JPH0571658B2 - - Google Patents
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- JPH0571658B2 JPH0571658B2 JP477386A JP477386A JPH0571658B2 JP H0571658 B2 JPH0571658 B2 JP H0571658B2 JP 477386 A JP477386 A JP 477386A JP 477386 A JP477386 A JP 477386A JP H0571658 B2 JPH0571658 B2 JP H0571658B2
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はベニヤナイフ、シヤー刃、鋸刃などの
工具に使用される工具鋼に関するものである。 〔従来の技術〕 従来より、上記の用途にはJIS.SK5、SK6、
SKS5、SKS51あるいはこれらの改良鋼が用いら
れている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の工具を寒冷地など低温環境中で使用する
と、欠けや折れ、割れ等の発生率が増加し、作業
能率を低下させる問題があつた。例えば、木工用
のナイフでは、低温ぜい性によつて工具材料その
ものが脆くなると同時に、木材中に含有されてい
る水分が氷結するために固く削り難くなり、刃欠
けが相乗的に増加すると考えられている。 本発明の目的は、低温における靭性を高めた工
具材料を提供することにより、上記の問題を解決
しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、重量比でＣ 0.65〜0.85％、Si ２％
以下、Mn ２％以下、Ni 0.5〜3.5％、Cr 0.45〜
4.0％、Mo 0.2〜1.8％、V0.05〜1.2％、さらに必
要によつては、W1.5以下、Nb、Ta、Ti特定の
選択条件で１種または２種を合計で0.5％以下、
Co ５％以下を適宜含み残部Feおよび不純物より
なることを特徴とする工具鋼である。 本発明においてＣは必要とする硬さと強度を得
ると同時に、微細な炭化物を形成して耐摩耗性を
向上させるに必須な元素である。その効果を得る
に、Ｃが0.65％未満では十分でなく本発明の目的
を達成しない。逆に、0.85％を越えると、巨大な
未固溶炭化物が出現して靭性を低下させるので、
Ｃは0.65〜0.85％に限定した。望ましい範囲は0.7
〜0.8％である。 Siは工具鋼のマトリツクス硬度を高めて耐摩耗
性を向上させる効果や、溶鋼中の酸素を低減して
靭性、疲労強度を高める効果がある。しかし、２
％を越えると、その効果が飽和するのみならず、
被削性、熱間加工性等を悪くする弊害があるの
で、Siは２％以下とした。望ましい範囲は0.9〜
1.5％である。 MnはNiと同様に焼入性を高める効果および残
留オーステナイトを安定化して低温ぜい性を改良
する効果がある。また、Siと同様、脱酸剤として
も重要な元素であるが、２％を越えるとその効果
が飽和し、逆に残留オーステナイト量が増加して
硬化が低くなるのでMnは２％以下に限定した。
望ましい範囲は0.25〜0.55％である。 Niは本発明でとくに重要な構成元素の１種で
ある。低温における工具鋼の脆化の原因は、焼入
時に残留するオーステナイトが、低温雰囲気中で
不安定化し脆いマルテンサイトに変態するためで
ある。Niはこの残留オーステナイトを安定化し、
低温でもマルテンサイト変態量を抑制する効果が
ある。Ni 0.5％未満ではこの効果が少なく、一
方、3.5％を越えると、残留オーステナイト量が
極度に増加して硬度を低下させるので、Ni含有
量は0.5〜3.5％に限定した。望ましい範囲は0.7〜
2.5％である。 Crもまた重要な構成元素の１つである。Crは
焼入性を高めると同時にＣと結合して微細で安定
な炭化物を形成し耐摩耗性を向上させる。さらに
この安定な微細炭化物の均一分散と、オーステナ
イト結晶粒の微細化によつて基質の靭性が高めら
