JPH0949057A - ダイカスト型用時効硬化鋼 - Google Patents
ダイカスト型用時効硬化鋼Info
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- JPH0949057A JPH0949057A JP22708095A JP22708095A JPH0949057A JP H0949057 A JPH0949057 A JP H0949057A JP 22708095 A JP22708095 A JP 22708095A JP 22708095 A JP22708095 A JP 22708095A JP H0949057 A JPH0949057 A JP H0949057A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】耐ヒートチェック性に優れ、金型寿命が長く且
つ時効熱処理に際して変寸率の改善されたダイカスト用
時効硬化鋼を提供する。 【解決手段】ダイカスト型用時効硬化鋼の組成を、重量
％でＣ：≦０．０３％，Ｓｉ：≦０．１０％，Ｍｎ：≦
０．１０％，Ｎｉ：９．０〜１１．０％，Ｃｒ：０．１
０〜５．０％，Ｍｏ：５．０〜８．０％，Ｃｏ：５．０
〜８．０％，Ｔｉ：０．１０〜１．０％，Ａｌ：０．０
５〜０．１５％，且つ３０≦Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）≦
５０，残部実質的にＦｅからなる組成とする。
つ時効熱処理に際して変寸率の改善されたダイカスト用
時効硬化鋼を提供する。 【解決手段】ダイカスト型用時効硬化鋼の組成を、重量
％でＣ：≦０．０３％，Ｓｉ：≦０．１０％，Ｍｎ：≦
０．１０％，Ｎｉ：９．０〜１１．０％，Ｃｒ：０．１
０〜５．０％，Ｍｏ：５．０〜８．０％，Ｃｏ：５．０
〜８．０％，Ｔｉ：０．１０〜１．０％，Ａｌ：０．０
５〜０．１５％，且つ３０≦Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）≦
５０，残部実質的にＦｅからなる組成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はダイカスト型用時
効硬化鋼に関し、詳しくは対ヒートチェック性に優れ、
且つ時効変寸率の小さいダイカスト型用時効硬化鋼に関
する。
効硬化鋼に関し、詳しくは対ヒートチェック性に優れ、
且つ時効変寸率の小さいダイカスト型用時効硬化鋼に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ダイカスト型用鋼材としては主に５％Ｃｒ，１〜１．５
％Ｍｏを含む熱間工具鋼が用いられていた。この熱間工
具鋼にてダイカスト型を製造する場合、焼入れ，焼戻し
処理を施して所要の硬さ，強度を発現させる。
ダイカスト型用鋼材としては主に５％Ｃｒ，１〜１．５
％Ｍｏを含む熱間工具鋼が用いられていた。この熱間工
具鋼にてダイカスト型を製造する場合、焼入れ，焼戻し
処理を施して所要の硬さ，強度を発現させる。
【０００３】ところでこの焼入れ，焼戻し処理を施すと
大きな熱処理歪，変形が生じるため、焼入れ，焼戻し処
理の前に一旦粗加工を行ない、そして焼入れ，焼戻し処
理後に仕上加工を施すこととなる。この場合加工工程数
が多くなり、また金型製造のための所要時間も長くな
る。
大きな熱処理歪，変形が生じるため、焼入れ，焼戻し処
理の前に一旦粗加工を行ない、そして焼入れ，焼戻し処
理後に仕上加工を施すこととなる。この場合加工工程数
が多くなり、また金型製造のための所要時間も長くな
る。
【０００４】そこで１８％Ｎｉマルエージング鋼を代表
とする時効硬化鋼のダイカスト型への適用が検討されて
いる。この種時効硬化鋼にてダイカスト型を製造する場
合、上記熱間工具鋼における焼入れ，焼戻し処理と異な
って熱処理時の変形が少なく、従って一部加工工程を省
略することが可能となって製造工程数を短縮できるとと
もに、金型製造のための所要時間を短くすることができ
る。
とする時効硬化鋼のダイカスト型への適用が検討されて
いる。この種時効硬化鋼にてダイカスト型を製造する場
合、上記熱間工具鋼における焼入れ，焼戻し処理と異な
って熱処理時の変形が少なく、従って一部加工工程を省
略することが可能となって製造工程数を短縮できるとと
もに、金型製造のための所要時間を短くすることができ
る。
【０００５】しかしながら一般的な時効硬化鋼である１
８％Ｎｉマルエージング鋼の場合、ダイカスト型を構成
した場合において表面部に発生するヒートチェック、即
ち急速な加熱冷却に伴う熱応力の繰返し作用に起因する
クラックの発生に対する耐性が十分でなく、そのために
金型寿命が従来の熱間工具鋼からなるそれに比べて著し
く短寿命となる問題を含んでいる。
