JPH0397829A - 耐発錆性の優れた快削性ステンレス系金型用鋼 - Google Patents

耐発錆性の優れた快削性ステンレス系金型用鋼

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JPH0397829A
JPH0397829A JP23440189A JP23440189A JPH0397829A JP H0397829 A JPH0397829 A JP H0397829A JP 23440189 A JP23440189 A JP 23440189A JP 23440189 A JP23440189 A JP 23440189A JP H0397829 A JPH0397829 A JP H0397829A
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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〕 本発明は、極めて優れた被削性を有することを特徴とし
、かつ優れた耐発錆性゛を兼備し、主としてプラスチッ
ク成形金型ホルダ部またはプラスチック成形用などの金
型に使用される快削性ステンレス系金型用鋼に関するも
のである。
〔従来の技術〕
プラスチック成形金型の外わくを形成するホルダ用鋼な
どには入れ子式のプラスチック金型の本体を緊合させる
ための大きな入れ子六を加工するので、他の金型部品と
比較しても、より優れた被切削性が要求される。またこ
のホルダ部にはプラスチックの成形サイクルを短縮する
ための水冷穴が設けられており、この六に錆が発生する
と冷却効果が低下するため優れた耐発錆性を有すること
などが要求される. 従来、プラスチック成形金型ホルダ用鋼には、SCM4
40など低合金の中C −Mn − Cr−Mo−Fe
系の鋼が使用されていたが、近年においては製作納期の
短縮および加工費の削減などが金型加工業者側から強く
要望されるようになってきた.この要求に応えて加工工
数を低減する目的から、例えば特公昭52−1372号
で提案されているように快削性を付与する元素としてS
を添加した低合金の低C−Mn − Cr−Mo − 
S − Fe系の鋼などが一般に使用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、前述の低合金の低C −Mn − Cr − 
S −Fe系のプラスチック成形金型ホルダ用鋼は、低
Cr系であり、硫化物の析出も多いので水冷穴に錆が発
生しやすく,冷却効果の低下が生じるといった問題があ
った. また、被切削性の優れた工具鋼として特公昭63−66
384号、特公昭63−66385号、特公昭63−6
6386号が開示されているが、耐発錆性の点で十分と
はいえず、プラスチック成形金型ホルダや金型用鋼とし
ては不十分であった.その理由は、これらの公知例に開
示される鋼は比較的Cr量が低い綱であること、あるい
はCr量が多い場合にはcmt+多い鋼であり、この場
合には炭化物が過剰に大きくなったり、多くなったりす
るので耐発錆性に不利になるからである。
本発明は、低〜中C−Mn−Ni一高Cr−Fe系のマ
ルテンサイト系ステンレス鋼に、優れた被切削性を付与
するため、Sをを少量添加し、MnSを基地中に分数さ
せたものであり、プラスチック金型のホルダ用鋼の要求
特性である、優れた被切削性と耐発錆性を兼備し、かつ
金型ホルダ材として満足するだけの強度を有する耐発錆
性の優れた快削性ステンレス系金型用鋼の提供を目的と
するものである. 〔課題を解決するための手段〕 本:R明綱は、耐発錆性と優れた被切削性を兼備させる
手段として、従来のプラスチック成形用途の鋼と比較し
て、かなり高い14.00〜17.00%のCrを含有
し、Cの含有量に対するCr含有量の比Cr/Cを35
以上として、かつSを0.02−0.15%添加してい
る。また、通常よく添加されるMOを無添加として被削
性の劣化を防止している.快削元素としてSを添加する
と、硫化物により耐発錆性が劣化してくるが、本発明で
はこの欠点を高Cr化とCrとCのバランスで補い、か
つ向上させているものである。
すなわち、本発明のうち第1発明は、重量%で、C 0
.20−0.50%、Si2.00%以下、Mn3.0
0%以下、S 0.02−0.15%. Ni 3.0
0%以下, Cr 14.00−17.00%,かつC
量に対するCr量の割合がCr/C≧35であり、残部
Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐
発錆性の優れた快削性ステンレス系金型用鋼であり、第
2の発明は重量%で、G 0.20−0.50%、Si
2.00%以下、Mn 3.00%以下、S 0.02
−0.15%、Ni 3,00%以下、Cr14.00
〜17.00%、かつC量に対するCr量の割合がCr
/C≧35であり、Ca 0.01%以下、C,e 0
.10%以下、Se 0.10%以下、Zr 0.10
%以下のいずれか1種または2種以上を含み(2種以上
の場合は,合・計で0.10%以下)、残部Feおよび
不可避的不純物からなることを特徴とする耐発錆性の優
れた快削性ステンレス系金型用鋼である。また第3の発
明は重量%で,G 0.20−0.50%、Si2,0
0%以下、Mn 3.00%以下、S 0.02−0.