れる。Crが0.45％未満では上記の効果が少なく、
また、４％を越えると、炭化物の粗大化がおこる
ので、Crは0.45〜4.0％に限定した。望ましい範
囲は0.55〜1.5％である。MoはCrと同様の効果を
有するが、Crよりもさらに安定で微細な炭化物
を形成する重要な構成元素である。したがい、同
時に含有されるCrとの相乗効果によつて、基質
の靭性は著しく高められる。また、低温雰囲気中
で使用される工具の場合、焼入後の焼もどし処理
はできるだけ高温で行なうことが、残留オーステ
ナイトを安定化するうえで好ましい。Moは焼も
どし抵抗（焼もどしによる軟化量を少なくする）
を強める効果が大きく、このためにもMoは重要
な元素である。Moが0.2未満では上記の効果が少
なく、逆に1.8％を越えても効果が飽和するのみ
でなく、炭化物の粗大化や材料が高価になるほど
の悪影響が現れるので、Moは0.2〜1.8％に限定
した。望ましい範囲は0.5〜1.0％である。 ＶもMoと同じ効果を有するが、とくにオース
テナイト結晶粒の微細化と耐摩耗には少量の含有
で強い効果を示す重要な元素である。0.05％未満
ではこの効果が少なく、一方、1.2％を越えると
巨大炭化物の晶出でおこるのでＶは0.05〜1.2％
に限定した。望ましい範囲は0.2〜0.6％である。 以上の元素の構成により本発明の目的は達成さ
れるが、さらに、次の元素を含有させると効果が
大きくなる。 Ｗは基質の耐熱強度を高め、また、安定な微細
炭化物を形成して耐摩耗性、靭性を向上させる効
果がある。しかし、1.5％を越えても材料が高価
になるばかりで経済的でないので1.5％以下に限
定した。望ましい範囲は0.3〜1.0％である。 Coも基質の耐熱強度を高め、とくに高速切削
時に工具の摩耗を減ずる効果がある。しかし、５
％を越えると靭性が低下し、また経済的でもない
ので５％以下に限定した。 Nb、Ta、Tiの含有により高温でより安定な炭
化物、場合によつては一部に窒化物が形成される
ため、オーステナイト結晶粒の微細化が促進され
て、靭性はより向上する。しかし、0.5％を越え
ると巨大炭化物が晶出し易くなるので0.5％以下
に限定した。望ましい元素と添加量はNbの0.1〜
0.3％である。 その他、少量のＢ、Ｎ、Al、希土類元素等の
含有があつても許容される。 〔実施例〕 次に実施例によつて、本発明をさらに詳細に説
明する。 第１表に示す化学組成からなる合計９種類の供
試材を作製した。溶解は10Kg高周波誘導炉で行な
い、熱間鍛造により、20mmφとした。焼入−焼も
どし後、10R−Ｃノツチシヤルピー衝撃試験を10
℃〜−30℃の各温度で実施し、その温度における
靭性値を測定した。第１表に各試料の上記焼入−
焼もどし条件（欄外）ならびにその時のかたさ
（HRC）および上記熱処理後の残留オーステナイ
ト量（20℃）と該試料を−30℃に冷却後、室温に
戻した時の残留オーステナイト量（−30℃）をま
とめて示す。 本表から本発明鋼は、−30℃の低温の冷却の前
後とも残留オーステナイト量が多いことがわか
る。これは、前述のNiの添加等による残留オー
ステナイト安定化効果によるものであり、これに
より残留オーステナイトの脆いマルテンサイトへ
の変態が抑制されるためである。このことから、
低温処理前後とも高い衝撃値を示すことが期待さ
れる。衝撃値測定結果を第１図に示す。本発明鋼
No.１〜７は従来鋼SKS51（No.８）、および比較鋼
（No.９）に較べ、いずれの試験温度においても高
い衝撃値を示すが、とくに、０℃以下の低温にな
つても衝撃値の低下量が少なく、本発明の目的を
十分に達成する材料であることがわかる。さら
に、本願発明鋼は従来鋼に比し、Mo、Ｖを添加
されているため、残留オーステナイト量が多にも
かかわらず、高い硬さを有し、高い耐摩耗性を有
することが推察される。なお、第１表のNo.４は本
願の第４発明であるが、このうち特許請求の範囲
第６項の実施態様項に該当する。
工具に使用される工具鋼に関するものである。 〔従来の技術〕 従来より、上記の用途にはJIS.SK5、SK6、
