JPH11286745A - 工具及びその製造方法 - Google Patents
工具及びその製造方法Info
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- JPH11286745A JPH11286745A JP2618999A JP2618999A JPH11286745A JP H11286745 A JPH11286745 A JP H11286745A JP 2618999 A JP2618999 A JP 2618999A JP 2618999 A JP2618999 A JP 2618999A JP H11286745 A JPH11286745 A JP H11286745A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 表層部は耐磨耗性に優れ、素材内部は靭性に
優れることで、強度と靭性のバランスを兼ね備えた熱歪
みの小さい工具及びその製造方法を提供することにあ
る。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．５％以下、Ｓｉ：
１．５０％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｍｏ又はＷの
一種又は二種をＷｅｑ＝２Ｍｏ＋ＷとしてＷｅｑ：１
０．０〜２４．０％、Ｖ：２．０〜１０．０％、残部が
Ｆｅと不可避の不純物からなる組成の低Ｃ鋼で形成した
工具であって、該工具の浸炭又は浸炭窒化後における表
層部の浸炭層又は浸炭窒化層中にＭＣおよびＭ６Ｃ型炭
化物またはＭＣＮおよびＭ６ＣＮ型炭窒化物を有し、且
つ通常の熱処理もしくは浸炭焼入後のマトリックス組織
がマルテンサイトである工具。
優れることで、強度と靭性のバランスを兼ね備えた熱歪
みの小さい工具及びその製造方法を提供することにあ
る。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．５％以下、Ｓｉ：
１．５０％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｍｏ又はＷの
一種又は二種をＷｅｑ＝２Ｍｏ＋ＷとしてＷｅｑ：１
０．０〜２４．０％、Ｖ：２．０〜１０．０％、残部が
Ｆｅと不可避の不純物からなる組成の低Ｃ鋼で形成した
工具であって、該工具の浸炭又は浸炭窒化後における表
層部の浸炭層又は浸炭窒化層中にＭＣおよびＭ６Ｃ型炭
化物またはＭＣＮおよびＭ６ＣＮ型炭窒化物を有し、且
つ通常の熱処理もしくは浸炭焼入後のマトリックス組織
がマルテンサイトである工具。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドリル，タップ等
の切削工具やパンチ等の塑性加工工具及びその製造方法
に関する。
の切削工具やパンチ等の塑性加工工具及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】切削工具のなかでも、ドリルやタップ等
は閉塞された状態で切削加工を行うため、切削時の温度
上昇が著しく、切削工具の摩耗を促進したり、被加工材
との凝着を引き起こし易くする。そこで、このような欠
点を解消したものとして、ドリルやタップの中心部にオ
イルホールを設け、切削加工中の冷却能を高めた工具が
開発されている。
は閉塞された状態で切削加工を行うため、切削時の温度
上昇が著しく、切削工具の摩耗を促進したり、被加工材
との凝着を引き起こし易くする。そこで、このような欠
点を解消したものとして、ドリルやタップの中心部にオ
イルホールを設け、切削加工中の冷却能を高めた工具が
開発されている。
【０００３】また、パンチなどの塑性加工用工具におけ
る廃却原因は、割れと摩耗に大別され、工具の寿命延長