15%、Ni3.00%以下、Cr 14.00−17
.00%、かつC量に対するCr量の割合がCr/C≧
35であり、Cu 3.00%以下、Co3.00%以
下の1種または2種を含み、残部Feおよび不可避的不
純物からなることを特徴とする耐発錆性の優れた快削性
ステンレス系金型用鋼であり、第4の発明は重量%で、
G 0.20〜0.50%、SL2.00%以下、Mn
3.00%以下、S 0.02−0.15%、Ni3.
00%以下、Cr 14.00−17.00%、かつC
量に対するCr量の割合がCr/C≧35であり、Cu
 3.00%以下、Go 3.00%以下の1種または
2種と、さらにCa 0.01%以下、Ce 0.10
%以下、Se 0.10%以下、Zr 0.10%以下
のいずれか1種または2種以上を含み(2種以上の場合
は、合計で0.10%以下)、残部Feおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする耐発錆性の優れた快削
性ステンレス系金型用鋼である。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明鋼は、低〜中CMn−S−Ni一高Cr−Fe合
金系を基本成分とする鋼であり、焼入加熱後あるいは熱
間加工後空冷することにより,均一なマルテンサイト組
織を生成し、さらに600℃以上の高温焼もどしでHR
C30前後の硬さを保持させることができ、また多量の
Crの基地中への固溶により、酸化被膜を形成し、優れ
た耐発錆性を有するものである。さらに、GoおよびC
uを単独または複合で含有させると耐発錆性の効果は一
層良好なものとなる。また、基地中に少量のMnSを分
散させることにより、基地の延性を適度に低下させ、優
れた被切削性を有する。さらにCa、Ce,Se,Zr
を1種以上含有させると、MnSがより微細化して均一
に分散するので、さらに被切削性は良好なものとなる。
本発明鋼は、HRC30前後の硬さのプリハードン状態
で供給され,そのまま型彫加工の後、研磨仕上を施して
使用されるものである。
したがって、型彫加工後の熱処理を要せず、良好な被切
削性をもたらし、優れた耐発錆性を示し,プラスチック
成形時の冷却効果の低下を防ぐことを可能にした新しい
耐発錆性の優れた快削性ステンレス系金型用鋼である。
〔作用〕
次に本発明鋼の成分限定の理由について述べる。
Cは, 600℃以上の焼もどしでHRC30程度の硬
さを維持するために必要な基本的添加元素である.多す
ぎると巨大な残留炭化物を形成して被切削性を低下させ
るので0.50%以下とし、低すぎると上記添加の効果
が得られないので0.20%以上とする。
Siは鋼塊製造時に脱酸剤として添加される元素であり
、多すぎると機械的性質の低下をまねくので2.00%
以下とする。
Mnは本発明鋼の焼入性を高め、またフエライトの生成
を抑制し、適度の焼入れ、焼もどし硬さを与えるために
添加される重要な元素である。多すぎると基地の粘さを
上げて被切削性を低下させるので3.00%以下とする
Niは、本発明鋼の焼入性を高め、またフエライトの生
成を抑制するために添加される。多すぎると基地の粘さ
を上げて被切削性を低下させるので3.00%以下とす
る。
Crは本発明鋼の耐発錆性を高める極めて重要な元素で
ある。また焼もどし処理において、Cr系の炭化物を生
成し、本発明鋼の強度を形成するために添加される。多
すぎると被切削性の劣化をまねくので17.00%以下
とし、低すぎると上記添加の効果が得られないので14
.00%以上とする.また、本発明ではCとCrのバラ
ンスが必要であり、C量に対するCr量の比Cr/Cを
35以上とする。この理由は、基地中のCrが酸化被膜
を形成し、錆の進展を抑制し、良好な耐発錆性を付与す
るが、Crは炭化物形成元素であり、C量が増大すると
、その分CrはCとの間に炭化物を形成し、基地中のC
r量が乏しくなる。よって、CrとCとのバランスにお
いて、Cr/Cが35未満では、良好な耐発錆性が得ら
れないのでCr/C;を35以上とする。
Cr/Cが35未満の場合、例えばCrが14.00−
17.00%の範囲でもCが0.50%を越えて、例え
ばCが0.60〜0.80%程度になると基地中のCr
量が乏しくなるとともに、粒径20〜30μmの粗大な
残留炭化物を形成し、その周辺部分の酸化被膜が破壊さ
れ、錆が進展する。よって、Cが0.60〜0.80%
程度のものは本発明鋼に比較して、容易に錆が発錆する
. Cuは本発明鋼に優れた耐発錆性を付与するために添加
される。多すぎると熱間加工性を低下させ、また被切削
性も低下するので3.00%以下とする。
COはCuと同様、本発明鋼に優れた耐発錆性を付与す
るために添加される。多すぎると被切削性が低下するの
で3.00%以下とする。
Sは、MnとともにMnSを形成し基地に分散して本発
明鋼に優れた被切削性を付与するために添加される。多
すぎると巨大なMnSを形成して、かえって被切削性の
劣化をまねき、また耐発錆性も低下するので0.15%
とし、少なすぎると上記添加の効果が得られないので0
.02%以上とする。