８％Ｎｉマルエージング鋼の場合、ダイカスト型を構成
した場合において表面部に発生するヒートチェック、即
ち急速な加熱冷却に伴う熱応力の繰返し作用に起因する
クラックの発生に対する耐性が十分でなく、そのために
金型寿命が従来の熱間工具鋼からなるそれに比べて著し
く短寿命となる問題を含んでいる。
【０００６】また従来の熱間工具鋼に較べて熱処理時の
変形は小さいものの、熱処理による等方的収縮は避けら
れず、而してその収縮変形（変寸率）が大きいと、ダイ
カスト型を構成したときの寸法のばらつきが大きくな
り、実際上かかるダイカスト型への適用が困難となる。
変形は小さいものの、熱処理による等方的収縮は避けら
れず、而してその収縮変形（変寸率）が大きいと、ダイ
カスト型を構成したときの寸法のばらつきが大きくな
り、実際上かかるダイカスト型への適用が困難となる。
【０００７】詳述すると、時効硬化鋼にてダイカスト型
を製造する場合、熱処理による収縮を見込んで時効処理
前の金型形状，寸法を定めるが、熱処理による収縮変形
が一定以上に大きいと最終的にダイカスト型の寸法精度
を確保することが困難となる。
を製造する場合、熱処理による収縮を見込んで時効処理
前の金型形状，寸法を定めるが、熱処理による収縮変形
が一定以上に大きいと最終的にダイカスト型の寸法精度
を確保することが困難となる。
【０００８】マルエージング鋼の破壊強度を改善する点
については従来種々の技術が提案されている。例えば特
開平６−１５８２２８号公報には、鋼組成をＣｒ：６．
０〜１５％，Ｎｉ：４．０〜１２％，Ｍｏ：０．３〜
３．０％，Ｔｉ：１．０〜３．０％，Ａｌ：０．０１〜
２．００％として、マルエージエージング鋼の耐遅れ破
壊特性を向上させた点が開示されている。
については従来種々の技術が提案されている。例えば特
開平６−１５８２２８号公報には、鋼組成をＣｒ：６．
０〜１５％，Ｎｉ：４．０〜１２％，Ｍｏ：０．３〜
３．０％，Ｔｉ：１．０〜３．０％，Ａｌ：０．０１〜
２．００％として、マルエージエージング鋼の耐遅れ破
壊特性を向上させた点が開示されている。
【０００９】しかしながらこの特開平６−１５８２２８
号公報に開示のものはＣｏを含有していないことから、
時効処理の際の硬化が不十分であり、またこのマルエー
ジング鋼は専らボルト，板材等の構造用部材を対象とし
たもので、熱処理時の変寸率が大きく、従ってダイカス
ト型への適用が困難である。
号公報に開示のものはＣｏを含有していないことから、
時効処理の際の硬化が不十分であり、またこのマルエー
ジング鋼は専らボルト，板材等の構造用部材を対象とし
たもので、熱処理時の変寸率が大きく、従ってダイカス
ト型への適用が困難である。
【００１０】一方特開平６−２４８３８９号公報には、
ダイカスト金型用マルエージエージング鋼における鋼組
成をＮｉ：１２〜１４％，Ｍｏ：４．５％〜６．０％，
Ｃｏ：７．５〜９．５％，Ｔｉ：０．５〜１．０％，
Ｃ：≦０．０３％，Ｓｉ：≦０．１％，Ｍｎ：≦０．１
％，Ｐ：≦０．０１％，Ｓ：≦０．０１％，Ｃｒ：≦
０．０５％，Ｎ：≦０．０１％，Ａｌ：０．０２〜０．
２０％、残部Ｆｅから成る組成として軟化抵抗を大きく
し、耐ヒートチェック性を改善した点が開示されてい
る。
ダイカスト金型用マルエージエージング鋼における鋼組
成をＮｉ：１２〜１４％，Ｍｏ：４．５％〜６．０％，
Ｃｏ：７．５〜９．５％，Ｔｉ：０．５〜１．０％，
Ｃ：≦０．０３％，Ｓｉ：≦０．１％，Ｍｎ：≦０．１
％，Ｐ：≦０．０１％，Ｓ：≦０．０１％，Ｃｒ：≦
０．０５％，Ｎ：≦０．０１％，Ａｌ：０．０２〜０．
２０％、残部Ｆｅから成る組成として軟化抵抗を大きく
し、耐ヒートチェック性を改善した点が開示されてい
る。
【００１１】しかしながらこのものはＮｉの含有量が高
めに設定してあることから耐ヒートチェック性の点で十
分でなく、また変寸率の点でも十分でない問題点があ
る。
めに設定してあることから耐ヒートチェック性の点で十
分でなく、また変寸率の点でも十分でない問題点があ
る。
【００１２】他方、特開昭６３−１４５７５３号公報に
は、鋼組成をＣ：≦０．０３％，Ｓｉ：≦０．１０％，
Ｍｎ：≦０．１０％，Ｃｕ：≦０．１０％，Ｎｉ：７〜
２０％，Ｃｒ：≦０．１０％，Ｍｏ：２〜６％，Ｃｏ：
５〜１８％，Ａｌ：≦０．５０％，Ｔｉ：０．８〜２．
５％，Ｂ：０．０００５〜０．００５％，Ｐ：≦０．０
０２５％，Ｓ：≦０．００２５％，Ｐ＋Ｓ：≦０．００
３０％、残部Ｆｅから成る組成として耐遅れ破壊性を改
善したマルエージング鋼が開示されており、また特開昭
６２−２２８４５５号公報には、鋼組成をＣ：≦０．０
３％，Ｓｉ：≦０．１０％，Ｍｎ：≦０．１０％，Ｃ
ｕ：≦０．１％，Ｎｉ：７〜２０％，Ｃｒ：≦０．１
％，Ｍｏ：１〜１０％，Ｃｏ：≦１８％，Ａｌ：≦１