を図るためには耐摩耗性と靭性をバランスよく備えるこ
とが必要である。これらを満たしているのが粉末高速度
鋼であり、高いマトリックス強度と多量の炭化物により
耐摩耗性を、また炭化物の微細化により靭性を維持して
いる。しかしながら、これらはコスト面から一部の工具
にしか用いられていないのが現状である。
る廃却原因は、割れと摩耗に大別され、工具の寿命延長
を図るためには耐摩耗性と靭性をバランスよく備えるこ
とが必要である。これらを満たしているのが粉末高速度
鋼であり、高いマトリックス強度と多量の炭化物により
耐摩耗性を、また炭化物の微細化により靭性を維持して
いる。しかしながら、これらはコスト面から一部の工具
にしか用いられていないのが現状である。
【０００４】このような従来の欠点を解消するため、特
開平７−６０３９４号公報，特開平８−８１７４０号公
報に記載されているように、高速度鋼のＣ及びＶを低減
した素材に浸炭処理を行うことで表面硬度を高め、浸炭
されない内部は硬度が低く靭性に優れる工具部材の製造
に関する技術が開示されている。
開平７−６０３９４号公報，特開平８−８１７４０号公
報に記載されているように、高速度鋼のＣ及びＶを低減
した素材に浸炭処理を行うことで表面硬度を高め、浸炭
されない内部は硬度が低く靭性に優れる工具部材の製造
に関する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ドリルやタッ
プ等を高Ｃ鋼から粗加工で形成する段階で、その中心部
にオイルホールを穿設し、その後に熱処理を施す場合、
例えば高速度鋼などにおいては内部に粗大炭化物が生成
しており、しかもマトリックス硬度も高いため、オイル
ホールの加工が困難である。
プ等を高Ｃ鋼から粗加工で形成する段階で、その中心部
にオイルホールを穿設し、その後に熱処理を施す場合、
例えば高速度鋼などにおいては内部に粗大炭化物が生成
しており、しかもマトリックス硬度も高いため、オイル
ホールの加工が困難である。
【０００６】また、前記特開平７−６０３９４号公報，
特開平８−８１７４０号公報に記載された発明のもので
は、炭化物の生成量が少ないため耐摩耗性が不足すると
ゝもに、浸炭処理としては固体浸炭を行うか、ガス浸炭
を行うとしても長時間の処理が必要となり表面性状が悪
化し、さらには熱処理温度が高いため歪みが大きく、仕
上げ加工代を大きくする必要があるなど工業上製造が困
難である、といった諸問題点がある。
特開平８−８１７４０号公報に記載された発明のもので
は、炭化物の生成量が少ないため耐摩耗性が不足すると
ゝもに、浸炭処理としては固体浸炭を行うか、ガス浸炭
を行うとしても長時間の処理が必要となり表面性状が悪
化し、さらには熱処理温度が高いため歪みが大きく、仕
上げ加工代を大きくする必要があるなど工業上製造が困
難である、といった諸問題点がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
従来の問題点を解決すべくなされたもので、粗大炭化物
が生成せずに切削加工が容易であり、浸炭，熱処理前に
おける切削粗加工時はもとより、浸炭，熱処理後もその
中心部は切削加工が容易であって且つ靭性に優れ、他方
表層部はマトリックス硬度が高く、且つ微細で均一な炭
化物を有することで耐摩耗性に優れることで、硬度と靭
性のバランスを兼ね備えた熱処理歪みの小さいものを提
供することを目的としたものであり、その要旨は、重量
％で、Ｃ：０．５％以下、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍ
ｎ：０．５０％以下、Ｍｏ又はＷの一種又は二種をＷｅ
ｑ＝２Ｍｏ＋ＷとしてＷｅｑ：１０．０〜２４．０％、
Ｖ：２．０〜１０．０％、残部がＦｅと不可避の不純物
からなる組成の低Ｃ鋼で形成した工具であって、該工具