C:a, Ce.  Se, ZrはいずれもMnSを
均一微細に分散させ、優れた被切削性を付与するために
添加される.多すぎると熱間加工性を低下させ,またか
えって被切削性の低下もまねくのでCa0.01%以下
、Ce 0.10%以下、Se 0.10%以下、Zr
0.10%以下とし、いずれか2種以上の場合は、合計
で0.10%以下とする。
〔実施例〕
以下,本発明鋼を実施例に基づき説明する。
第1表に実施例に用いた本発明鋼と従来鋼および比較鋼
の化学組成を示す。従来鋼Mは、前述した特公昭52−
1372号に相当する鋼である。従来鋼NはSCM4 
4 0である。比較go,pはCr量は本発明鋼と同じ
レベルであるが、C量が多いのでCr/Cの値が低いも
のである。
第2表には本発明鋼と従来鋼および比較鋼を、ITRC
30を目標に焼入、焼もどし処理を施した後、エンドミ
ルによる被切削試験の結果を従来鋼Nを基準とする被切
削指数で示し、鏡面仕上した15mm×20帥の面に、
30℃の5%NaC1水溶液を3時間噴霧する耐発錆試
験を施し、発錆面積の測定結果を同じように従来鋼Nを
基準とする発錆指数で併示する。
また第l図に、本発明鋼A,H,I,従来銅Nの発錆状
況を観察しスケッチした図を示す。
第2表によれば、本発明鋼の被切削性は従来鋼Nよりも
やや劣るものの従来鋼Mよりも優れており、耐発錆性は
従来鋼M,Nよりも格段に優れていることがわかる。ま
た比較鋼○,Pの耐発錆性は従来鋼よりもやや優れてい
るわのの、本発明鋼に比べ格段に劣っている。
第  2  表 〔発明の効果〕 本発明は、高Crのマルテンサイト組織の基地に微細な
MnSを均一に分散させ、熱処理によってHRC30程
度に調整することにより、優れた被切削性と耐発錆性を
兼備し、かつプラスチック金型用のホルダ用鋼または金
型用鋼として必要な強度を有している。したがって、金
型製作時大幅に加工工数が減少し、プラスチック成形時
金型を水冷する場合冷却効果の低下を防ぎ、或形サイク
ルを大幅に早めることができるので工業的価値は非常に
高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明A,H,Iと従来#Nの耐発錆試験時
の発錆状況のスケッチ図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量%で、C0.20〜0.50%、Si2.00
    %以下、Mn3.00%以下、S0.02〜0.15%
    、Ni3.00%以下、Cr14.00〜17.00%
    、かつC量に対するCr量の割合がCr/C≧35であ
    り、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴
    とする耐発錆性の優れた快削性ステンレス系金型用鋼。 2 重量%で、C0.20〜0.50%、Si2.00
    %以下、Mn3.00%以下、S0.02〜0.15%
    、Ni3.00%以下、Cr14.00〜17.00%
    、かつC量に対するCr量の割合がCr/C≧35であ
    り、Ca0.01%以下、Ce0.10%以下、Se0
    .10%以下、Zr0.10%以下のいずれか1種また
    は2種以上を含み(2種以上の場合は、合計で0.10
    %以下)、残部Feおよび不可避的不純物からなること
    を特徴とする耐発錆性の優れた快削性ステンレス系金型
    用鋼。 3 重量%で、C0.20〜0.50%、Si2.00
    %以下、Mn3.00%以下、S0.02〜0.15%
    、Ni3.00%以下、Cr14.00〜17.00%
    かつC量に対するCr量の割合がCr/C≧35であり
    、Cu3.00%以下、Co3.00%以下の1種また
    は2種を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる
    ことを特徴とする耐発錆性の優れた快削性ステンレス系
    金型用鋼。 4 重量%で、C0.20〜0.50%、Si2.00
    %以下、Mn3.00%以下、S0.02〜0.15%
    、Ni3.00%以下、Cr14.00〜17.00%
    、かつC量に対するCr量の割合がCr/C≧35であ
    り、Cu3.00%以下、Co3.00%以下の1種ま
    たは2種と、さらにCa0.01%以下、Ce0.10
    %以下、Se0.10%以下、Zr0.10%以下のい
    ずれか1種または2種以上を含み(2種以上の場合は、
    合計で0.10%以下)、残部Feおよび不可避的不純
    物からなることを特徴とする耐発錆性の優れた快削性ス
    テンレス系金型用鋼。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100863582B1 (ko) * 2007-01-05 2008-10-15 한상재 원지반의 전단강도 예측방법
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