％，Ｔｉ：≦２．５％，Ｐ：≦０．００２％，Ｓ：≦
０．００１５％，Ｐ＋Ｓ：≦０．００３０％、残部Ｆｅ
から成る組成として疲労特性を改善したマルエージング
鋼がそれぞれ開示されている。
は、鋼組成をＣ：≦０．０３％，Ｓｉ：≦０．１０％，
Ｍｎ：≦０．１０％，Ｃｕ：≦０．１０％，Ｎｉ：７〜
２０％，Ｃｒ：≦０．１０％，Ｍｏ：２〜６％，Ｃｏ：
５〜１８％，Ａｌ：≦０．５０％，Ｔｉ：０．８〜２．
５％，Ｂ：０．０００５〜０．００５％，Ｐ：≦０．０
０２５％，Ｓ：≦０．００２５％，Ｐ＋Ｓ：≦０．００
３０％、残部Ｆｅから成る組成として耐遅れ破壊性を改
善したマルエージング鋼が開示されており、また特開昭
６２−２２８４５５号公報には、鋼組成をＣ：≦０．０
３％，Ｓｉ：≦０．１０％，Ｍｎ：≦０．１０％，Ｃ
ｕ：≦０．１％，Ｎｉ：７〜２０％，Ｃｒ：≦０．１
％，Ｍｏ：１〜１０％，Ｃｏ：≦１８％，Ａｌ：≦１
％，Ｔｉ：≦２．５％，Ｐ：≦０．００２％，Ｓ：≦
０．００１５％，Ｐ＋Ｓ：≦０．００３０％、残部Ｆｅ
から成る組成として疲労特性を改善したマルエージング
鋼がそれぞれ開示されている。
【００１３】しかしこれらマルエージング鋼もまた熱処
理時の変寸率が十分小さくない問題がある。
理時の変寸率が十分小さくない問題がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明はダイカスト型用時効硬化鋼を、重量％でＣ：≦
０．０３％，Ｓｉ：≦０．１０％，Ｍｎ：≦０．１０
％，Ｎｉ：９．０〜１１．０％，Ｃｒ：０．１０〜５．
０％，Ｍｏ：５．０〜８．０％，Ｃｏ：５．０〜８．０
％，Ｔｉ：０．１０〜１．０％，Ａｌ：０．０５〜０．
１５％，且つ３０≦Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）≦５０、残
部実質的にＦｅからなる組成としたことを特徴とする。
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明はダイカスト型用時効硬化鋼を、重量％でＣ：≦
０．０３％，Ｓｉ：≦０．１０％，Ｍｎ：≦０．１０
％，Ｎｉ：９．０〜１１．０％，Ｃｒ：０．１０〜５．
０％，Ｍｏ：５．０〜８．０％，Ｃｏ：５．０〜８．０
％，Ｔｉ：０．１０〜１．０％，Ａｌ：０．０５〜０．
１５％，且つ３０≦Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）≦５０、残
部実質的にＦｅからなる組成としたことを特徴とする。
【００１５】本発明者はダイカスト型用時効硬化鋼にお
いて、耐ヒートチェック性を良好とし且つ熱処理時の変
寸率を小さく抑えるための技術手段について研究する中
で、Ｎｉ量の低減、Ｃｒの適量添加が時効処理時の変寸
率の低減に有効であるとの知見を得た。
いて、耐ヒートチェック性を良好とし且つ熱処理時の変
寸率を小さく抑えるための技術手段について研究する中
で、Ｎｉ量の低減、Ｃｒの適量添加が時効処理時の変寸
率の低減に有効であるとの知見を得た。
【００１６】而してＮｉ量の低減はオーステナイト変態
点（Ａｓ点）の上昇をもたらし、耐ヒートチェック性の
向上に寄与する。Ａｓ点の温度が低いと、ダイカスト型
の使用時に溶湯による加熱作用で金型の表層部がマルテ
ンサイト状態からオーステナイト化し易く、これが亀裂
発生を促進するが、Ａｓ点を高くすればこれを防止で
き、耐ヒートチェック性を向上させることができる。
点（Ａｓ点）の上昇をもたらし、耐ヒートチェック性の
向上に寄与する。Ａｓ点の温度が低いと、ダイカスト型
の使用時に溶湯による加熱作用で金型の表層部がマルテ
ンサイト状態からオーステナイト化し易く、これが亀裂
発生を促進するが、Ａｓ点を高くすればこれを防止で
き、耐ヒートチェック性を向上させることができる。
【００１７】但しＮｉ量の低減は同時に靱性の低下をも
たらす。そこで本発明では、時効硬化処理の際の析出効
果を大きく左右するＣｏ（％）×Ｍｏ（％）量の制御に
よって靱性値を確保するようにした。尚Ｃｒについては
適量添加によって熱処理時の変寸率が小さくなるが、一
方Ｃｒの添加によってＡｓ点が低下し、耐ヒートチェッ
ク性が阻害される恐れがある。そこで本発明ではＣｒの
添加量については一定の値以下に規制するようにした。
たらす。そこで本発明では、時効硬化処理の際の析出効
果を大きく左右するＣｏ（％）×Ｍｏ（％）量の制御に
よって靱性値を確保するようにした。尚Ｃｒについては
適量添加によって熱処理時の変寸率が小さくなるが、一
方Ｃｒの添加によってＡｓ点が低下し、耐ヒートチェッ
ク性が阻害される恐れがある。そこで本発明ではＣｒの
添加量については一定の値以下に規制するようにした。
【００１８】かかる本発明によれば、耐ヒートチェック
性に優れたダイカスト型用時効硬化鋼を得ることがで
