JPS6256558A - プラスチツク成形用工具鋼 - Google Patents

プラスチツク成形用工具鋼

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JPS6256558A
JPS6256558A JP60194826A JP19482685A JPS6256558A JP S6256558 A JPS6256558 A JP S6256558A JP 60194826 A JP60194826 A JP 60194826A JP 19482685 A JP19482685 A JP 19482685A JP S6256558 A JPS6256558 A JP S6256558A
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molding
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阿部山 尚三
Hiroshi Mizuno
博司 水野
Koichi Sudo
須藤 興一
Yukinori Matsuda
幸紀 松田
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2905/00Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material
    • B29K2905/08Transition metals
    • B29K2905/12Iron

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

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】 り発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、プラスチック成形品の成形に使用される金
型の素材として利用され、とくに非磁性であることが要
求されるプラスチック磁石成形用金型の素材として好適
に利用されるプラスチック成形用工具鋼に関するもので
ある。
(従来の技術) 従来、非磁性であることが要求されるプラスチック磁石
成形用金型の素材としては、Ni −Cr系のオーステ
ナイト系ステンレス鋼(例えば、SUS  304)が
多く使用されてきた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来のNi−Cr系のオース
テナイト系ステンレス鋼を素材とした金型では、加工性
が良くないために金型の寸法精度が出にくく、機械加工
によって高精度の金型を容易に製作することが困難であ
ると共に、プラスチック磁石のベースとなる樹脂および
難燃用の添加剤から発生するガスによる腐食、ならびに
硬度の高い磁石粉による摩耗の両方が相乗された腐食摩
耗特性があまり良くないためこれによって金型寿命が短
いという問題点かった。
この発明は、上記した従来の問題点に着目してなされた
もので、通常のプラスチック成形品の成形用金型素材と
して使用可能であるのはもちろんのこと、とくに非磁性
であることが要求されるプラスチック磁石成形用金型素
材として使用可能であり、被削性に優れていることから
寸法精度の高い金型の製作が可能であると同時に、#腐
食摩耗性に潰れているため長寿命の金型とすることが可
能であるプラスチック成形用工具鋼を提供することを目
的としている。
L発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明によるプラスチック成形用工具鋼は、重量%で
、C:0.3〜1.5%、Si:2%以下、M n :
 5〜25%、Ni:1−15%、Cr:3〜25%、
 Mo+0.5〜5%、 V:1〜4%、Nb+Ta:
O’、05%〜1,0%、およびS:0.2%以下−、
Pb:0.4%以下、Te:0.3%以下、Ca:0.
01%以下のうちの1種または2種以上、さらに必要に
応じてCu:0.05〜2%を含み、残部Feおよび不
純物よりなり、高硬度で耐腐食摩耗性に優れていると共
に切削加工性にも潰れており、かつまた非磁性であるこ
とを特徴とするものである。
次に、この発明によるプラスチック成形用工具鋼の成分
範囲(重量%)の限定理由について説明する。
C:0.3〜1,5% CはV、Crなどと結合して硬質の炭化物VC、(Cr
 、 V 、 Mn) 7 C3を形成することにより
#摩耗性を向上させるために不可欠な元素である。この
場合、Ciが0.3%未満では上記炭化物の析出硬化は
少なく、工具鋼の耐摩耗性が十分なものとならず、1.
5%を超えると時効硬化の増加が飽和に達し、また、靭
性の低下が大きい、このため、C量は0.3〜1.5%
に限定した。
Si:2%以下 Siは工具鋼の溶製時に脱酸剤として作用して鋼の清浄
