JPH07173572A - 熱間工具鋼およびそれを使用した鍛造金型 - Google Patents
熱間工具鋼およびそれを使用した鍛造金型Info
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- JPH07173572A JPH07173572A JP9511594A JP9511594A JPH07173572A JP H07173572 A JPH07173572 A JP H07173572A JP 9511594 A JP9511594 A JP 9511594A JP 9511594 A JP9511594 A JP 9511594A JP H07173572 A JPH07173572 A JP H07173572A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３００〜７００℃の比較的低温領域にある被
鍛材とくにアルミ材を鍛造する金型の、低サイクル疲労
特性を改善して長寿命の金型を提供する。 【構成】 Ｃ：０．２８〜０．３２％、Ｓｉ：０．０５
〜０．３０％、Ｍｎ：０．４５〜１．２０％、Ｃｒ：
３．８〜４．２％、Ｍｏ：０．６５〜２．５％および
Ｖ：０．３〜０．４％、場合によってはさらにＮｉ：
１．０％以下を含有し、残部が実質上Ｆｅからなる合金
組成の熱間工具鋼を材料とし、成形加工した金型材を９
００〜９８０℃で焼入れし、５５０〜６３０℃において
焼戻す。 金型に高い硬さが要求される場合はＭｏ：
１.５〜２.５％の高Ｍｏ領域をえらび、衝撃値や疲労強
度を高くした場合はＭｏ：０．６５〜２．０％の低Ｍｏ
領域をえらぶ。
鍛材とくにアルミ材を鍛造する金型の、低サイクル疲労
特性を改善して長寿命の金型を提供する。 【構成】 Ｃ：０．２８〜０．３２％、Ｓｉ：０．０５
〜０．３０％、Ｍｎ：０．４５〜１．２０％、Ｃｒ：
３．８〜４．２％、Ｍｏ：０．６５〜２．５％および
Ｖ：０．３〜０．４％、場合によってはさらにＮｉ：
１．０％以下を含有し、残部が実質上Ｆｅからなる合金
組成の熱間工具鋼を材料とし、成形加工した金型材を９
００〜９８０℃で焼入れし、５５０〜６３０℃において
焼戻す。 金型に高い硬さが要求される場合はＭｏ：
１.５〜２.５％の高Ｍｏ領域をえらび、衝撃値や疲労強
度を高くした場合はＭｏ：０．６５〜２．０％の低Ｍｏ
領域をえらぶ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、とくにアルミ材の鍛造
金型の材料として好適な熱間工具鋼と、それを使用した
鍛造金型に関し、鍛造金型の製造方法に及ぶ。
金型の材料として好適な熱間工具鋼と、それを使用した
鍛造金型に関し、鍛造金型の製造方法に及ぶ。
【０００２】ここで「アルミ材」とは、アルミニウムお
よびアルミニウムを主体とする合金を意味する。
よびアルミニウムを主体とする合金を意味する。
【０００３】
【従来の技術】鍛造金型の材料として従来代表的なもの
は、ＳＫＤ６１のような熱間工具鋼である。 鍛造金型
は、被鍛材の温度が９００℃以上にのぼる場合、金型表
面はかなり高温になるため、金型はヒートチェック、高
温摩耗や変形などの損傷を受ける。 金型の寿命は、こ
うした因子に抵抗する諸特性によって決定される。 鋼
の熱間鍛造の金型材料として使用する限り、ＳＫＤ６１
鋼は良好な性能を示す。
は、ＳＫＤ６１のような熱間工具鋼である。 鍛造金型
は、被鍛材の温度が９００℃以上にのぼる場合、金型表
面はかなり高温になるため、金型はヒートチェック、高
温摩耗や変形などの損傷を受ける。 金型の寿命は、こ
うした因子に抵抗する諸特性によって決定される。 鋼
の熱間鍛造の金型材料として使用する限り、ＳＫＤ６１
鋼は良好な性能を示す。