き、その耐用寿命を大きく延ばすことができる。また本
発明の時効硬化鋼は熱処理時の変寸率の小さいもので、
ダイカスト型製造時の加工工数を少なくできるとともに
ダイカスト型の寸法精度を良好となすことができる。
性に優れたダイカスト型用時効硬化鋼を得ることがで
き、その耐用寿命を大きく延ばすことができる。また本
発明の時効硬化鋼は熱処理時の変寸率の小さいもので、
ダイカスト型製造時の加工工数を少なくできるとともに
ダイカスト型の寸法精度を良好となすことができる。
【００１９】本発明において、Ｃｒのより望ましい含有
量は０．３０〜１．０％であり（請求項２）、またＮ量
についてはできるだけ少ない方が良い。Ｔｉを含有する
系において、Ｎが増加するとＴｉＮ介在物が析出し、こ
れによりダイカスト型における低サイクル疲労特性が悪
化する。
量は０．３０〜１．０％であり（請求項２）、またＮ量
についてはできるだけ少ない方が良い。Ｔｉを含有する
系において、Ｎが増加するとＴｉＮ介在物が析出し、こ
れによりダイカスト型における低サイクル疲労特性が悪
化する。
【００２０】ここで低サイクル疲労とは、例えば大きな
型締圧力の下で金型が大割れする現象である。Ｎ量の増
加はまた靱性も劣化させるため、できるだけ少ない方が
望ましいが、極低Ｎ化は製造コストの上昇をもたらすた
め上限を０．００５０％とした（請求項３）。
型締圧力の下で金型が大割れする現象である。Ｎ量の増
加はまた靱性も劣化させるため、できるだけ少ない方が
望ましいが、極低Ｎ化は製造コストの上昇をもたらすた
め上限を０．００５０％とした（請求項３）。
【００２１】上記ＴｉＮ介在物はその大きさが１０μｍ
を超えるものが２％より多く含まれると、これが破壊起
点となって低サイクル疲労特性が悪化し、ダイカスト型
の大割れを引き起こすことになる。そこで本発明では１
０μｍを超えるＴｉＮ介在物量が全体の２％以下となる
ようにした（請求項４）。
を超えるものが２％より多く含まれると、これが破壊起
点となって低サイクル疲労特性が悪化し、ダイカスト型
の大割れを引き起こすことになる。そこで本発明では１
０μｍを超えるＴｉＮ介在物量が全体の２％以下となる
ようにした（請求項４）。
【００２２】次に本発明における各化学成分の限定理由
を詳述する。 Ｃ：≦０．０３％ ＣはＴｉＣ，Ｍｏ2Ｃ等の炭化物を粒界に析出させ、著
しく靱性を低下させるため、上限値を０．０３％とし
た。更に靱性を確保するためには０．０１％以下が望ま
しい。
を詳述する。 Ｃ：≦０．０３％ ＣはＴｉＣ，Ｍｏ2Ｃ等の炭化物を粒界に析出させ、著
しく靱性を低下させるため、上限値を０．０３％とし
た。更に靱性を確保するためには０．０１％以下が望ま
しい。
【００２３】Ｓｉ：≦０．１０％ Ｓｉは靱性を劣化させるため０．１０％以下とする必要
がある。 Ｍｎ：≦０．１０％ ＭｎはＳと結び付いてＭｎＳ介在物を生成し、靱性を劣
化させるため０．１０％以下に規制した。
がある。 Ｍｎ：≦０．１０％ ＭｎはＳと結び付いてＭｎＳ介在物を生成し、靱性を劣
化させるため０．１０％以下に規制した。
【００２４】Ｎｉ：９．０〜１１．０％ ＮｉはＦｅに固溶して靱性に富んだマトリックスを形成
する必要不可欠な元素であるが、添加量の増大とともに
析出量が増加するため時効収縮率（変寸率）が増加す
る。また添加量増加とともにオーステナイト変態点Ａｓ
点が低下し、耐ヒートチェック性が低下する。金型表面
は例えば６００〜６５０℃の高温のアルミ溶湯にさらさ
れることからＡｓ点は到達表面温度以上でなければなら
ないが、そのためにはＮｉを１１．０％以下とすること
が必要である。しかし添加量が９．０％より少ないと必
要な靱性を確保することができない。以上の点から本発
明ではＮｉ含有量を９．０〜１１．０％とした。
する必要不可欠な元素であるが、添加量の増大とともに
析出量が増加するため時効収縮率（変寸率）が増加す
る。また添加量増加とともにオーステナイト変態点Ａｓ
点が低下し、耐ヒートチェック性が低下する。金型表面
は例えば６００〜６５０℃の高温のアルミ溶湯にさらさ
れることからＡｓ点は到達表面温度以上でなければなら
ないが、そのためにはＮｉを１１．０％以下とすること
が必要である。しかし添加量が９．０％より少ないと必
要な靱性を確保することができない。以上の点から本発
明ではＮｉ含有量を９．０〜１１．０％とした。
【００２５】Ｃｒ：０．１０〜５．０％ Ｃｒを０．１０％以上添加することにより時効変寸率を
低下させることができる。しかし５．０％を超えて過剰
添加した場合、加熱変態点，靱性が低下するため０．１
０〜５．０％とした。Ｃｒのより望ましい範囲は０．３
〜１．０％である。
低下させることができる。しかし５．０％を超えて過剰
添加した場合、加熱変態点，靱性が低下するため０．１
