JPS63183153A

JPS63183153A - プラスチツク成形プリハ−ドン金型用鋼

Info

Publication number: JPS63183153A
Application number: JP1584187A
Authority: JP
Inventors: Toshio Okuno; 奥野　利夫; Yuji Ito; 裕司伊藤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1988-07-28
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JP2655840B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は極めて優れた波切削性、研磨仕上性を有する新
しいプリハードンタイプのプラスチック成形金型用鋼に
関するものである。

〔従来の技術〕

高級プラスチック成形金型用鋼としては、（１）鏡面仕
上性が良く、ピンホールやその他機一ビツトの発生しな
いこと、（２）シボ加工性が良いこと、（３）耐食、耐発錆性が良いこと、（４）強度、耐摩耗性が良く、適度の靭性を備えている
こと、（５）被切削性が良いこと、などが要求される。

しかし、近年型の製作期間の短縮やプラスチック成形肌
の良好なことが特に重要な顧客要求として提起され、高
い硬さでの優れた被切削性（工具寿命、切削肌）と鏡面
仕上性を兼備した型用鋼の開発が課題となった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来型用鋼の切削肌、鏡面仕上性を高めることは、逆に
切削工具の寿命の低下をまねくことにつながり１両者の
特性を兼備させることは容易ではなかった。

本発明は、上記諸要求性質を同時に満たす合金の提供を
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明鋼は低Ｃ−中〜低Ｍｎ−Ｎ１−Ｍ。

（Ｗ）−高Ｃｕ−高Ａｌ系を基本成分とする合金であり
、焼入により均一な上部ベイナイト組織を生成し、さら
に５００℃以上の高温焼もどしにより、低Ｃのベイナイ
ト地にＦｅ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物。

Ｍ　ｏ　（Ｗ　）炭化物を析出させ、時効（析出）硬化
による高い強度を付与するとともに、適度に脆化を起さ
せ、極めて良好な切削肌と工具寿命を付与するとともに
、高い硬さとあいまって、特に優れた鏡面仕上性を示す
ものである。また、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎｉの含有
により優れた耐食性、耐発錆性が得られ、また放電加工
による硬化が少なく、この点でも仕上加工が容易である
。

本発明鋼は、ＨＲＣ３７ないしそれ以上の硬さのプリハ
ードン状態（一般に焼入後４００℃以上の焼もどし）で
供給され、そのまま型彫加工→研磨加工、さらに高度の
鏡面仕上性やシボ加工処理を施して使用されるものであ
る。

したがって、ユーザーでの熱処理を要せず、極めて良好
な被切削性、高い硬さと均一なマトリックス、本質的に
優れた鋼質の清浄性とがあいまって、極めて優れた研磨
加工性、鏡面仕上やシボ加工性をもたらし、また、へた
り、摩耗の懸念を要せず、長寿命を与えることを可能に
する新しいプラスチック成、彫金型用鋼である。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

第１表に本発テ鋼の実施例と比較鋼の化学成分を示す、
比較鋼Ｈは最高級の鏡面仕上肌、シボ加工肌が得られ、
かつ靭性が特に優れた型用鋼である。比較鋼ＩはややＡ
ｌ量を低めたもので、靭性は良好であるが、被切削性は
本発明鋼よりも低いものである。比較鋼Ｊは８０Ｍ４４
０である。

第　　１　　表第２表に本発明鋼のＨＲＣ４３に熱処理したもののエン
ドミルによる切削の場合の８０Ｍ４４０（ＨＲＣ３５）
を基準とした被切削性指数および切削面最大アラサ比を
示す。

第２表本発明鋼は、ＨＲＣ４３前後の高い硬さ水準におイテも
Ｓ　０Ｍ４４０　（ＨＲＣ３５，１）よりも被切削性が
格段に優れており、また切削面アラサも格段に細かく、
以後の研磨加工の工数低減に効果が太きいことを示して
いる。

第３表は、本発明鋼の断面寸法５０ｍ１ｔ　Ｘ　１５０
ＩＩｍｔ鍛伸材につき、ＨＲＣ４３前後に焼入焼もどし
後、試験片を鍛伸方向に対し平行（Ｌ）および直角（Ｔ
）方向に採取して引張試験およびシャルピー衝撃試験（
２ｍｏ＋μノツチ）を行なった結果を示す。

第３表本発明鋼は、比較鋼Ｉに対比して引張試験における伸び
、絞り値およびシャルピー衝撃値は低く、これが切削加
工時の切粉の剪断による削除を極めて容易にし、これに
より切削工具の寿命や切削面のアラサが特に良好で、比
較鋼重やＪ（５０Ｍ４４０）に対し被切削面が大きく高
められている。