の浸炭又は浸炭窒化後における表層部の浸炭層又は浸炭
窒化層中にＭＣおよびＭ６Ｃ型炭化物またはＭＣＮおよ
びＭ６ＣＮ型炭窒化物を有し、且つ通常の熱処理もしく
は浸炭焼入後のマトリックス組織がマルテンサイトであ
ることを特徴とする工具及びその製造方法にある。
従来の問題点を解決すべくなされたもので、粗大炭化物
が生成せずに切削加工が容易であり、浸炭，熱処理前に
おける切削粗加工時はもとより、浸炭，熱処理後もその
中心部は切削加工が容易であって且つ靭性に優れ、他方
表層部はマトリックス硬度が高く、且つ微細で均一な炭
化物を有することで耐摩耗性に優れることで、硬度と靭
性のバランスを兼ね備えた熱処理歪みの小さいものを提
供することを目的としたものであり、その要旨は、重量
％で、Ｃ：０．５％以下、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍ
ｎ：０．５０％以下、Ｍｏ又はＷの一種又は二種をＷｅ
ｑ＝２Ｍｏ＋ＷとしてＷｅｑ：１０．０〜２４．０％、
Ｖ：２．０〜１０．０％、残部がＦｅと不可避の不純物
からなる組成の低Ｃ鋼で形成した工具であって、該工具
の浸炭又は浸炭窒化後における表層部の浸炭層又は浸炭
窒化層中にＭＣおよびＭ６Ｃ型炭化物またはＭＣＮおよ
びＭ６ＣＮ型炭窒化物を有し、且つ通常の熱処理もしく
は浸炭焼入後のマトリックス組織がマルテンサイトであ
ることを特徴とする工具及びその製造方法にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により詳細
に説明するに、本発明は、Ｃの少ない低Ｃ合金鋼をマト
リックス組織がフェライト相の状態から浸炭もしくは浸
炭窒化により外部からＣを付与することで、表層部の浸
炭層もしくは浸炭窒化層に微細で均一なＭＣおよびＭ６
Ｃ型炭化物もしくはＭＣＮおよびＭ６ＣＮ型炭窒化物を
生成するとゝもに、通常の熱処理もしくは浸炭焼入によ
ってマトリックスがマルテンサイトを形成することで高
速度鋼並の硬さを有し、浸炭若しくは浸炭窒化されない
内部は巨大一次炭化物を生成せず、マトリックス硬度が
非常に低い鋼であるため切削加工が容易であり、且つ高
い靭性を保持する工具を得るものである。
に説明するに、本発明は、Ｃの少ない低Ｃ合金鋼をマト
リックス組織がフェライト相の状態から浸炭もしくは浸
炭窒化により外部からＣを付与することで、表層部の浸
炭層もしくは浸炭窒化層に微細で均一なＭＣおよびＭ６
Ｃ型炭化物もしくはＭＣＮおよびＭ６ＣＮ型炭窒化物を
生成するとゝもに、通常の熱処理もしくは浸炭焼入によ
ってマトリックスがマルテンサイトを形成することで高
速度鋼並の硬さを有し、浸炭若しくは浸炭窒化されない
内部は巨大一次炭化物を生成せず、マトリックス硬度が
非常に低い鋼であるため切削加工が容易であり、且つ高
い靭性を保持する工具を得るものである。
【０００９】これらの浸炭および浸炭窒化処理は、固
体，液体，ガス（浸炭性ガス雰囲気中で浸炭する真空浸
炭，プラズマ浸炭等を含む）のいずれの方法においても
実施可能であるが、部材の表面性状を良好に保ち、仕上
げ加工での研磨代を少なく、かつコスト的にも安くする
にはガス浸炭が好ましい。本発明者らは、通常行われる
肌焼鋼の浸炭処理条件で、深い硬化層が得られる後述す
る成分系を見出したものである。さらに、熱処理時の焼
入れは、従来の高速度鋼が１２００℃付近の高温で行わ
れているのに対し、１０００℃付近から可能であり、熱
処理歪みも小さく工業上での製造を容易とした。これら
はＣ含有量が低いため巨大炭化物の生成がなく、マトリ
ックス硬度も低いため切削粗加工時の能率を非常に高く
することも可能である。
体，液体，ガス（浸炭性ガス雰囲気中で浸炭する真空浸
炭，プラズマ浸炭等を含む）のいずれの方法においても