０〜５．０％とした。Ｃｒのより望ましい範囲は０．３
〜１．０％である。
【００２６】Ｍｏ：５．０〜８．０％ ダイカスト型に要求されるＨＲＣ４０以上の時効硬化を
得るためには５％以上が必要である。但し８．０％を超
えると靱性劣化，Ｍｓ点低下が起き、またコスト高とな
る。そのため５．０〜８．０％とした。
得るためには５％以上が必要である。但し８．０％を超
えると靱性劣化，Ｍｓ点低下が起き、またコスト高とな
る。そのため５．０〜８．０％とした。
【００２７】Ｃｏ：５．０〜８．０％ Ｃｏ量増加によりＭｏの固溶度が低下するため時効硬化
性が増す効果がある。但し５％未満ではその効果が小さ
く、Ａｓ点も低下する。８％を超えると靱性が劣化し、
またコスト高となるため５．０〜８．０％の範囲とし
た。
性が増す効果がある。但し５％未満ではその効果が小さ
く、Ａｓ点も低下する。８％を超えると靱性が劣化し、
またコスト高となるため５．０〜８．０％の範囲とし
た。
【００２８】Ｔｉ：０．１０〜１．０％ ＴｉはＮｉ3Ｔｉを形成し、時効硬化に寄与する硬化元
素であるが、過剰添加するとＴｉＮ介在物が析出し、靱
性及び低サイクル疲労を悪化させる。またＭｓ点低下に
よりＴｉ偏析帯が残留オーステナイトバンドとなり、ま
たオーステナイト変態点を下げることにより耐ヒートチ
ェック性を低下させる。従ってその上限を１．０％とし
た。Ｔｉ量低減に伴って靱性の改善、オーステナイト変
態点の上昇が起きるが、０．１０％未満の場合時効硬化
性が不足するため下限値を０．１０％とした。
素であるが、過剰添加するとＴｉＮ介在物が析出し、靱
性及び低サイクル疲労を悪化させる。またＭｓ点低下に
よりＴｉ偏析帯が残留オーステナイトバンドとなり、ま
たオーステナイト変態点を下げることにより耐ヒートチ
ェック性を低下させる。従ってその上限を１．０％とし
た。Ｔｉ量低減に伴って靱性の改善、オーステナイト変
態点の上昇が起きるが、０．１０％未満の場合時効硬化
性が不足するため下限値を０．１０％とした。
【００２９】Ａｌ：０．０５〜０．１５％ Ａｌは脱酸剤として添加されるものであり、Ｔｉととも
に時効硬化にも寄与している。但し０．０５％未満では
時効硬化性が不足し、逆に０．１５％を超えると靱性を
低下させることから本発明では０．０５〜０．１５％と
した。
に時効硬化にも寄与している。但し０．０５％未満では
時効硬化性が不足し、逆に０．１５％を超えると靱性を
低下させることから本発明では０．０５〜０．１５％と
した。
【００３０】Ｎ：≦０．００５０％ Ｎ量増加に伴い介在物としてのＴｉＮが析出し、低サイ
クル疲労特性が悪化する。金型の損傷は加熱冷却時の熱
応力によって引き起こされるが、大きな型の場合、大割
れに到る低サイクル疲労が問題となる。また靱性も悪化
させるためＮ量はできる限り低くしたいが、極低Ｎ化は
製造コストの上昇につながるため上限を０．００５０％
とした。
クル疲労特性が悪化する。金型の損傷は加熱冷却時の熱
応力によって引き起こされるが、大きな型の場合、大割
れに到る低サイクル疲労が問題となる。また靱性も悪化
させるためＮ量はできる限り低くしたいが、極低Ｎ化は
製造コストの上昇につながるため上限を０．００５０％
とした。
【００３１】円相当径で１０μｍを超えるＴｉＮ介在物
が全体の２％以下 素材中の介在物においてその大きさが１０μｍを超える
ものがあると、型締力や注湯応力や熱応力が作用する個
所で破壊起点となり、低サイクル疲労特性を低下させ、
金型の大割れを引き起こすこととなるため、１０μｍを
超えるＴｉＮ介在物粒子が全体の２％以下であるように
する必要がある。
が全体の２％以下 素材中の介在物においてその大きさが１０μｍを超える
ものがあると、型締力や注湯応力や熱応力が作用する個
所で破壊起点となり、低サイクル疲労特性を低下させ、
金型の大割れを引き起こすこととなるため、１０μｍを
超えるＴｉＮ介在物粒子が全体の２％以下であるように
する必要がある。
【００３２】３０≦Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）≦５０ Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）の溶解度積は時効硬化性を示す
ものであり、これを低減すると時効硬さも低下する。結
果としてＮｉ量低減によってもたらされた靱性の低下を
押しとどめ、靱性を確保することとなる。そこでこの値
の上限値を５０とした。一方Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）が
３０未満であると高温での軟化抵抗性が十分でなく、耐
ヒートチェック性が急激に悪化するため、下限値を３０
とした。
ものであり、これを低減すると時効硬さも低下する。結