【０００４】ところが、同じ材料で製作した金型を被鍛
材の温度が３００〜７００℃の領域にある鍛造、たとえ
ばアルミ材の鍛造に使用するときは、金型寿命を決定す
るのは割れであることが、しばしば経験された。 この
割れは、ほとんど低サイクル疲労割れであり、数千回の
鍛造で金型寿命が尽きることもあり、その防止などが求
められていた。 疲労特性とともに、金型の大割れによ
る早期破損を回避することも必要であり、靭性の向上が
望まれていた。
材の温度が３００〜７００℃の領域にある鍛造、たとえ
ばアルミ材の鍛造に使用するときは、金型寿命を決定す
るのは割れであることが、しばしば経験された。 この
割れは、ほとんど低サイクル疲労割れであり、数千回の
鍛造で金型寿命が尽きることもあり、その防止などが求
められていた。 疲労特性とともに、金型の大割れによ
る早期破損を回避することも必要であり、靭性の向上が
望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、上記した要望にこたえて、とくに３００〜７００℃
程度の温度領域にある被鍛材、代表的にはアルミ材を鍛
造するに当り、低サイクル疲労特性のすぐれた金型を与
える熱間工具鋼を提供することにある。
は、上記した要望にこたえて、とくに３００〜７００℃
程度の温度領域にある被鍛材、代表的にはアルミ材を鍛
造するに当り、低サイクル疲労特性のすぐれた金型を与
える熱間工具鋼を提供することにある。
【０００６】本発明の第二の目的は、上記の熱間工具鋼
を使用して低サイクル疲労特性のすぐれた鍛造金型を製
造する方法、とくに熱処理方法を提供することにある。
を使用して低サイクル疲労特性のすぐれた鍛造金型を製
造する方法、とくに熱処理方法を提供することにある。
【０００７】前記の材料に上記した製造方法を適用し
て、とくにアルミ材の鍛造に好適な鍛造金型を提供する
ことも、本発明の目的に含まれる。
て、とくにアルミ材の鍛造に好適な鍛造金型を提供する
ことも、本発明の目的に含まれる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的を達
成する熱間工具鋼は、一般に、Ｃ：０.２８〜０.３２％
(重量％、以下同じ)、Ｓｉ：０．１０〜０．３０％、Ｍ
ｎ：０.４５〜１.２０％、Ｃｒ：３．８〜４．２％、Ｍ
ｏ：０．６５〜２．５０％およびＶ：０．３〜０．６％
を含有し、残部が実質上Ｆｅからなる合金組成を有す
る。
成する熱間工具鋼は、一般に、Ｃ：０.２８〜０.３２％
(重量％、以下同じ)、Ｓｉ：０．１０〜０．３０％、Ｍ
ｎ：０.４５〜１.２０％、Ｃｒ：３．８〜４．２％、Ｍ
ｏ：０．６５〜２．５０％およびＶ：０．３〜０．６％
を含有し、残部が実質上Ｆｅからなる合金組成を有す
る。
【０００９】工具に要求される特性の重点が疲労強度お
よび耐衝撃性にある場合は、Ｃ：０.２８〜０．３２
％、Ｓｉ：０．１３〜０．１７％、Ｍｎ：０．６５〜
１.１％、Ｃｒ：３．９〜４.１％、Ｍｏ：０．６５〜
２．００％およびＶ：０．３〜０.４％を含有し、残部
が実質上Ｆｅからなる合金組成を採用するとよい。
よび耐衝撃性にある場合は、Ｃ：０.２８〜０．３２
％、Ｓｉ：０．１３〜０．１７％、Ｍｎ：０．６５〜
１.１％、Ｃｒ：３．９〜４.１％、Ｍｏ：０．６５〜
２．００％およびＶ：０．３〜０.４％を含有し、残部
が実質上Ｆｅからなる合金組成を採用するとよい。
【００１０】一方、工具に要求される特性の重点が強度
である場合は、Ｃ：０．２８〜０．３２％、Ｓｉ：０.
１３〜０.１７％、Ｍｎ：０．４５〜０.６５％、Ｃｒ：
３.９〜４．１％、Ｍｏ：１．５〜２．５％およびＶ：
０．３〜０．４％を含有し、残部が実質上Ｆｅからなる
合金組成が好適である。
である場合は、Ｃ：０．２８〜０．３２％、Ｓｉ：０.