度を高めてその機械的性質を向上させるが、多量に含有
すると靭性を劣化させるため2%以下に限定した。
M n : 5〜25% Mnはオーステナイト安定化元素であり、鋼を非磁性に
保って異方性プラスチック磁石の射出成形による製作を
可能にするとともに、#摩耗性を増加させて工具(金型
)の寿命を延長させるのに有効な元素である。そして、
その効果は5%以上で大きくあられれるが、25%を超
えてもオーステナイトの安定化に対してより一層の向上
はないため、Mn量は5〜25%に限定した。
Ni:1〜15% Niは安定したオーステナイト組織を得るために有効な
元素であり、常温および高温における延性ならびに耐酸
化性を向上させる。しかし、Niが1%未満ではその効
果が少なく、15%を超えると時効硬化性を減少させる
ので、Ni量は1〜15%に限定した。
Cr:3〜25% Crはオーステナイトの安定化、耐酸化性の向上および
耐疲労特性の向上に寄がする元素であり、このような効
果を得るため少なくとも3%以上含有させることが必要
であるが、25%を超えるとδ−フェライトを生じやす
くなり、透磁率を低下させることとなるので、Cr P
Lは3〜25%に限定した。
Mo:0.5〜5% MOは基地および炭化物の硬さを増大し、工具(金型)
の#摩耗性を向上させるのに有効な元素である。しかし
1Moが0.5%未満であるとその効果は少なく、また
、5%を超えてもそれ以−Fの効果は得がたく、また高
価な元素でもあるので、Mo量は0.5〜5%に限定し
た。
V:1〜4% VはCと結合して炭化物VCを作り、その析出によって
マトリックスを硬化させるために必要な元素である。し
かし、その添加量が1%未満であると時効硬化量が少な
く、4%を超えると組織的に不安定となり、また熱間加
工性および耐酸化性がそこなわれるので、7遍は1〜4
%に限定した。
Nb+Ta : 0.05〜1.0% Nb、Ta(いずれか一方がOである場合も含む)はイ
ンゴット凝固時における炭化物の微細化および熱処理時
における結晶粒成長の抑制効果があり、Crとの複合効
果によって鋼の耐疲労特性を高めるのに有効な元素であ
るが、0.05%未満ではこのような効果が少なく、反
対に多すぎると靭性を害するので、Nb、Taff1は
合計で0.05〜1.0%に限定した。
S:0.2%以下、Pb:0.4%以下、Te:0.3
%以下、Ca:0.01%以下のうちの1種または2種
以上 S、Pb、Te、Caはいずれも工具鋼の被削性を向上
させ、工具および金型を機械加工によって製作する場合
の加工性を著しく良好なものとし、寸法精度の高い精密
な工具および金型を製作するのに有効な元Jであるので
、必要に応じてこれらの1種または2種以上を添加する
のがよい。
そして、このような被削性向上の効果を上方に得るため
には、より望ましくは、Sは0.05%以上、Pbは0
.1%以上、T’eは0.1%以上、Caは0.001
%以−に添加するのが良い、なお、Caは凝固時の炭化
物を微細化する効果があり、この結果疲労強度を向上さ
せるのにも有効な元素である。また、Sを被削性向上元
素として添加しない場合には、不純物元素としてo、o
 a i%以下に抑制することも望ましい、しかし、こ
れらの被削性向上元素の添加量が多すぎると、熱間加工
性や靭性を低下させることとなるので、Sは0.2%以
下、Pbは0.4%以下、Teは0.3%以下、Caは
0.01%以下とする必要がある。
Cu:0.05〜2% Cuは工具および金型の耐食性をより一層向上させ、樹
脂および難燃用の添加剤から発生するガスに対する腐食
減量をさらに少なくするのに有効な元素であるので、こ
のような効果を得るために0.05%以上含有させるの
もよい。しかし、多すざると靭性や加工性を害するので
、添加するとしても2%以下におさえる必要がある。
(実施例) 第1表に示す成分の鋼(発明鋼陥、1〜5.比較鋼陽、
6〜9)を溶製したのち鋳造して鋳塊とし、熱間におい
て鍛伸して作った棒材に1150°OX l h r加
熱後水冷の固溶化熱処理を行った。
次いで、各供試鋼の固溶化熱処理後の硬さを測定すると
ともに、第2表に示す切削条件で被剛性試験を行った。
これらの結果を第3表に示す。
さらに、供試鋼No、1.6.9については固溶化熱処
理後に時効硬化処理を行い、詩効硬化処pt後の硬さを
測定するとともに、第2表に示す切削条件で被削性試験
を行った。これらの結果を第3表にあわせて示す。
T     z     表 第3表 第1表および第3表に示すように、この発明による工具
鋼は切削加工の際の工具寿命が大であり、被削性に著し
く優れていることが明らかであって、寸法精度の高い工
具および金型を機械加工によって製作することが可能で
ある。また、この発明による工具鋼は、固溶化熱処理後
に時効硬化処4を施した場合でも切削が可能であること
が明らかである。
次に、供試鋼励、1〜7および9に対して700℃X6