一方、伸び、絞りおよびシャルピー衝撃値は低いため、
複雑形状や薄肉部を有する型として使用する場合には、
靭性に配慮して、硬さをやや低めにすることが必要な場
合もある。

Ａｌ量が本願発明鋼よりも低い比較鋼Ｉの場合、靭性、
延性は良好であるが、極めて優れた被切削性を本位とす
る本発明鋼の被切削性の水準に達しないものである。

第４表に本発明鋼の塩水雰囲気中における耐発錆試験の
結果を示す。

第４表試料は２５ＩＸ２５ｍｍで、ペーパー→パフ鏡面仕上の
のち、塩水雰囲気中に２時間浸漬した場合の発錆個数を
、Ａｌ量が低い比較鋼重のそれを１００として指数で示
したものである。

本発明鋼は溶解、遣塊技術面からの検討により、Ａｌを
含まない比較鋼Ｈには及ばないが、腐食孔発生の原因と
なるＡｌ□０．系非金属介在物の生成を少量に抑えるこ
とができ、この結果、比較鋼Ｉに準する耐発錆個数を維
持している。

第５表に本発明鋼の切削加工後の研磨仕上の所要時間を
比較鋼と対比して示した。

第　　５　　表試料は５０＋ｎｎ＋Ｘ５０ｎｍで、熱処理後エンドミル
により切削加工を行なったのち、砥石→ペーパー−ダイ
ヤモンドコンパウンド研磨の方式で鏡面仕上を行ない、
仕上完了までに要する時間を比較鋼重のそれを１００と
して指数で示したものである。

本願発明鋼は硬さが高く、深い研磨症を生じず、研磨に
おける切粉の除去が円滑に行なわれ、優れた研磨性を示
す。

次に本発明鋼の成分限定理由について述べる。

Ｃは本発明鋼の焼入組織を被切削性の良好な塊状上部ベ
イナイト組織に保ち、かつ焼もどしにおけるＣｕ−Ｆｅ
、Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物及びＭｏ、Ｗ炭化物の析出に
基づく、析出硬化をもたらすための基質を与えるための
基本的添加元素である。多すぎると、基地をマルテンサ
イト組織化して被切削性を減じ、かつ過度の炭化物を形
成して被切削性を減じさせる。

また、放電加工性を劣化させ、鏡面仕上性を減じ、さら
に放電硬化性を高め、放電加工後の研磨加工工数の増加
をまねくので０．１．７％以下とし、低すぎるとフェラ
イト析出をまねき、かつ十分な焼もどしく時効）硬さが
得られないのでＡｌほかの合金組成との関係において０
．０８％以上とする。

Ｍｎは本発明鋼のベイナイト焼入性を高め、またフェラ
イトの生成を抑制し、適度の焼入、焼もどしく時効）硬
さを与えるために添加される。多すぎるとベイナイト変
態温度を低下させ、ベイナイト組織を過度に微細化させ
、また基地の粘さを上げて被切削性を低下させるので１
．２０％以下とし、低すぎると上記添加の効果が得られ
ないので０．５０％以上とする。

Ｓｉは使用時の雰囲気に対する耐食性を高めるために目
的、用途により添加される。多すぎるとフェライトの生
成をまねき、また被切削性を低下させるので０．６０％
以下とする。

Ｎｉは本発明鋼のベイナイト焼入性を高め、またフェラ
イトの生成を抑制し、焼もどしく時効）時。

Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物を析出させ、本発明鋼の特徴で
ある高い硬さを得るとともに、延性を適度に低下させ、
被切削性の向上を得るために添加される。多すぎるとベ
イナイト変態温度を低下させ、ベイナイト組織を過度に
微細化させ、また基地の粘さを上げて被切削性を低下さ
せるので３．５０％以下とし、低すぎると上記添加の効
果が得られないので２．５０％以上とする。