SKS5、SKS51あるいはこれらの改良鋼が用いら
れている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の工具を寒冷地など低温環境中で使用する
と、欠けや折れ、割れ等の発生率が増加し、作業
能率を低下させる問題があつた。例えば、木工用
のナイフでは、低温ぜい性によつて工具材料その
ものが脆くなると同時に、木材中に含有されてい
る水分が氷結するために固く削り難くなり、刃欠
けが相乗的に増加すると考えられている。 本発明の目的は、低温における靭性を高めた工
具材料を提供することにより、上記の問題を解決
しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、重量比でＣ 0.65〜0.85％、Si ２％
以下、Mn ２％以下、Ni 0.5〜3.5％、Cr 0.45〜
4.0％、Mo 0.2〜1.8％、V0.05〜1.2％、さらに必
要によつては、W1.5以下、Nb、Ta、Ti特定の
選択条件で１種または２種を合計で0.5％以下、
Co ５％以下を適宜含み残部Feおよび不純物より
なることを特徴とする工具鋼である。 本発明においてＣは必要とする硬さと強度を得
ると同時に、微細な炭化物を形成して耐摩耗性を
向上させるに必須な元素である。その効果を得る
に、Ｃが0.65％未満では十分でなく本発明の目的
を達成しない。逆に、0.85％を越えると、巨大な
未固溶炭化物が出現して靭性を低下させるので、
Ｃは0.65〜0.85％に限定した。望ましい範囲は0.7
〜0.8％である。 Siは工具鋼のマトリツクス硬度を高めて耐摩耗
性を向上させる効果や、溶鋼中の酸素を低減して
靭性、疲労強度を高める効果がある。しかし、２
％を越えると、その効果が飽和するのみならず、
被削性、熱間加工性等を悪くする弊害があるの
で、Siは２％以下とした。望ましい範囲は0.9〜
1.5％である。 MnはNiと同様に焼入性を高める効果および残
留オーステナイトを安定化して低温ぜい性を改良
する効果がある。また、Siと同様、脱酸剤として
も重要な元素であるが、２％を越えるとその効果
が飽和し、逆に残留オーステナイト量が増加して
硬化が低くなるのでMnは２％以下に限定した。
望ましい範囲は0.25〜0.55％である。 Niは本発明でとくに重要な構成元素の１種で
ある。低温における工具鋼の脆化の原因は、焼入
時に残留するオーステナイトが、低温雰囲気中で
不安定化し脆いマルテンサイトに変態するためで
ある。Niはこの残留オーステナイトを安定化し、
低温でもマルテンサイト変態量を抑制する効果が
ある。Ni 0.5％未満ではこの効果が少なく、一
方、3.5％を越えると、残留オーステナイト量が
極度に増加して硬度を低下させるので、Ni含有
量は0.5〜3.5％に限定した。望ましい範囲は0.7〜
2.5％である。 Crもまた重要な構成元素の１つである。Crは
焼入性を高めると同時にＣと結合して微細で安定
な炭化物を形成し耐摩耗性を向上させる。さらに
この安定な微細炭化物の均一分散と、オーステナ
イト結晶粒の微細化によつて基質の靭性が高めら
れる。Crが0.45％未満では上記の効果が少なく、
また、４％を越えると、炭化物の粗大化がおこる
ので、Crは0.45〜4.0％に限定した。望ましい範
囲は0.55〜1.5％である。MoはCrと同様の効果を
有するが、Crよりもさらに安定で微細な炭化物
を形成する重要な構成元素である。したがい、同
時に含有されるCrとの相乗効果によつて、基質
の靭性は著しく高められる。また、低温雰囲気中
で使用される工具の場合、焼入後の焼もどし処理
はできるだけ高温で行なうことが、残留オーステ
ナイトを安定化するうえで好ましい。Moは焼も
どし抵抗（焼もどしによる軟化量を少なくする）
を強める効果が大きく、このためにもMoは重要
な元素である。Moが0.2未満では上記の効果が少
なく、逆に1.8％を越えても効果が飽和するのみ
でなく、炭化物の粗大化や材料が高価になるほど
の悪影響が現れるので、Moは0.2〜1.8％に限定
した。望ましい範囲は0.5〜1.0％である。 ＶもMoと同じ効果を有するが、とくにオース