１３〜０.１７％、Ｍｎ：０．４５〜０.６５％、Ｃｒ：
３.９〜４．１％、Ｍｏ：１．５〜２．５％およびＶ：
０．３〜０．４％を含有し、残部が実質上Ｆｅからなる
合金組成が好適である。
【００１１】上記いずれの組成の熱間工具鋼も、さらに
Ｎｉ：１．０％以下を含有することができる。
Ｎｉ：１．０％以下を含有することができる。
【００１２】いずれの場合も、不純物であるＰおよびＳ
は、ともに０．０３０％以下であることが好ましい。
は、ともに０．０３０％以下であることが好ましい。
【００１３】本発明の第二の目的にかなう鍛造金型の製
造方法は、上記したいずれかの合金組成の熱間工具鋼を
金型に成形し、９００〜９８０℃の温度から焼入れ、５
５０〜６３０℃において焼戻し処理を施すことからな
る。
造方法は、上記したいずれかの合金組成の熱間工具鋼を
金型に成形し、９００〜９８０℃の温度から焼入れ、５
５０〜６３０℃において焼戻し処理を施すことからな
る。
【００１４】
【作用】被鍛材の温度が３００〜７００℃程度の領域に
あるものを鍛造する金型の寿命を長くするには、低サイ
クル疲労特性を向上させる必要のあることが、発明者の
経験から明らかになった。 しかしこれまで、低サイク
ル疲労特性を向上させるにはどうすればよいかについて
は、ほとんどわかっていない。 一般には不純物量を低
減するのがよいとされている（たとえば特開昭６１−２
１３３４９）が、これは高サイクル疲労に関して効果的
であっても、低サイクル疲労には、必ずしも有効でない
ことが経験された。
あるものを鍛造する金型の寿命を長くするには、低サイ
クル疲労特性を向上させる必要のあることが、発明者の
経験から明らかになった。 しかしこれまで、低サイク
ル疲労特性を向上させるにはどうすればよいかについて
は、ほとんどわかっていない。 一般には不純物量を低
減するのがよいとされている（たとえば特開昭６１−２
１３３４９）が、これは高サイクル疲労に関して効果的
であっても、低サイクル疲労には、必ずしも有効でない
ことが経験された。
【００１５】発明者は、常用のＳＫＤ６１よりも低サイ
クル疲労特性と耐衝撃性のすぐれた鍛造金型材料を実現
することを意図して研究し、ＳＫＤ６１にくらべて、Ｃ
量、Ｓｉ量、Ｃｒ量およびＶ量を低い領域に、一方、Ｍ
ｏ量は、金型に要求される特性の重点が疲労強度にある
か強度と耐熱性にあるかによって低い領域または高い領
域にえらび、これらを含め各合金成分を狭い範囲で選択
して組み合わせることによって、所望の特性をもった熱
間工具鋼を得ることに成功した。
クル疲労特性と耐衝撃性のすぐれた鍛造金型材料を実現
することを意図して研究し、ＳＫＤ６１にくらべて、Ｃ
量、Ｓｉ量、Ｃｒ量およびＶ量を低い領域に、一方、Ｍ
ｏ量は、金型に要求される特性の重点が疲労強度にある
か強度と耐熱性にあるかによって低い領域または高い領
域にえらび、これらを含め各合金成分を狭い範囲で選択
して組み合わせることによって、所望の特性をもった熱
間工具鋼を得ることに成功した。
【００１６】本発明の熱間工具鋼合金を構成する各成分
のはたらきと組成範囲の限定理由は、任意添加元素およ
び不純物の規制値を含めて、つぎのとおりである。
のはたらきと組成範囲の限定理由は、任意添加元素およ
び不純物の規制値を含めて、つぎのとおりである。
【００１７】Ｃ：０．２８〜０．３２％ 鋼の硬さと強度を高めるための基本的な元素であり熱間
工具鋼として必要な強度を得るためには、０．２８％以
上の存在を要する。 Ｃ量の増加とともに強度が高まる
が、靭性が低下し、過大な炭化物の生成により疲労特性
が悪くなるから、０．３２％を上限とした。
工具鋼として必要な強度を得るためには、０．２８％以
上の存在を要する。 Ｃ量の増加とともに強度が高まる
が、靭性が低下し、過大な炭化物の生成により疲労特性
が悪くなるから、０．３２％を上限とした。
【００１８】Ｓｉ：０．１０〜０．３０％、好ましくは
０．１３〜０．１７％ 脱酸剤としてはたらくほか、基地を強化し、耐酸化性を
高める。 しかし、多量になると地疵を増やし、靭性が
低下する。 これらを考え合わせて定めたのが０.１０
〜０.３０％の上下限であるが、狭い範囲０.１３〜０.
