JPH0256419B2 - - Google Patents

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JPH0256419B2
JPH0256419B2 JP59061946A JP6194684A JPH0256419B2 JP H0256419 B2 JPH0256419 B2 JP H0256419B2 JP 59061946 A JP59061946 A JP 59061946A JP 6194684 A JP6194684 A JP 6194684A JP H0256419 B2 JPH0256419 B2 JP H0256419B2
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JP
Japan
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tin
steel
particle size
average particle
sintered alloy
Prior art date
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JP59061946A
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English (en)
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JPS60204868A (ja
Inventor
Masayuki Kanosawa
Keiichi Wakashima
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Metal Corp filed Critical Mitsubishi Metal Corp
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  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、すぐれた高温耐摩耗性を有する、
鋼線材の熱間圧延ロールや、そのガイドローラな
どの焼結合金鋼製熱間加工工具に関するものであ
る。 従来、例えば特公昭57−55782号公報に記載さ
れる通り、重量%で(以下%は重量%を示す)、 C:0.2〜1.7%、 Cr:3.75〜4.5%、 V:0.8〜5.5%、 を含有し、 W:1.5〜22%、 Mo:0.5〜8%、 のうちの1種または2種、 を含有し、さらに必要に応じて、 Co:4.2〜17%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
成を有する高速度鋼の素地に、 平均粒径:1.5μm以下のTiの炭化物、窒化物、
および炭窒化物(以下、それぞれTiC,TiN,お
よびTiCNで示す)のうちの1種または2種以
上:1〜10%、 を分散含有させてなる焼結合金鋼で構成された熱
間加工工具が知られている。 この従来熱間加工工具を、例えばロール内側面
が走行する約1000〜1100℃の鋼線材により圧力を
付加された状態で高温加熱され、一方その外側面
が水冷されるような加熱と冷却の繰り返し条件下
で使用される鋼線材の熱間圧延ロールとして用い
た場合、すぐれた耐熱衝撃性を示し、熱亀裂の発
生がない反面、鋼線材との間にしばしば溶着現象
が発生し、これが原因で十分な耐摩耗性を示さな
いばかりでなく、ロール表面に肌荒れが発生し、
鋼線材の仕上り面も劣るものであつた。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、上記の従来焼結合金鋼製熱間加工工具のもつ
高硬度および高靭性、さらにすぐれた耐熱衝撃性
を損うことなく、これに耐溶着性を付与して、高
温耐摩耗性の向上をはかるべく研究を行なつた結
果、上記従来熱間加工工具を構成する焼結合金鋼
の素地に分散含有させたTiC,TiN、および
TiCNは、上記の通り平均粒径:1.5μm以下と細
粒であるが、これを炭化バナジウム(以下VCで
示す)とTiNに代えると共に、その粒度を粗く
して、いずれも平均粒径で、VC:3〜15μm、
TiN:1.5〜5μmとし、かつその含有割合を、全
体に占める割合で、 VC:1.5〜21%、 TiN:1.1〜19.51%、 とすると、高硬度および高靭性、並びにすぐれた
耐熱衝撃性を保持した状態で、熱間加工材との溶
着性が著しく低減するようになり、この結果すぐ
れた高温耐摩耗性が得られるようになつて、長期