実施可能であるが、部材の表面性状を良好に保ち、仕上
げ加工での研磨代を少なく、かつコスト的にも安くする
にはガス浸炭が好ましい。本発明者らは、通常行われる
肌焼鋼の浸炭処理条件で、深い硬化層が得られる後述す
る成分系を見出したものである。さらに、熱処理時の焼
入れは、従来の高速度鋼が１２００℃付近の高温で行わ
れているのに対し、１０００℃付近から可能であり、熱
処理歪みも小さく工業上での製造を容易とした。これら
はＣ含有量が低いため巨大炭化物の生成がなく、マトリ
ックス硬度も低いため切削粗加工時の能率を非常に高く
することも可能である。
【００１０】つぎに、素材鋼の成分とその限定理由につ
いて以下に述べると、Ｃの含有量は０．５％以下とす
る。浸炭温度下でマトリックス組織がオーステナイトに
変態すると、Ｃの拡散が阻害されて内部まで浸炭されに
くくなるため、Ｃは浸炭温度下でマトリックスがフェラ
イトを形成する範囲内でなければならない。さらにＣを
０．５％より多く含有すと溶製材の凝固過程で巨大な一
次炭化物を生成し、マトリックス強度も高くなり切削加
工が困難なため、上限を０．５％とする。
いて以下に述べると、Ｃの含有量は０．５％以下とす
る。浸炭温度下でマトリックス組織がオーステナイトに
変態すると、Ｃの拡散が阻害されて内部まで浸炭されに
くくなるため、Ｃは浸炭温度下でマトリックスがフェラ
イトを形成する範囲内でなければならない。さらにＣを
０．５％より多く含有すと溶製材の凝固過程で巨大な一
次炭化物を生成し、マトリックス強度も高くなり切削加
工が困難なため、上限を０．５％とする。
【００１１】Ｓｉの含有量は１．５０％以下とする。こ
のＳｉは脱酸剤として使用するものであるが、少なすぎ
ると製造上精錬が困難となる。しかしながら、多量に入
れ過ぎると靭性が低下するため、工業上１．５％以下と
する。また、Ｍｎの含有量は０．５０％以下とする。こ
のＭｎは脱酸，脱硫剤として添加するものであるが、多
量に入れ過ぎると靭性が低下するため、０．５％以下と
する。
のＳｉは脱酸剤として使用するものであるが、少なすぎ
ると製造上精錬が困難となる。しかしながら、多量に入
れ過ぎると靭性が低下するため、工業上１．５％以下と
する。また、Ｍｎの含有量は０．５０％以下とする。こ
のＭｎは脱酸，脱硫剤として添加するものであるが、多
量に入れ過ぎると靭性が低下するため、０．５％以下と
する。
【００１２】２Ｍｏ＋Ｗの含有量は１０．０〜２４．０
％の範囲内とする。ＭｏおよびＷは浸炭および浸炭窒化
によりＭ６Ｃ型もしくはＭ６ＣＮ型の複炭化物，炭窒化
物を形成するとゝもに、二次硬化により熱処理硬さを高
めて耐摩耗性に寄与する。重量％でＭｏ１％はＷ２％と
等価であり、Ｗ当量（Ｗｅｑ＝２Ｍｏ＋Ｗ）として表さ
れる。このＷｅｑは少なくとも１０．０％以上添加させ
る必要があるが、高硬度を得るにはＷｅｑに比例して浸
炭時のＣ濃度を高くする必要があり、ガス浸炭やガス浸
炭窒化では高硬さが得にくくなるため、上限を２４％と
する。
％の範囲内とする。ＭｏおよびＷは浸炭および浸炭窒化
によりＭ６Ｃ型もしくはＭ６ＣＮ型の複炭化物，炭窒化
物を形成するとゝもに、二次硬化により熱処理硬さを高
めて耐摩耗性に寄与する。重量％でＭｏ１％はＷ２％と
等価であり、Ｗ当量（Ｗｅｑ＝２Ｍｏ＋Ｗ）として表さ
れる。このＷｅｑは少なくとも１０．０％以上添加させ
る必要があるが、高硬度を得るにはＷｅｑに比例して浸
炭時のＣ濃度を高くする必要があり、ガス浸炭やガス浸
炭窒化では高硬さが得にくくなるため、上限を２４％と
する。
【００１３】また、Ｖの含有量は２．０〜１０．０％の
範囲内とする。Ｖは浸炭および浸炭窒化により非常に硬
度の高いＭＣ型炭化物及びＭＣＮ型炭窒化物を形成する
とともに、二次硬化により熱処理硬さを高めて耐摩耗性
に寄与する。これらの効果を得るには少なくともＶを