１７％にあることが好ましい。
０．１３〜０．１７％ 脱酸剤としてはたらくほか、基地を強化し、耐酸化性を
高める。 しかし、多量になると地疵を増やし、靭性が
低下する。 これらを考え合わせて定めたのが０.１０
〜０.３０％の上下限であるが、狭い範囲０.１３〜０.
１７％にあることが好ましい。
【００１９】Ｍｎ：０．４５〜１．２０％、好ましく
は、Ｍｏが０．６５〜２．０％の場合は０．６５〜１.
１０％、Ｍｏが１.５〜２．５％の場合は０.４５〜０.
６５％脱酸剤、脱硫剤としてのはたらきのほか、焼入れ
性の向上に寄与する。 一方、多量の存在は熱間加工性
や被削性を低下させる。 上限は１．２０％であるが、
０．６５％以下の含有量が好ましい。
は、Ｍｏが０．６５〜２．０％の場合は０．６５〜１.
１０％、Ｍｏが１.５〜２．５％の場合は０.４５〜０.
６５％脱酸剤、脱硫剤としてのはたらきのほか、焼入れ
性の向上に寄与する。 一方、多量の存在は熱間加工性
や被削性を低下させる。 上限は１．２０％であるが、
０．６５％以下の含有量が好ましい。
【００２０】Ｃｒ：３．８〜４．２％、好ましくは３．
９〜４．１％ 焼入れ性を高めることにより靱性を確保するのに必要で
ある。 しかし、疲労強度の点からは、抑えた量が好ま
しい。 そこで本発明では、Ｃｒもまた上記の限られた
添加量をえらんだ。
９〜４．１％ 焼入れ性を高めることにより靱性を確保するのに必要で
ある。 しかし、疲労強度の点からは、抑えた量が好ま
しい。 そこで本発明では、Ｃｒもまた上記の限られた
添加量をえらんだ。
【００２１】Ｍｏ：０．６５〜２．００％、とくに０．
６５〜２．００％または１.５０〜２.５０％ 焼入れ性、硬さとくに焼戻し後の硬さを向上させるが、
多量の含有は靭性および被削性を低下させる。 一方、
低サイクル疲労特性に関して、Ｍｏはむしろ有害である
ことがわかった。 工具に対する要求がとくに強度およ
び耐摩耗性である場合には、ＳＫＤ６１のＭｏ量（１．
００〜１．５０％）よりも高いＭｏ含有量の領域１．５
０〜２．５０％を採用する。 耐衝撃性がより重要であ
る場合には、ＳＫＤ６１のＭｏ量を含めてそれより低い
量まで包含する０．６５〜２．００％の領域からえら
ぶ。 耐摩耗性と耐衝撃性のバランスは、１．５０％内
外において最もよく得られる。
６５〜２．００％または１.５０〜２.５０％ 焼入れ性、硬さとくに焼戻し後の硬さを向上させるが、
多量の含有は靭性および被削性を低下させる。 一方、
低サイクル疲労特性に関して、Ｍｏはむしろ有害である
ことがわかった。 工具に対する要求がとくに強度およ
び耐摩耗性である場合には、ＳＫＤ６１のＭｏ量（１．
００〜１．５０％）よりも高いＭｏ含有量の領域１．５
０〜２．５０％を採用する。 耐衝撃性がより重要であ
る場合には、ＳＫＤ６１のＭｏ量を含めてそれより低い
量まで包含する０．６５〜２．００％の領域からえら
ぶ。 耐摩耗性と耐衝撃性のバランスは、１．５０％内
外において最もよく得られる。
【００２２】Ｖ：０．３〜０．６％、好ましくは０．３
〜０．４％ 硬度とくに焼戻し後の硬さを向上させるのに有用であ
り、他方、過大な添加は靭性、被削性を低くする上、疲
労強度にとっても好ましくない。 本発明は、Ｖに関し