に亘つて肌荒れなどの発生なく、すぐれた性能を
発揮するようになるという研究結果を得たのであ
る。 この発明は、上記研究結果にもとづいてなされ
たものであつて、 C:0.2〜1.7%、 Cr:3.75〜4.5%、 Mo:0.5〜8%、 W:1.5〜22%、 Co:4.2〜17%、 V:0.8〜5.5%、 を含有し、残りがFeと不可避的不純物からなる
組成を有する高速度鋼の素地に、全体に占める割
合で、 平均粒径:3〜15μmを有するVC:1.5〜21%、 同じく平均粒径:1.5〜5μmを有するTiN:1.1
〜19.51%、 を分散含有させてなる焼結合金鋼で構成した高温
耐摩耗性のすぐれた焼結合金鋼製熱間加工工具に
特徴を有するものである。 つぎに、この発明の熱間加工工具を構成する焼
結合金鋼の成分組成を上記の通りに限定した理由
を説明する。 A 高速度鋼素地 (a) C C成分には、高速度鋼素地のマトリツクスに固
溶して、これを強化するほか、Cr,Mo,W,お
よびVと結合して、マトリツクス中に微細に分散
する炭化物を形成し、もつて耐摩耗性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.2%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が1.7%を越えると高速度鋼素地の靭性が低下す
るようになることから、その含有量を0.2〜1.7%
と定めた。 (b) Cr,Mo,W,およびV これらの成分には、いずれも上記の通りC成分
と結合して炭化物を形成し、高速度鋼素地の硬さ
を高めて耐摩耗性を向上せしめるほか、高速度鋼
素地のマトリツクスに固溶して耐酸化性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が、それぞれ
Cr:3.75%未満、Mo:0.5%未満、W:1.5%未
満、およびV:0.8%未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方Cr:4.5%、Mo:8%、
W:22%、およびV:5.5%をそれぞれ越えて含
有させると、靭性が低下するようになることか
ら、その含有量をそれぞれCr:3.75〜4.5%、
Mo:0.5〜8%、W:1.5〜22%、およびV:0.8
〜5.5%と定めた。 (c) Co Co成分には、高速度鋼素地のマトリツクスに
固溶して、これの耐熱性を向上させる作用がある
が、その含有量が4.2%未満では所望の耐熱性向
上効果が得られず、一方17%を越えて含有させて
も耐熱性により一層の向上効果が得られず、経済
性を考慮して、その含有量を4.2〜17%と定めた。 B VCおよびTiN (a) 含有量 これらの成分は、高速度鋼素地に均一に分散し
た形で共存含有し、もつて熱間加工工具の耐摩耗
性を向上させる作用をもつが、その含有量が
VC:1.5%未満およびTiN:1.1%未満では所望
の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含有量
が、VC:21%およびTiN:19.51%を越えると、
靭性が低下するようになることから、その含有量
を、VC:1.5〜21%、TiN:1.1〜19.51%と定め
た。 (b) 平均粒径 上記の通り、従来熱間加工工具を構成する焼結
合金鋼におけるTiC,TiN,およびTiCNの平均
粒径は1.5μm以下と細粒になつており、この状態
では熱間加工材との間に溶着現象の発生が避けら
れないものであり、一方この発明の熱間加工工具
の焼結合金鋼では、高速度鋼素地にVCとTiNを
分散させ、このVCとTiNを相対的に粗粒とする
ことにより溶着現象の発生を皆無とし、もつて高
温耐摩耗性の著しい向上をはかつたものである。
したがつて、その平均粒径が、それぞれVC:3μ
m未満およびTiN:1.5μm未満では上記の粒径粗
大化効果が満足に得られず、一方その平均粒径
が、VC:15μmおよびTiN:5μmをそれぞれ越
えると、靭性が低下するほか、耐熱衝撃性も低下
して熱亀裂が発生するようになることから、その
平均粒径を、VC:3〜15μm、TiN:1.5〜5μm
と定めた。 つぎに、この発明の熱間加工工具を実施例によ
り具体的に説明する。 実施例 原料粉末として、平均粒径:1.3μmのCr酸化物
粉末、同1.5μmのMo酸化物粉末、同1.2μmのW
酸化物粉末、同1.2μmのCo酸化物粉末、同1.5μm
のV酸化物粉末、同1.3μmの酸化鉄粉末、および
同0.5μmの炭素粉末を用意し、これら原料粉末を
所定の配合組成に配合し、通常の条件で混合した
後、軽くペレツト状に成型し、この成型体に、水