Ｃｒは本発明鋼の耐食性、また窒化時の硬さを高め、ま
た研磨加工時あるいは金型保管時の発錆を抑制するため
、目的、用途により添加される。

多すぎるとベイナイト組織を微細化し、特に高い被切削
性を狙いとする本願発明鋼としての特性を維持すること
が困難となるので０．５０％以下とする。

Ｗ、Ｍｏは本発明鋼の５００℃を越える高温焼もどしく
時効）処理において微細炭化物を析出し、析出（時効）
硬化をもたらし１本発明鋼の強度を形成するため、また
、使用時の雰囲気に対する耐食性を高めるため、目的、
用途により添加される。添加する場合には、一般的にＭ
ｏ単独添加とするが、目的、用途によりＭＯ１Ｗ複合添
加あるいはＷ単独添加が施されるものである。析出硬化
の最高硬度については、ＭＯが有利であるが、軟化抵抗
については、Ｗが有利となる１本用途の場合、多量の添
加は必要なく、多すぎると被切削性の低下をまねくので
、１／２Ｗ＋Ｍｏで０．７０％以下とし、低すぎると上
記添加の効果が得られないので１／２Ｗ＋ＭＯで０．１
０％以上とする。

Ｃｕは本発明鋼の焼もどしく時効）処理において、Ｆｅ
−Ｃｕ金属間化合物の微細析出による析出（時効）硬化
をもたらし、塊状上部ベイナイト基地とあいまって本発
明鋼の極めて優れた被切削性を形成させるための、また
所要の硬さを得るための最も重要な添加元素の一つであ
り、また優れた耐食性をもたらすものである。多すぎる
と熱間加工性を低下させ、また、ベイナイトを微細化さ
せ、かえって被切削性を低下させるので２．５０％以下
とし、低すぎると上記添加の効果が得られないので１．
８０％以上とする。

Ａｌはベイナイト変態温度を高めて望ましい塊状上部ベ
イナイトを得やすくシ、焼もどしく時効）処理において
、Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物の微細析出による析出（時効
）硬化をもたらし、塊状上部ベイナイト基地とあいまっ
て本発明鋼の特徴である極めて高い硬さとともに優れた
被切削性を形成させるための重要な添加元素である。

また、窒化時の窒化硬さを上昇させる効果をもたらす。

多すぎるとアルミナ系介在物の生成傾向が大きくなり、
製造性を低下させ、また鏡面仕上性や耐食性を低下させ
、さらに延性の過度の低下をまねくので１．５０％以下
とし、低すぎると上記添加の効果が得られないので０．
８５％以上とする。

〔発明の効果〕

以上゛に詳述するように、本発明鋼は基地組成、基地組
織および析出（時効）生成物の適切な組合せにより、Ｈ
ＲＣ４３クラスの硬さでも特に良好な被切削性を保持す
るとともに、研磨仕上工数の低減をもたらし、また優れ
た鏡面仕上性、耐孔食性、放電加工性、シボ加工性を有
するプラスチック成形プリハードン（たとえばＨＲＣ３
８〜４４）金型用鋼を提供するものである。

Claims

【特許請求の範囲】１　Ｃ０．０８〜０．１７％、Ｓｉ０．６０％以下、Ｍ
ｎ０．５０〜１．２０％、Ｎｉ２．５０〜３．５０％、
Ａｌ０．８５〜１．５０％、Ｃｕ１．８０〜２．５０％
、残部Ｆｅおよび通常の不純物よりなることを特徴とす
るプラスチック成形プリハードン金型用鋼。２　Ｃ０．０８〜０．１７％、Ｓｉ０．６０％以下、Ｍ
ｎ０．５０〜１．２０％、Ｎｉ２．５０〜３．５０％、
Ｍｏ、Ｗ単独または複合で１／２Ｗ＋Ｍｏ０．１０〜０
．７０％、Ａｌ０．８５〜１．５０％、Ｃｕ１．８０〜
２．５０％、残部Ｆｅおよび通常の不純物よりなること
を特徴とするプラスチック成形プリハードン金型用鋼。３　Ｃ０．０８〜０．１７％、Ｓｉ０．６０％以下、Ｍ
ｎ０．５０〜１．２０％、Ｎｉ２．５０〜３．５０％、
Ｃｒ０．５０％以下、Ａｌ０．８５〜１．５０％、Ｃｕ
１．８０〜２．５０％、残部Ｆｅおよび通常の不純物よ
りなることを特徴とするプラスチック成形プリハードン
金型用鋼。４　Ｃ０．０８〜０．１７％、Ｓｉ０．６０％以下、Ｍ
ｎ０．５０〜１．２０％、Ｎｉ２．５０〜３．５０％、
Ｃｒ０．５０％以下、Ｍｏ、Ｗ単独または複合で１／２
Ｗ＋Ｍｏ０．１０〜０．７０％、Ａｌ０．８５〜１．５
０％、Ｃｕ１．８０〜２．５０％、残部Ｆｅおよび通常
の不純物よりなることを特徴とするプラスチック成形プ
リハードン金型用鋼。