.10〜0.50wt%未満及び N:0.005〜0.10wt% を含有し、かつCr/Ni≧5の条件を満たして、残部
    は鉄及び不可避的不純物よりなる熱間プレス工具用鋼。 6、C:0.10〜0.40wt%、 Si:0.80〜2.5wt%、 Mn:0.10〜2.0wt%、 Cr:5.5wt%を超え7.0wt%未満、Ni:0
    .05〜1.2wt%、 Mo:0.50〜3.0wt%、 V:0.10〜0.50wt%未満及び N:0.005〜0.10wt% を含み、かつCr/Ni≧5の条件を満たし、さらに Al:0.005〜0.5wt%、 REM:0.005〜0.02wt% のうち1種又は2種を含有し、残部は鉄及び不可避的不
    純物よりなる熱間プレス工具用鋼。
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