hr加熱後空冷の時効硬化処理を施して、時効硬化処理
後の硬さを測定すると共に。
第1図に示すように、容器1内に入れたポリアミド+磁
石粉末2を誘導加熱コイル3で250℃に加熱保持した
状態で供試鋼片4を10時間にわたって回転させる腐食
摩耗模凝実験を行うことにより、各供試鋼の腐食摩耗特
性を調べた。この結第4表 第4表に示すように1発明鋼 N011〜5は比較鋼N
o、 8 、9に比べていずれも時効硬化処理後の硬さ
が高く、腐食摩耗減量が少な°いものであり、とくにプ
ラスチック磁石の成形時に樹脂および難燃用添加剤から
発生するガスによる腐食ならひに硬度の高い磁石粉によ
る摩耗の2つが合わさった腐食摩耗に対する抵抗性に著
しく優れており、長寿命の金型とすることが可能である
。そして、Cuを適−酸添加した供試鋼N015の場合
には耐腐食摩耗特性がさらに向上していることが明らか
である。
一方、プラスチック成形品の成形用金型は通常の場合に
加熱状態で使用されるため、その熱膨張係数は一般の工
具鋼に近いことが望ましい、そこで、この発明による工
具鋼の熱膨張係数を調べた。その結果を第5表に示す。
第5表 第5表に示すように、この発明によるプラスチック成形
用工具鋼の熱膨張係数は一般の工具鋼のそれに近いもの
であり、一般の工具鋼と組合わせて使用することが可能
である。
さらに、異方性のプラスチック磁石を成型する金型の素
材は非磁性であることが要求されるので、各供試鋼の透
磁率を調べた。その結果を第6表に示す。
第6表 第6表に示すように、この発明によるプラスチック成形
用工具鋼は透磁率が低く、異方性のプラスチック磁石を
成形するための金型素材として適していることが明らか
である。
なお、比較w4No、7にあっては、被削性が良好であ
り、腐食摩耗減量が少なく、熱膨張係数は一般の工具鋼
のそれに近く非磁性ではあるが、熱間加工性や靭性があ
まり良好でなかった。
〔発明の効果] 以上説明してきたように、この発明によるプラスチック
成形用工具鋼は、重量%で、C:0.3〜1.5%、S
i:2%以下、Mn:5−25%、Ni:1〜15%、
Cr:3〜25%、MO=0.5〜5%、V:1〜4%
、Nb+Ta:0.05%〜1.0%、およびS:0.
2%以下、Pb:0.4%以下、Te:0.3%以下。
Ca:O,01%以下のうちの1種または2種以上、必
要に応じてCu:0.05〜2%を含み、残部Feおよ
び不純物よりなるものであるから、被削性に優れている
ため寸法精度め高いプラスチアク成形用金型の素材とし
て好適であり、通常のプラス升ンク戊形品の成形用金型
素材としてほもちろんのこと、とくに非磁性であること
が要求されるプラスチック磁石成形用金型素材としても
好適であり、プラスチック磁石のベースとなる樹脂およ
び難燃用の添加剤から発生するガスによる腐食、ならび
に硬度の高い磁石粉による摩耗の両方が相乗された腐食
摩耗に対する抵抗性に優れているため、金型寿命を大幅
に増大させることが可能であるなどの非常に優れた効果
がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はプラスチック磁石の成形による腐食摩耗の模擬
実験要領を示す説明図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で、C:0.3〜1.5%、Si:2%以
    下、Mn:5〜25%、Ni:1〜15%、Cr:3〜
    25%、Mo:0.5〜5%、V:1〜4%、Nb+T
    a:0.05%〜1.0%、およびS:0.2%以下、
    Pb:0.4%以下、Te:0.3%以下、Ca:0.
    01%以下のうちの1種または2種以上を含み、残部F
    eおよび不純物よりなることを特徴とするプラスチック
    成形用工具鋼。
  2. (2)重量%で、C:0.3〜1.5%、Si:2%以
    下、Mn:5〜25%、Ni:1〜15%、Cr:3〜
    25%、Mo:0.5〜5%、V:1〜4%、Nb+T
    a:0.05%〜1.0%、Cu:0.05〜2%、お
    よびS:0.2%以下、Pb:0.4%以下、Te:0
    .3%以下、Ca:0.01%以下のうちの1種または
    2種以上を含み、残部Feおよび不純物よりなることを
    特徴とするプラスチック成形用工具鋼。
JP60194826A 1985-09-05 1985-09-05 プラスチツク成形用工具鋼 Expired - Lifetime JPH0772325B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109023101A (zh) * 2018-09-21 2018-12-18 江西樟树市兴隆特殊钢有限公司 一种无磁性模具钢及其制备方法

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