２．０％含有させる必要があるが、Ｖ量に比例してフェ
ライト層が残存しやすくなるため浸炭時のＣ濃度を高く
する必要があり、ガス浸炭やガス浸炭窒化では高硬度が
得にくくなる上、生成する炭化物も粗大化しやすく靭性
を阻害するため、上限を１０．０％とする。
範囲内とする。Ｖは浸炭および浸炭窒化により非常に硬
度の高いＭＣ型炭化物及びＭＣＮ型炭窒化物を形成する
とともに、二次硬化により熱処理硬さを高めて耐摩耗性
に寄与する。これらの効果を得るには少なくともＶを
２．０％含有させる必要があるが、Ｖ量に比例してフェ
ライト層が残存しやすくなるため浸炭時のＣ濃度を高く
する必要があり、ガス浸炭やガス浸炭窒化では高硬度が
得にくくなる上、生成する炭化物も粗大化しやすく靭性
を阻害するため、上限を１０．０％とする。
【００１４】Ｃｒの含有量は４．０％以下とする。Ｃｒ
はＣと結合して複炭化物を形成し、耐摩耗性に寄与す
る。さらに、微細な二次炭化物は熱処理時にマトリック
スに固溶し、マトリックス硬さを高める。しかしなが
ら、Ｃｒ量に比例して浸炭層の硬さが低下し、多量に添
加するとかえって耐摩耗性を低下させるため、上限を４
％とする。またＣｏの含有量は０．１〜５．０％の範囲
内とする。Ｃｏはマトリックス硬さと耐熱性の向上に寄
与する。しかしながら、添加し過ぎると靭性を阻害する
ため、上限を５．０％とする。
はＣと結合して複炭化物を形成し、耐摩耗性に寄与す
る。さらに、微細な二次炭化物は熱処理時にマトリック
スに固溶し、マトリックス硬さを高める。しかしなが
ら、Ｃｒ量に比例して浸炭層の硬さが低下し、多量に添
加するとかえって耐摩耗性を低下させるため、上限を４
％とする。またＣｏの含有量は０．１〜５．０％の範囲
内とする。Ｃｏはマトリックス硬さと耐熱性の向上に寄
与する。しかしながら、添加し過ぎると靭性を阻害する
ため、上限を５．０％とする。
【００１５】そして更に、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒの各含有量
は０．０１〜０．１％の範囲内とする。これらの元素は
浸炭および浸炭窒化によりいずれもＭＣ，ＭＣＮ型の微
細な炭化物，炭窒化物を形成し、安定で成長しにくいた
め結晶粒を微細化し、靭性の向上に寄与する。一方、こ
れらは添加しすぎると金属間化合物を形成し、かえって
靭性を阻害するため、上限を０．１％とする。
は０．０１〜０．１％の範囲内とする。これらの元素は
浸炭および浸炭窒化によりいずれもＭＣ，ＭＣＮ型の微
細な炭化物，炭窒化物を形成し、安定で成長しにくいた
め結晶粒を微細化し、靭性の向上に寄与する。一方、こ
れらは添加しすぎると金属間化合物を形成し、かえって
靭性を阻害するため、上限を０．１％とする。
【００１６】
【実施例１】表１に、本発明工具の代表例（Ｎ０．１及
びＮ０．２）と、比較工具（Ｎ０．３：ＪＩＳ ＳＫＨ
５１）の化学成分を示す。
びＮ０．２）と、比較工具（Ｎ０．３：ＪＩＳ ＳＫＨ
５１）の化学成分を示す。
【００１７】
【表 １】
【００１８】これらＮ０．１〜Ｎ０．３の各化学成分鋼
を溶製し、径５ｍｍの線材を製造する。そして、この各
線材の中心部にドリルで径１ｍｍ，深さ１００ｍｍの穴
あけ加工を実施した。穴あけ加工が不能になるまでの穴
あけ加工数を表２に示す。これらにより、Ｎ０．１及び
Ｎ０．２の化学成分からなる線材は切削加工が容易であ
ることがわかる。
を溶製し、径５ｍｍの線材を製造する。そして、この各
線材の中心部にドリルで径１ｍｍ，深さ１００ｍｍの穴
あけ加工を実施した。穴あけ加工が不能になるまでの穴
あけ加工数を表２に示す。これらにより、Ｎ０．１及び
Ｎ０．２の化学成分からなる線材は切削加工が容易であ
ることがわかる。
【００１９】
【表 ２】
【００２０】つぎに、上記Ｎ０．１及びＮ０．２の各化