ても上記の狭い組成範囲を選択した。
〜０．４％ 硬度とくに焼戻し後の硬さを向上させるのに有用であ
り、他方、過大な添加は靭性、被削性を低くする上、疲
労強度にとっても好ましくない。 本発明は、Ｖに関し
ても上記の狭い組成範囲を選択した。
【００２３】Ｎｉ：１．０％以下 焼入れ性を向上させ、強度と耐衝撃性を高める元素なの
で、所望により添加する。 多量に加えると焼なましを
困難にし金型への加工に不利益になるので、１．０％を
上限として設けた。
で、所望により添加する。 多量に加えると焼なましを
困難にし金型への加工に不利益になるので、１．０％を
上限として設けた。
【００２４】Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％
以下 Ｐは地疵を与え、疲労強度を低くする。 Ｓは被削性を
高めるので加工時には有用であるが、介在物は疲労破壊
の起点となるとともに靭性を低くする。低サイクル疲労
強度の向上と靭性確保の観点から、ＰおよびＳの含有量
はそれぞれ上記の限界内にすることが好ましい。
以下 Ｐは地疵を与え、疲労強度を低くする。 Ｓは被削性を
高めるので加工時には有用であるが、介在物は疲労破壊
の起点となるとともに靭性を低くする。低サイクル疲労
強度の向上と靭性確保の観点から、ＰおよびＳの含有量
はそれぞれ上記の限界内にすることが好ましい。
【００２５】
【実施例１】表１に記載の合金組成（残部Ｆｅ）をもつ
熱間工具鋼を真空高周波誘導炉で溶製し、インゴットを
１２００℃で鍛造して３０mm角の棒材とした。
熱間工具鋼を真空高周波誘導炉で溶製し、インゴットを
１２００℃で鍛造して３０mm角の棒材とした。
【００２６】 表１ 実施例 比較例 No．１ No．２ （ＳＫＤ６１） Ｃ ０．２９ ０．３０ ０．３６ Ｓｉ ０．１４ ０．１５ ０．９０ Ｍｎ ０．６１ ０．５４ ０．４５ Ｃｒ ３．９８ ４．０１ ５．３５ Ｍｏ １．９２ ２．００ １．２６ Ｖ ０．３３ ０．３５ ０．８５ Ｐ ０．０２５ ０．０２２ ０．０２５ Ｓ ０．００８ ０．００２ ０．００２ Ｎｉ ０．４８ ０．１０ ０．１０ 上記の棒材を球状化焼鈍して試験用の素材とし、つぎの
試験を行なった。
試験を行なった。
【００２７】低サイクル疲労度：素材から粗加工によ
り、直径５mm×長さ４０mmの平行部をもつ引張試験片型
の試験片を得、これを焼入れ焼戻し処理したのち仕上げ
加工して、最小荷重５kgf/mm2、最大荷重１２０〜１６
０kgf/mm2、１０Hz正弦波の片振り引張方式により繰り
返し応力を加えて、破断に至るまでの負荷回数を測定し
た。
り、直径５mm×長さ４０mmの平行部をもつ引張試験片型
の試験片を得、これを焼入れ焼戻し処理したのち仕上げ
加工して、最小荷重５kgf/mm2、最大荷重１２０〜１６
０kgf/mm2、１０Hz正弦波の片振り引張方式により繰り
返し応力を加えて、破断に至るまでの負荷回数を測定し
た。
【００２８】ＪＩＳ３号シャルピー衝撃値：素材から粗
加工した試験片を焼入れ焼戻し処理したのち仕上げ加工
し、２mmＵノッチつき衝撃値を測定した。
加工した試験片を焼入れ焼戻し処理したのち仕上げ加工
し、２mmＵノッチつき衝撃値を測定した。
【００２９】本発明の実施例であるNo．２鋼の、破断に