果としてＮｉ量低減によってもたらされた靱性の低下を
押しとどめ、靱性を確保することとなる。そこでこの値
の上限値を５０とした。一方Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）が
３０未満であると高温での軟化抵抗性が十分でなく、耐
ヒートチェック性が急激に悪化するため、下限値を３０
とした。
【００３３】
【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。表１
に示す化学組成の時効硬化鋼を大気誘導溶解及び造塊し
（３５０ｍｍφ）、これを９３０〜１１３０℃に保持後
水冷、更に８８０〜９８０℃に保持後空冷し、１／２Ｒ
（半径）部Ｔ方向（圧延方向と直角方向）からＪＩＳ３
号シャルピー衝撃試験片，１５ｍｍφ（直径）×５ｍｍ
ｔ（厚み）のヒートチェック試験片及び低サイクル疲労
試験片を採取し、シャルピー衝撃試験，ヒートチェック
試験，低サイクル疲労試験を行なった。また中心部から
２１０Ｌ（長さ）×１３０Ｗ（幅）×４５ｍｍｔ（厚
み）のブロック材を採取して寸法測定→時効処理→寸法
測定を行ない変寸率を測定した。
に示す化学組成の時効硬化鋼を大気誘導溶解及び造塊し
（３５０ｍｍφ）、これを９３０〜１１３０℃に保持後
水冷、更に８８０〜９８０℃に保持後空冷し、１／２Ｒ
（半径）部Ｔ方向（圧延方向と直角方向）からＪＩＳ３
号シャルピー衝撃試験片，１５ｍｍφ（直径）×５ｍｍ
ｔ（厚み）のヒートチェック試験片及び低サイクル疲労
試験片を採取し、シャルピー衝撃試験，ヒートチェック
試験，低サイクル疲労試験を行なった。また中心部から
２１０Ｌ（長さ）×１３０Ｗ（幅）×４５ｍｍｔ（厚
み）のブロック材を採取して寸法測定→時効処理→寸法
測定を行ない変寸率を測定した。
【００３４】尚、時効処理，耐ヒートチェック試験，シ
ャルピー衝撃試験の各条件はそれぞれ下記の条件とし
た。 時効処理：５２０℃×５ｈｒ，ＡＣ(ピーク時効条件) 耐ヒートチェック試験：高周波加熱６５０℃×４秒及び
水冷３秒の繰り返し、繰返数１０００回 シャルピー衝撃試験：２ｍｍＵノッチ試験片，Ｔ方向採
取 室温試験
ャルピー衝撃試験の各条件はそれぞれ下記の条件とし
た。 時効処理：５２０℃×５ｈｒ，ＡＣ(ピーク時効条件) 耐ヒートチェック試験：高周波加熱６５０℃×４秒及び
水冷３秒の繰り返し、繰返数１０００回 シャルピー衝撃試験：２ｍｍＵノッチ試験片，Ｔ方向採
取 室温試験
【００３５】また時効変寸率の測定は、２１０Ｌ×１３
０Ｗ×４５ｍｍｔブロック試験片について長さ（Ｌ）方
向及び幅（Ｔ）方向のそれぞれについて行なった。更に
低サイクル疲労試験は、最大応力１２３ｋｇｆ／ｍｍ2
の１軸の片振引張を繰り返し作用させて破断に到る繰返
回数を求めることにより行なった。これらの結果が表２
に示してある。
０Ｗ×４５ｍｍｔブロック試験片について長さ（Ｌ）方
向及び幅（Ｔ）方向のそれぞれについて行なった。更に
低サイクル疲労試験は、最大応力１２３ｋｇｆ／ｍｍ2
の１軸の片振引張を繰り返し作用させて破断に到る繰返
回数を求めることにより行なった。これらの結果が表２
に示してある。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】表２の結果において、Ｎｉの含有量が本発
明の範囲から外れている比較例１８のものはＡｓ点が低
く、耐ヒートチェック性が劣っており、またＮｉを１８
％含有する比較例１９のものは、シャルピー衝撃値は良
好な値を示しているもののＡｓ点が大幅に低く、耐ヒー
トチェック性も大きく劣っている。
明の範囲から外れている比較例１８のものはＡｓ点が低
く、耐ヒートチェック性が劣っており、またＮｉを１８
％含有する比較例１９のものは、シャルピー衝撃値は良
好な値を示しているもののＡｓ点が大幅に低く、耐ヒー
トチェック性も大きく劣っている。
【００３９】またＣｏとＭｏの溶解度積Ｃｏ（％）×Ｍ
ｏ（％）の値が本発明の範囲より低い比較例２０と２１
については耐ヒートチェック性が悪く、逆に本発明の範
囲より高い比較例２２と２３についてはシャルピー衝撃
値が劣っているのに対し、本発明例のものは何れも良好
な値を示している。
ｏ（％）の値が本発明の範囲より低い比較例２０と２１
については耐ヒートチェック性が悪く、逆に本発明の範
囲より高い比較例２２と２３についてはシャルピー衝撃
値が劣っているのに対し、本発明例のものは何れも良好
な値を示している。
【００４０】尚、本例において時効変寸率（Ｌ方向）、
Ａｓ点、耐ヒートチェック性における平均長さ，最大長
さ、シャルピー衝撃値のそれぞれの良否判定の基準とな
る目標値は、変寸率（絶対値）：≦０．０７０％，Ａｓ
点：≧６５０℃，耐ヒートチェック性における平均長