素気流中、温度:1120℃に4時間保持の条件で共
還元処理を施すことによつて、それぞれ第1表に
示される成分組成をもつた各種の高速度鋼粉末を
製造し、なお、この高速度鋼粉末は、合金成分が
相互に充分拡散して完全に合金化した状態になつ
ておらず、それぞれの粉末粒子が弱く結合して2
次粒子を形成した状態になつているので、これを
粉砕したところ、平均粒径:6.3μmに容易に粉砕
でき、ついで、この結果得られた各種の高速度鋼
粉末と、別途用意した平均粒径:3.2μm、6.5μ
m、および14.8μmの3種のVC粉末、並びに同
1.0μm、1.5μm、2.7μm、および4.9μmの4種の
TiN粉末、さらに上記高速度鋼粉末中に含有す
る微量酸素の還元並びに粉末間のミクロ的還元性
雰囲気の形成のための上記炭素粉末、加えて従来
熱間圧延ロール製造のための同1.5μmのTiC粉末
と同1.5μmのTiCN粉末を用い、これらの原料粉
末を同じく第1表に示される配合組成に配合し、
通常の条件で4時間の湿式混合を行ない、乾燥し
【表】 後、静水圧プレスを使用し、3000Kg/cm2の圧力に
て加圧成形して直径:430mm〓×長さ:123mmの寸
法をもつた圧粉体とし、この圧粉体を真空中、温
度:1230℃に1時間保持の条件で焼結して理論密
度比:99.5%の焼結体とし、引続いてこの焼結体
に、温度:1200℃、圧力:1000気圧、保持時間:
30分の条件で熱間静水圧プレス(HIP)処理を施
し、最終的に温度:1200℃のソルトバス中に2分
間浸漬後、2段冷却し、さらに温度:560℃に1
時間保持の焼戻し処理を3回行なうことによつ
て、実質的に配合組成と同じ成分組成を有し、か
つ直径:330mm〓×長さ:95mmの寸法をもつた熱間
加工工具としての本発明焼結合金鋼製熱間圧延ロ
ール(以下本発明熱間圧延ロールという)1〜13
および従来焼結合金製熱間圧延ロール(以下従来
熱間圧延ロールという)1〜3をそれぞれ製造し
た。 つぎに、この結果得られた各種の熱間圧延ロー
ルについて、ロツクウエル硬さ(Cスケール)お
よび抗折力を測定すると共に、これを鋼線材熱間
圧延機に組込み、C:0.25%、Si:0.25%、
Mn:
【表】
【表】 0.4%、P:0.04%以下、S:0.04%以下からな
る組成を有する鋼材:3000tonの圧延を行ない、
高温耐摩耗性を評価する目的で、圧延後のロール
カリバー面の平均摩耗深さを測定し、さらに耐熱
衝撃性を評価する目的で、その表面の熱クラツク
の有無を観察した。これらの結果を第2表に示し
た。 第1表および第2表に示される結果から、本発
明熱間圧延ロール1〜13は、いずれも高速度鋼素
地に分散含有するTiC,TiCN,およびTiNの粒
径が細粒の焼結合金鋼で構成された従来熱間圧延
ロール1〜3とほぼ同等の高硬度および高靭性、
並びにすぐれた耐熱衝撃性を保持した状態で、こ
れより一段とすぐれた高温耐衝撃性を有すること
が明らかである。 上述のように、この発明の焼結合金鋼製熱間加
工工具は、高硬度および高靭性、並びにすぐれた
耐熱衝撃性を有し、さらに一段とすぐれた高温耐
摩耗性を有しているので、例えば鋼線材などの熱
間圧延ロールや熱間圧延ガイドロールなどとして
用いた場合に著しく長期に亘つてすぐれた性能を
発揮するのである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C:0.2〜1.7%、 Cr:3.75〜4.5%、 Mo:0.5〜8%、 W:1.5〜22%、 Co:4.2〜1.7%、 V:0.8〜5.5%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
    成(以上重量%)を有する高速度鋼の素地に、全
    体に占める割合(重量%)で、 平均粒径:3〜15μmを有する炭化バナジウ
    ム:1.5〜21%、 同じく平均粒径:1.5〜5μmを有する窒化チタ
    ン:1.1〜19.51%、 を分散含有させてなる焼結合金鋼で構成したこと
    を特徴とする熱間耐摩耗性のすぐれた焼結合金鋼
    製熱間加工工具。
JP6194684A 1984-03-29 1984-03-29 高温耐摩耗性のすぐれた焼結合金鋼製熱間加工工具 Granted JPS60204868A (ja)

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JPS60204868A JPS60204868A (ja) 1985-10-16
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