至る負荷回数と最大応力との関係を図１に示した。 焼
入れを本発明の方法に従って９２０℃で行なった場合
と、ＳＫＤ６１の焼入れ標準温度とされている１０３０
℃で焼入れしたものとを比較してある。
至る負荷回数と最大応力との関係を図１に示した。 焼
入れを本発明の方法に従って９２０℃で行なった場合
と、ＳＫＤ６１の焼入れ標準温度とされている１０３０
℃で焼入れしたものとを比較してある。
【００３０】最大応力１２３kgf/mm2 の場合に関して、
ＨＲＣ硬さと破断までの負荷回数との関係をグラフにす
ると、図２のようになる。 図２には、比較のためＳＫ
Ｄ６１のデータ（１０３０℃焼入れ−真空炉焼戻し）を
示した。
ＨＲＣ硬さと破断までの負荷回数との関係をグラフにす
ると、図２のようになる。 図２には、比較のためＳＫ
Ｄ６１のデータ（１０３０℃焼入れ−真空炉焼戻し）を
示した。
【００３１】図１および図２のデータから、本発明の合
金は好適な熱処理を施すことにより、在来のＳＫＤ６１
より高い疲労特性を示すことがわかる。
金は好適な熱処理を施すことにより、在来のＳＫＤ６１
より高い疲労特性を示すことがわかる。
【００３２】シャルピー衝撃値のデータは、図３に示す
とおりである。 本発明の熱間工具鋼は、ＳＫＤ６１よ
り高いＨＲＣ硬さの領域においても高い靭性を確保して
いることが図３からわかる。
とおりである。 本発明の熱間工具鋼は、ＳＫＤ６１よ
り高いＨＲＣ硬さの領域においても高い靭性を確保して
いることが図３からわかる。
【００３３】本発明の熱間工具鋼を用いて鍛造金型を製
造するときの、焼入れ焼戻し熱処理の好適条件を決定す
るため、No．１鋼について８８０℃、９２０℃、９７０
℃および１０００℃の焼入れ温度と、５８０℃および６
２０℃の焼戻し温度とを組み合わせて試料をつくり、そ
のＨＲＣ硬さと２mmＵノッチつきシャルピー衝撃値とを
測定した。 結果を表２に示す。
造するときの、焼入れ焼戻し熱処理の好適条件を決定す
るため、No．１鋼について８８０℃、９２０℃、９７０
℃および１０００℃の焼入れ温度と、５８０℃および６
２０℃の焼戻し温度とを組み合わせて試料をつくり、そ
のＨＲＣ硬さと２mmＵノッチつきシャルピー衝撃値とを
測定した。 結果を表２に示す。
【００３４】 表２ 焼入れ温度 ５９０℃焼戻し ６２０℃焼戻し （℃） ＨＲＣ シャルピー ＨＲＣ シャルピー ８８０ ４３．１ ５０ ４１．４ ５５ ９２０ ４８．９ ４６ ４４．４ ４０ ９７０ ４９．６ ６２ ４５．７ ４４ １０００ ４９．５ ３３ ４６．２ ２５ 表２のデータから、焼入れを、従来のＳＫＤ６１に常用
されていた１０３０℃より低く１０００℃に至らない温
度、とくに９８０℃以下であって９００℃以上の温度で
行なうとよいこと、また焼戻しは比較的高温の、５９０
℃前後、範囲としては５５０〜６３０℃で行なうのが有
利であることがわかる。
されていた１０３０℃より低く１０００℃に至らない温
度、とくに９８０℃以下であって９００℃以上の温度で
行なうとよいこと、また焼戻しは比較的高温の、５９０
℃前後、範囲としては５５０〜６３０℃で行なうのが有
利であることがわかる。
【００３５】
【実施例２】０．３Ｃ−０.１３Ｓｉ−０.９Ｍｎ−４.