学成分鋼でそれぞれ製造した線材については、９４０℃
のＣポテンシャルＣｐ＝１．２の雰囲気中でガス浸炭を
実施し、上記のＮ０．３の化学成分鋼で製造した線材と
ともに１２００℃で焼入れ、６００℃で２回焼戻しを実
施した。硬さ分布を第１図に示す。これらにより、Ｎ
０．１及びＮ０．２の各化学成分からなる線材は、浸
炭，熱処理後に高速度鋼並の強度が得られることがわか
る。
学成分鋼でそれぞれ製造した線材については、９４０℃
のＣポテンシャルＣｐ＝１．２の雰囲気中でガス浸炭を
実施し、上記のＮ０．３の化学成分鋼で製造した線材と
ともに１２００℃で焼入れ、６００℃で２回焼戻しを実
施した。硬さ分布を第１図に示す。これらにより、Ｎ
０．１及びＮ０．２の各化学成分からなる線材は、浸
炭，熱処理後に高速度鋼並の強度が得られることがわか
る。
【００２１】
【実施例２】表３に、本発明工具の代表例（Ｎ０．１〜
Ｎ０．４）と、比較工具（Ｎ０．５〜Ｎ０．８）の化学
成分を示す。
Ｎ０．４）と、比較工具（Ｎ０．５〜Ｎ０．８）の化学
成分を示す。
【００２２】
【表 ３】
【００２３】これらＮ０．１〜Ｎ０．８の各化学成分鋼
を溶製し、造塊後インゴットを鍛造して径３０ｍｍの線
材に熱間圧延した。次に、これらの素材を９４０℃のＣ
ポテンシャルＣｐ＝１．２の雰囲気中でガス浸炭を実施
し、Ｃｐ＝０．９で拡散処理を行った後、１０００℃で
焼入れ、６００℃で２回焼戻しを実施した。
を溶製し、造塊後インゴットを鍛造して径３０ｍｍの線
材に熱間圧延した。次に、これらの素材を９４０℃のＣ
ポテンシャルＣｐ＝１．２の雰囲気中でガス浸炭を実施
し、Ｃｐ＝０．９で拡散処理を行った後、１０００℃で
焼入れ、６００℃で２回焼戻しを実施した。
【００２４】図１に前記各線材の断面硬さの測定結果を
示す。Ｎ０．１〜Ｎ０．４の各化学成分鋼（以下、本発
明鋼という）で形成した径３０ｍｍの各線材にあって
は、表面部でＨｖ９００〜１０００もの高硬度を有する
とゝもに、内部は５００Ｈｖ程度の塑性加工用工具とし
て必要な強度を保持する硬さを維持している。
示す。Ｎ０．１〜Ｎ０．４の各化学成分鋼（以下、本発
明鋼という）で形成した径３０ｍｍの各線材にあって
は、表面部でＨｖ９００〜１０００もの高硬度を有する
とゝもに、内部は５００Ｈｖ程度の塑性加工用工具とし
て必要な強度を保持する硬さを維持している。
【００２５】次に、上記の条件で浸炭後、熱処理した径
５０ｍｍ，長さ１００ｍｍのＮ０．１〜Ｎ０．４の本発
明鋼と、１２００℃で焼入れ、５６０℃で２回焼戻しし
たＮ０．７の化学成分鋼（ＪＩＳ ＳＫＨ５１）及びＮ
０．８の化学成分鋼（粉末高速度鋼）の熱処理による変
寸率を第２図に示す位置で測定した。この結果は第３図
に示す通りであり、本発明鋼（Ｎ０．１〜Ｎ０．４）の
熱処理による変寸率は比較鋼（Ｎ０．７〜Ｎ０．８）と
比較して極めて低いことが判る。
５０ｍｍ，長さ１００ｍｍのＮ０．１〜Ｎ０．４の本発
明鋼と、１２００℃で焼入れ、５６０℃で２回焼戻しし
たＮ０．７の化学成分鋼（ＪＩＳ ＳＫＨ５１）及びＮ
０．８の化学成分鋼（粉末高速度鋼）の熱処理による変
寸率を第２図に示す位置で測定した。この結果は第３図
に示す通りであり、本発明鋼（Ｎ０．１〜Ｎ０．４）の
熱処理による変寸率は比較鋼（Ｎ０．７〜Ｎ０．８）と
比較して極めて低いことが判る。
【００２６】また、本発明鋼および比較鋼の浸炭層と、
ＪＩＳ ＳＫＨ５１および粉末高速鋼のＭＣ型炭化物の
体積率を画像解析した結果と、大越式摩耗試験により耐
摩耗性を評価した結果および摩耗試験片の表面硬さを表
４に示す。本発明鋼はＭＣ型炭化物の生成に富み、耐摩
耗性に優れることがわかる。
ＪＩＳ ＳＫＨ５１および粉末高速鋼のＭＣ型炭化物の
体積率を画像解析した結果と、大越式摩耗試験により耐
摩耗性を評価した結果および摩耗試験片の表面硬さを表