テナイト結晶粒の微細化と耐摩耗には少量の含有
で強い効果を示す重要な元素である。0.05％未満
ではこの効果が少なく、一方、1.2％を越えると
巨大炭化物の晶出でおこるのでＶは0.05〜1.2％
に限定した。望ましい範囲は0.2〜0.6％である。 以上の元素の構成により本発明の目的は達成さ
れるが、さらに、次の元素を含有させると効果が
大きくなる。 Ｗは基質の耐熱強度を高め、また、安定な微細
炭化物を形成して耐摩耗性、靭性を向上させる効
果がある。しかし、1.5％を越えても材料が高価
になるばかりで経済的でないので1.5％以下に限
定した。望ましい範囲は0.3〜1.0％である。 Coも基質の耐熱強度を高め、とくに高速切削
時に工具の摩耗を減ずる効果がある。しかし、５
％を越えると靭性が低下し、また経済的でもない
ので５％以下に限定した。 Nb、Ta、Tiの含有により高温でより安定な炭
化物、場合によつては一部に窒化物が形成される
ため、オーステナイト結晶粒の微細化が促進され
て、靭性はより向上する。しかし、0.5％を越え
ると巨大炭化物が晶出し易くなるので0.5％以下
に限定した。望ましい元素と添加量はNbの0.1〜
0.3％である。 その他、少量のＢ、Ｎ、Al、希土類元素等の
含有があつても許容される。 〔実施例〕 次に実施例によつて、本発明をさらに詳細に説
明する。 第１表に示す化学組成からなる合計９種類の供
試材を作製した。溶解は10Kg高周波誘導炉で行な
い、熱間鍛造により、20mmφとした。焼入−焼も
どし後、10R−Ｃノツチシヤルピー衝撃試験を10
℃〜−30℃の各温度で実施し、その温度における
靭性値を測定した。第１表に各試料の上記焼入−
焼もどし条件（欄外）ならびにその時のかたさ
（HRC）および上記熱処理後の残留オーステナイ
ト量（20℃）と該試料を−30℃に冷却後、室温に
戻した時の残留オーステナイト量（−30℃）をま
とめて示す。 本表から本発明鋼は、−30℃の低温の冷却の前
後とも残留オーステナイト量が多いことがわか
る。これは、前述のNiの添加等による残留オー
ステナイト安定化効果によるものであり、これに
より残留オーステナイトの脆いマルテンサイトへ
の変態が抑制されるためである。このことから、
低温処理前後とも高い衝撃値を示すことが期待さ
れる。衝撃値測定結果を第１図に示す。本発明鋼
No.１〜７は従来鋼SKS51（No.８）、および比較鋼
（No.９）に較べ、いずれの試験温度においても高
い衝撃値を示すが、とくに、０℃以下の低温にな
つても衝撃値の低下量が少なく、本発明の目的を
十分に達成する材料であることがわかる。さら
に、本願発明鋼は従来鋼に比し、Mo、Ｖを添加
されているため、残留オーステナイト量が多にも
かかわらず、高い硬さを有し、高い耐摩耗性を有
することが推察される。なお、第１表のNo.４は本
願の第４発明であるが、このうち特許請求の範囲
第６項の実施態様項に該当する。
【表】
第１表のNo.４に相当する化学組成の鋼材を工業
的規模で製造し、寒冷地用のベニヤナイフ用に刃
物メーカーに納入したところ、厳冬期従来材では
刃欠けなどのトラブルが多かつたが、当該鋼ざで
は問題の発生なく、継続的に使用されている。 〔発明の効果〕 本発明によれば、従来寒冷地などの低温環境中
で使用して問題となつた欠け、折れ、割れなどの
発生が防止できる。
的規模で製造し、寒冷地用のベニヤナイフ用に刃
物メーカーに納入したところ、厳冬期従来材では
刃欠けなどのトラブルが多かつたが、当該鋼ざで
は問題の発生なく、継続的に使用されている。 〔発明の効果〕 本発明によれば、従来寒冷地などの低温環境中
で使用して問題となつた欠け、折れ、割れなどの
発生が防止できる。
第１図は10℃〜−30℃の各温度におけるシヤル
ピー衝撃値を示す図である。
ピー衝撃値を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比でＣ 0.65〜0.85％、Si ２％以下、
Mn ２％以下、Ni 0.5〜3.5％、Cr 0.45〜4.0％、