さ：≦７．５μｍ，最大長さ：≦５５μｍ，シャルピー
衝撃値：≧２０Ｊ／ｃｍ2とした。
Ａｓ点、耐ヒートチェック性における平均長さ，最大長
さ、シャルピー衝撃値のそれぞれの良否判定の基準とな
る目標値は、変寸率（絶対値）：≦０．０７０％，Ａｓ
点：≧６５０℃，耐ヒートチェック性における平均長
さ：≦７．５μｍ，最大長さ：≦５５μｍ，シャルピー
衝撃値：≧２０Ｊ／ｃｍ2とした。
【００４１】次に図１（Ａ），（Ｂ）は表２の結果に基
づいてＣｏ及びＭｏの溶解度積と耐ヒートチェック性及
びシャルピー衝撃値との関係を求めたもので、この図か
らＣｏとＭｏとの溶解度積を３０〜５０の範囲内に制御
することによって、耐ヒートチェック性及びシャルピー
衝撃値ともに良好な値が得られることが分かる。
づいてＣｏ及びＭｏの溶解度積と耐ヒートチェック性及
びシャルピー衝撃値との関係を求めたもので、この図か
らＣｏとＭｏとの溶解度積を３０〜５０の範囲内に制御
することによって、耐ヒートチェック性及びシャルピー
衝撃値ともに良好な値が得られることが分かる。
【００４２】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、耐ヒートチェック性に
優れたダイカスト用時効硬化鋼を得ることができ、その
耐用寿命を大きく延ばすことができる。また本発明の時
効硬化鋼は熱処理時の変寸率の小さいもので、ダイカス
ト型製造時の加工工数を少なくできるとともに、ダイカ
スト型の寸法精度を良好となすことができる。
優れたダイカスト用時効硬化鋼を得ることができ、その
耐用寿命を大きく延ばすことができる。また本発明の時
効硬化鋼は熱処理時の変寸率の小さいもので、ダイカス
ト型製造時の加工工数を少なくできるとともに、ダイカ
スト型の寸法精度を良好となすことができる。
【図１】本発明の実施例において得られたＣｏ（％）と
Ｍｏ（％）の溶解度積と耐ヒートチェック性及びシャル
ピー衝撃値との関係を表わした図である。
Ｍｏ（％）の溶解度積と耐ヒートチェック性及びシャル
ピー衝撃値との関係を表わした図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：≦０．０３％ Ｓｉ：≦０．１０％ Ｍｎ：≦０．１０％ Ｎｉ：９．０〜１１．０％ Ｃｒ：０．１０〜５．０％ Ｍｏ：５．０〜８．０％ Ｃｏ：５．０〜８．０％ Ｔｉ：０．１０〜１．０％ Ａｌ：０．０５〜０．１５％ 且つ ３０≦Ｃｏ（％）×Ｍｏ（％）≦５０ 残部実質的にＦｅからなる耐ヒートチェック性及び時効
変寸率に優れたダイカスト型用時効硬化鋼。 - 【請求項２】 請求項１において、Ｃｒ：０．３０〜
１．０％であることを特徴とする耐ヒートチェック性及
び時効変寸率に優れたダイカスト型用時効硬化鋼。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、Ｎ：≦０．０
０５０％に規制されていることを特徴とする耐ヒートチ
ェック性及び時効変寸率に優れたダイカスト型用時効硬
化鋼。 - 【請求項４】 請求項１，２，３の何れかにおいて、円
相当径で１０μｍを超えるＴｉＮ介在物が鋼全体の２％
以下であることを特徴とする耐ヒートチェック性，時効
変寸率及び低サイクル疲労に優れたダイカスト型用時効
硬化鋼。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22708095A JP3201711B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ダイカスト型用時効硬化鋼 |
| EP19960112457 EP0767251B1 (en) | 1995-08-10 | 1996-08-01 | Age-hardening steel for die-casting dies |
| DE1996600831 DE69600831T2 (de) | 1995-08-10 | 1996-08-01 | Aushärtbarer Stahl für Giessformen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22708095A JP3201711B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ダイカスト型用時効硬化鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949057A true JPH0949057A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3201711B2 JP3201711B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=16855203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22708095A Expired - Fee Related JP3201711B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ダイカスト型用時効硬化鋼 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0767251B1 (ja) |