４に示す。本発明鋼はＭＣ型炭化物の生成に富み、耐摩
耗性に優れることがわかる。
【００２７】
【表 ４】
【００２８】さらに、素材内部の靭性評価を目的に、浸
炭を行わず熱処理したシャルピー衝撃試験片の硬さおよ
びシャルピー衝撃値を表５に示す。本発明鋼の素材内部
は優れた靭性を有することがわかる。
炭を行わず熱処理したシャルピー衝撃試験片の硬さおよ
びシャルピー衝撃値を表５に示す。本発明鋼の素材内部
は優れた靭性を有することがわかる。
【００２９】
【表 ５】
【００３０】
【発明の効果】本発明は、上記のような構成であるか
ら、通常肌焼鋼などで行われているガス浸炭もしくはガ
ス浸炭窒化処理条件で、表層部は硬質で微細なＭＣ，Ｍ
６Ｃ型炭化物もしくはＭＣＮ，Ｍ６ＣＮ型炭窒化物を素
材表面に分布させ、焼入れ焼戻し後にはマトリックス自
体もマルテンサイト組織を形成して高硬度を維持するこ
とで優れた耐摩耗性を有し、素材内部は低Ｃで塑性加工
用工具として必要な硬さのみを有することから靭性に優
れた塑性加工用工具を工業上容易に製造することができ
る。更にこれらは、熱処理時の焼入温度を低くすること
が可能であるため熱処理歪みを小さくすることでき、仕
上げ加工代を小さくすることができるとゝもに、さらに
低Ｃにより被切削性に優れ、切削効率を高めた低コスト
での製造が可能である、といった諸効果がある。
ら、通常肌焼鋼などで行われているガス浸炭もしくはガ
ス浸炭窒化処理条件で、表層部は硬質で微細なＭＣ，Ｍ
６Ｃ型炭化物もしくはＭＣＮ，Ｍ６ＣＮ型炭窒化物を素
材表面に分布させ、焼入れ焼戻し後にはマトリックス自
体もマルテンサイト組織を形成して高硬度を維持するこ
とで優れた耐摩耗性を有し、素材内部は低Ｃで塑性加工
用工具として必要な硬さのみを有することから靭性に優
れた塑性加工用工具を工業上容易に製造することができ
る。更にこれらは、熱処理時の焼入温度を低くすること
が可能であるため熱処理歪みを小さくすることでき、仕
上げ加工代を小さくすることができるとゝもに、さらに
低Ｃにより被切削性に優れ、切削効率を高めた低コスト
での製造が可能である、といった諸効果がある。
【図１】本発明鋼と比較鋼で夫々形成した実施例１の線
材の断面硬さの測定結果を示す図である。
材の断面硬さの測定結果を示す図である。
【図２】同第２実施例の線材の断面硬さの測定結果を示
す図である。
す図である。
【図３】熱処理による変寸率の測定位置を示す図であ
る。
る。
【図４】熱処理による変寸率を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 活也 富山県新湊市八幡町３丁目10番15号 日本 高周波鋼業株式会社富山製造所内 (72)発明者 西沢 泰二 宮城県仙台市青葉区太白区茂ケ崎１−１− 65 (72)発明者 石田 清仁 宮城県仙台市青葉区上杉３−５−20
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．５％以下、Ｓｉ：
１．５０％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｍｏ又はＷの
一種又は二種をＷｅｑ＝２Ｍｏ＋ＷとしてＷｅｑ：１
０．０〜２４．０％、Ｖ：２．０〜１０．０％、残部が
Ｆｅと不可避の不純物からなる組成の低Ｃ鋼で形成した
工具であって、該工具の浸炭又は浸炭窒化後における表
層部の浸炭層又は浸炭窒化層中にＭＣおよびＭ６Ｃ型炭
化物またはＭＣＮおよびＭ６ＣＮ型炭窒化物を有し、且
つ通常の熱処理もしくは浸炭焼入後のマトリックス組織
がマルテンサイトであることを特徴とする工具。 - 【請求項２】 Ｆｅの一部を、Ｃｒ：４．０％以下、Ｃ
ｏ：０．１〜５．０％の一種又は二種と置換した組成と
したことを特徴とする請求項１記載の工具。 - 【請求項３】 Ｆｅの一部を、Ｔｉ：０．０１〜０．１