０Ｃｒ−０.３５Ｖ−Ｆｅに０.５％,１．０％，１．５
％または２．０％のＭｏを加えた合金組成の鋼を溶製し
た。得られたインゴットを、実施例１と同様に鋳造して
３０ｍｍ角の棒材とし、球状化焼鈍した実施例１と同様
の、低サイクル疲労試験およびＪＩＳ３号シャルピー衝
撃試験用の試験片を用意した。
０Ｃｒ−０.３５Ｖ−Ｆｅに０.５％,１．０％，１．５
％または２．０％のＭｏを加えた合金組成の鋼を溶製し
た。得られたインゴットを、実施例１と同様に鋳造して
３０ｍｍ角の棒材とし、球状化焼鈍した実施例１と同様
の、低サイクル疲労試験およびＪＩＳ３号シャルピー衝
撃試験用の試験片を用意した。
【００３６】シャルピー衝撃試験片は、９２０℃で焼入
れしたものを６００℃で焼戻しをし、Ｍｏの含有量とＨ
ＲＣ硬さとの関係をまずしらべた。 その結果は図４の
とおりであって、この図から、熱間工具鋼にとって最低
限必要なＨＲＣ４０を確保するためには、Ｍｏが０．６
５％以上存在すべきことがわかった。
れしたものを６００℃で焼戻しをし、Ｍｏの含有量とＨ
ＲＣ硬さとの関係をまずしらべた。 その結果は図４の
とおりであって、この図から、熱間工具鋼にとって最低
限必要なＨＲＣ４０を確保するためには、Ｍｏが０．６
５％以上存在すべきことがわかった。
【００３７】低サイクル疲労試験をＭｏが１．０％，
１．５％および２．０％の合金について実施した。 Ｈ
ＲＣ４０以上の領域における、ＨＲＣ硬さと破断に至る
までの付加回数との関係を図２と同様のグラフにし、図
４を得た。
１．５％および２．０％の合金について実施した。 Ｈ
ＲＣ４０以上の領域における、ＨＲＣ硬さと破断に至る
までの付加回数との関係を図２と同様のグラフにし、図
４を得た。
【００３８】ＨＲＣ硬さと２ｍｍＵノッチつきシャルピ
ー衝撃値の関係は、図５に示すとおりである。 図３と
同様に、既存鋼ＳＫＤ６１にくらべ本発明の熱間工具鋼
がすぐれていることがわかる。
ー衝撃値の関係は、図５に示すとおりである。 図３と
同様に、既存鋼ＳＫＤ６１にくらべ本発明の熱間工具鋼
がすぐれていることがわかる。
【００３９】
【発明の効果】本発明の熱間工具鋼は、熱間鍛造金型材
料として常用されて来たＳＫＤ６１より高い疲労特性と
くに低サイクル疲労特性を示し、しかも硬さと靭性の両
方がすぐれている。 この鋼は、適切な熱処理条件で焼
入れ焼戻しをすることにより、そうした特性が十分に発
揮される。
料として常用されて来たＳＫＤ６１より高い疲労特性と
くに低サイクル疲労特性を示し、しかも硬さと靭性の両
方がすぐれている。 この鋼は、適切な熱処理条件で焼
入れ焼戻しをすることにより、そうした特性が十分に発
揮される。
【００４０】従ってこの鋼を材料として製造した鍛造金
型は、とくに被鍛材の温度が３００〜７００℃の比較的
低い領域にあるもの、代表的にはアルミ材を鍛造する金
型として、耐久性の高い長寿命なものである。
型は、とくに被鍛材の温度が３００〜７００℃の比較的
低い領域にあるもの、代表的にはアルミ材を鍛造する金
型として、耐久性の高い長寿命なものである。
【図１】 本発明の実施例１のデータであって、破断に
至るまでの負荷回数と最大応力との関係を示すグラフ。
至るまでの負荷回数と最大応力との関係を示すグラフ。
【図２】 本発明の実施例１のデータであって、ＨＲＣ
硬さと破断に至るまでの負荷回数との関係を、既知のＳ
ＫＤ６１と比較して示したグラフ。
硬さと破断に至るまでの負荷回数との関係を、既知のＳ
ＫＤ６１と比較して示したグラフ。
【図３】 本発明の実施例１のデータであって、ＨＲＣ
硬さと２mmＵノッチつきシャルピー衝撃値との関係を、
既知のＳＫＤ６１と比較して示したグラフ。
硬さと２mmＵノッチつきシャルピー衝撃値との関係を、
既知のＳＫＤ６１と比較して示したグラフ。
【図４】 本発明の実施例２のデータであって、Ｍｏ含
有量とＨＲＣ硬さとの関係を示すグラフ。
有量とＨＲＣ硬さとの関係を示すグラフ。
【図５】 本発明の実施例２のデータであって、ＨＲＣ
硬さと破断に至るまでの負荷回数との関係を、既知のＳ
ＫＤ６１と比較して示した、図２と同様なグラフ。
硬さと破断に至るまでの負荷回数との関係を、既知のＳ
ＫＤ６１と比較して示した、図２と同様なグラフ。
【図６】 本発明の実施例２のデータであって、ＨＲＣ