| JP (1) | JP3201711B2 (ja) |
| DE (1) | DE69600831T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104087859A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-08 | 钢铁研究总院 | 钼强化10Ni7Co二次硬化超高强度钢及制备方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI107269B (fi) * | 1998-12-02 | 2001-06-29 | Metso Powdermet Oy | Muottiteräs |
| EP1094125B2 (en) † | 1999-03-19 | 2014-09-03 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Maraging steel excellent in fatigue characteristics and method for producing the same |
| CA2715998C (en) * | 2008-02-20 | 2015-07-28 | Questek Innovations Llc | Ultra-high-strength, high toughness steel |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5161B1 (ja) * | 1967-09-18 | 1976-01-05 | ||
| AT374846B (de) * | 1982-09-15 | 1984-06-12 | Voest Alpine Ag | Herzstueck, insbesondere herzstueckspitze, fuer schienenkreuzungen oder -weichen, sowie verfahren zu seiner herstellung |
| JPS60255959A (ja) * | 1984-05-28 | 1985-12-17 | Japan Steel Works Ltd:The | 高硬度高飽和磁束密度合金鋼 |
| JPS61190050A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-23 | Hitachi Metals Ltd | 高強度，高電気抵抗値および軟質な磁気特性を兼ね備えたマルエ−ジング鋼 |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP22708095A patent/JP3201711B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-01 EP EP19960112457 patent/EP0767251B1/en not_active Revoked
- 1996-08-01 DE DE1996600831 patent/DE69600831T2/de not_active Revoked
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104087859A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-08 | 钢铁研究总院 | 钼强化10Ni7Co二次硬化超高强度钢及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69600831T2 (de) | 1999-04-08 |
| EP0767251A1 (en) | 1997-04-09 |
| DE69600831D1 (de) | 1998-11-26 |
| JP3201711B2 (ja) | 2001-08-27 |
| EP0767251B1 (en) | 1998-10-21 |
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