％、Ｎｂ：０．０１〜０．１％、Ｚｒ：０．０１〜０．
１％のうちの一種又は二種以上と置換した組成としたこ
とを特徴とする請求項１記載の工具。 - 【請求項４】 Ｆｅの一部を、Ｃｒ：４．０％以下、Ｃ
ｏ：０．１〜５．０％の一種又は二種と、Ｔｉ：０．０
１〜０．１％、Ｎｂ：０．０１〜０．１％、Ｚｒ：０．
０１〜０．１％のうちの一種又は二種以上と置換した組
成としたことを特徴とする請求項１記載の工具。 - 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載の組成か
らなる低Ｃ鋼を切削加工して工具を形成するとゝもに、
該工具のマトリックス組織がフェライトを形成する範囲
内で浸炭法又は浸炭窒化法により処理して、表層部の浸
炭層又は浸炭窒化層中にＭＣおよびＭ６Ｃ型炭化物又は
ＭＣＮおよびＭ６ＣＮ型炭窒化物を析出せしめ、通常の
熱処理もしくは浸炭焼入によりマトリックス組織をマル
テンサイトに変態せしめることを特徴とする工具の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2618999A JPH11286745A (ja) | 1998-02-04 | 1999-02-03 | 工具及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3801698 | 1998-02-04 | ||
| JP10-38017 | 1998-02-04 | ||
| JP10-38016 | 1998-02-04 | ||
| JP3801798 | 1998-02-04 | ||
| JP2618999A JPH11286745A (ja) | 1998-02-04 | 1999-02-03 | 工具及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11286745A true JPH11286745A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=27285297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2618999A Pending JPH11286745A (ja) | 1998-02-04 | 1999-02-03 | 工具及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11286745A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038251A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | 鍛造用金型及びその製造方法 |
| JP2007038250A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | 鍛造用金型及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP2618999A patent/JPH11286745A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038251A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | 鍛造用金型及びその製造方法 |
| JP2007038250A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | 鍛造用金型及びその製造方法 |
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