Mo 0.2〜1.8％、Ｖ 0.05〜1.2％、残部Ｆおよび
不純物よりなることを特徴とする低温ぜい性を改
善した工具鋼。 ２ 重量比でＣ 0.65〜0.85％、Si ２％以下、
Mn ２％以下、Ni 0.5〜3.5％、Cr 0.45〜4.0％、
Ｗ 1.5％以下、Mo 0.2〜1.8％、Ｖ 0.05〜1.2
％、残部Feおよび不純物よりなることを特徴と
すおる低温ぜい性を改善した工具鋼。 ３ 重量比でＣ 0.65〜0.85％、Si ２％以下、
Mn ２％以下、Ni 0.5〜3.5％、Cr 0.45〜4.0％、
Mo 0.2〜1.8％、Ｖ 0.05〜1.2％、Nbを単独で
もしくはNbおよびTiを合計で0.5％以下、残部
Feおよび不純物よりなることを特徴とする低温
ぜい性を改善した工具鋼。 ４ 重量比でＣ 0.65〜0.85％、Si ２％以下、
Mn ２％以下、Ni 0.5〜3.5％、Cr 0.45〜4.0％、
Ｗ 1.5％以下、Mo 0.2〜1.8％、Ｖ 0.05〜1.2
％、さらにNbとTaのうち１種を0.5％以下、残
部Feおよび不純物よりなることを特徴とする低
温ぜい性を改善した工具鋼。 ５ 重量比でＣ 0.7〜0.8％、Si 0.9〜1.5％、
Mn 0.25〜0.55％、Ni 0.7〜2.5％、Cr 0.55〜1.5
％、Ｗ 0.3〜1.0％、Mo 0.5〜1.0％、Ｖ 0.2〜
0.6％、Nb 0.1〜0.3％、残部Feおよび不純物より
なることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の低温ぜい性を改善した工具鋼。 ６ 重量比でＣ 0.65〜0.85％、Si ２％以下、
Mn ２％以下、Ni 0.5〜3.5％、Cr 0.45〜4.0％、
Ｗ 1.5％以下、Mn 0.2〜1.8％、Ｖ 0.05〜1.2
％、Co ５％以下、さらにZrとHfの２種を合計
で0.5％以下、残部Feおよび不純物よりなること
を特徴とする低温ぜい性を改善した工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP477386A JPS62164853A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP477386A JPS62164853A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 工具鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62164853A JPS62164853A (ja) | 1987-07-21 |
| JPH0571658B2 true JPH0571658B2 (ja) | 1993-10-07 |
Family
ID=11593158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP477386A Granted JPS62164853A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62164853A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101209483B1 (ko) * | 2011-08-19 | 2012-12-11 | 국민대학교산학협력단 | 철강절단용 나이프용공구강 |
| CN106435403A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-22 | 合肥海宝节能科技有限公司 | 切刀的锻造方法 |
-
1986
- 1986-01-13 JP JP477386A patent/JPS62164853A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62164853A (ja) | 1987-07-21 |
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