硬さと２mmＵノッチつきシャルピー衝撃値との関係を、
既知のＳＫＤ６１と比較して示した、図３と同様なグラ
フ。
硬さと２mmＵノッチつきシャルピー衝撃値との関係を、
既知のＳＫＤ６１と比較して示した、図３と同様なグラ
フ。
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｃ：０.２８〜０.３２％(重量％、以下
同じ)、Ｓi：０.１０〜０．３０％、Ｍｎ：０．４５〜
１．２０％、Ｃｒ：３．８〜４．２％、Ｍｏ：０．６５
〜２．５０％およびＶ：０．３〜０．６％を含有し、残
部が実質上Ｆｅからなる合金組成を有する熱間工具鋼。 - 【請求項２】 Ｃ：０．２８〜０．３２％、Ｓｉ：０．
１３〜０．１７％、Ｍｎ：０．４５〜０．６５％、Ｃ
ｒ：３．９〜４．１％、Ｍｏ：１．５〜２．５％および
Ｖ：０．３〜０．４％を含有し、残部が実質上Ｆｅから
なる合金組成を有する熱間工具鋼。 - 【請求項３】 Ｃ：０.２８〜０.３２％(重量％、以下
同じ)、Ｓi：０.１３〜０.１７％、Ｍｎ：０.６５〜１.
０％、Ｃｒ：３.９〜４.１％、Ｍｏ：０.６５〜２．０
０％およびＶ：０．３〜０．４％を含有し、残部が実質
上Ｆｅからなる合金組成を有する熱間工具鋼。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの合金成分に加
えてＮｉ：１．０％以下を含有し、残部が実質上Ｆｅか
らなる合金組成を有する熱間工具鋼。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の熱
間工具鋼を金型に成形し、９００〜９８０℃の温度から
焼入れ、５５０〜６３０℃において焼戻しする熱処理を
施すことからなる鍛造金型の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれかに記載の熱
間工具鋼を成形し熱処理してなるアルミ材用鍛造金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9511594A JPH07173572A (ja) | 1993-11-04 | 1994-05-09 | 熱間工具鋼およびそれを使用した鍛造金型 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27516493 | 1993-11-04 | ||
| JP5-275164 | 1993-11-04 | ||
| JP9511594A JPH07173572A (ja) | 1993-11-04 | 1994-05-09 | 熱間工具鋼およびそれを使用した鍛造金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07173572A true JPH07173572A (ja) | 1995-07-11 |
Family
ID=26436404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9511594A Pending JPH07173572A (ja) | 1993-11-04 | 1994-05-09 | 熱間工具鋼およびそれを使用した鍛造金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07173572A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011177767A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Union Seimitsu:Kk | 圧造工具 |
-
1994
- 1994-05-09 JP JP9511594A patent/JPH07173572A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011177767A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Union Seimitsu:Kk | 圧造工具 |
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