JPS63241144A - 高靭性合金工具鋼 - Google Patents
高靭性合金工具鋼Info
- Publication number
- JPS63241144A JPS63241144A JP7428887A JP7428887A JPS63241144A JP S63241144 A JPS63241144 A JP S63241144A JP 7428887 A JP7428887 A JP 7428887A JP 7428887 A JP7428887 A JP 7428887A JP S63241144 A JPS63241144 A JP S63241144A
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- Japan
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- toughness
- tool steel
- steel
- alloy tool
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
５の１
本発明は、高靭性き金工具鋼に関するものである。
一層詳細には、本発明は、焼入れ及び焼戻し処理により
、ＨＲＣ硬度６０〜６５の高硬度が得られ、優れた靭性
、耐磨耗性及び熱処理不変形性を有し、４００°Ｃ以下
の使用温度において苛酷な繰り返し力を受ける打ち抜き
パンチ、ダイス、プレス金型などの機械部品あるいは特
に靭性及び耐磨耗性を要求されるＦＲＰ用精密金型など
の機械工具用材料として幅広い分野に使用されることが
できる高靭性合金工具鋼に関するものである。
、ＨＲＣ硬度６０〜６５の高硬度が得られ、優れた靭性
、耐磨耗性及び熱処理不変形性を有し、４００°Ｃ以下
の使用温度において苛酷な繰り返し力を受ける打ち抜き
パンチ、ダイス、プレス金型などの機械部品あるいは特
に靭性及び耐磨耗性を要求されるＦＲＰ用精密金型など
の機械工具用材料として幅広い分野に使用されることが
できる高靭性合金工具鋼に関するものである。
」股へ１１
従来、冷間鍛造用パンチ、ダイス、打ち抜き型、高圧成
型金型材料などの用途には、ＪＩＳによる冷間工具鋼の
５ＫＤ１１種又は５Ｋ０１２種その他が一般的に使用さ
れている。しかしながら、これらの工具鋼は、−成品炭
化物が不可避的に存在すること、基地組織の靭性が不十
分であることなどにより、耐磨耗性及び熱処理不変形性
には優れているが、耐衝撃靭性、延性に劣り、従って、
苛酷な応力を受ける使用の下においては、割れ、欠けな
どの事故が、しばしば発生することは、経験されている
ところである。
型金型材料などの用途には、ＪＩＳによる冷間工具鋼の
５ＫＤ１１種又は５Ｋ０１２種その他が一般的に使用さ
れている。しかしながら、これらの工具鋼は、−成品炭
化物が不可避的に存在すること、基地組織の靭性が不十
分であることなどにより、耐磨耗性及び熱処理不変形性
には優れているが、耐衝撃靭性、延性に劣り、従って、
苛酷な応力を受ける使用の下においては、割れ、欠けな
どの事故が、しばしば発生することは、経験されている
ところである。
そのため、このような欠陥を改善した高靭性合金工具鋼
の出現が、関係業界から強く要望されているところであ
る。
の出現が、関係業界から強く要望されているところであ
る。
（′ 。
そこで、本発明は、このような要望に答え、この種の用
途に使用されている冷間工具鋼における上記のような問
題点を解決し、焼入れ及び焼戻し処理により、ＨＲＣ硬
度６０〜６５の高硬度が得られ、優れた靭性、耐磨耗性
及び熱処理不変形性を有し、４００°Ｃ以下の使用温度
において苛酷な繰り返し力を受ける打ち抜きパンチ、ダ
イス、プレス金型などの機械部品あるいは特に靭性及び
耐磨耗性を要求されるＦＲＰ用精密金型などの機械工具
用材料として幅広い分野に使用されることができる高靭
性合金工具鋼を得ることを、その目的とするものである
。
途に使用されている冷間工具鋼における上記のような問
題点を解決し、焼入れ及び焼戻し処理により、ＨＲＣ硬
度６０〜６５の高硬度が得られ、優れた靭性、耐磨耗性
及び熱処理不変形性を有し、４００°Ｃ以下の使用温度
において苛酷な繰り返し力を受ける打ち抜きパンチ、ダ
イス、プレス金型などの機械部品あるいは特に靭性及び
耐磨耗性を要求されるＦＲＰ用精密金型などの機械工具
用材料として幅広い分野に使用されることができる高靭
性合金工具鋼を得ることを、その目的とするものである
。
。 ′ｔ・めの
本発明は、この目的を達成するために、Ｃ及びＣｒ、Ｍ
ｏ、Ｖ、Ｗの炭化物構成元素を適正に制御することによ
り、粗大な一成品炭化物の生成を必要最小限度に押さえ
ると共に基地組織の靭性改善のためには、Ｎｉ及びＷが
特に有効であるという知見に基づき、両者の複合的な効
果により、高強度、高靭性であると共に耐用磨耗性、熱
処理不変形性に優れた合金工具鋼として、次ぎのような
化学成分から成る合金工具鋼を特徴とするムのである。
ｏ、Ｖ、Ｗの炭化物構成元素を適正に制御することによ
り、粗大な一成品炭化物の生成を必要最小限度に押さえ
ると共に基地組織の靭性改善のためには、Ｎｉ及びＷが
特に有効であるという知見に基づき、両者の複合的な効
果により、高強度、高靭性であると共に耐用磨耗性、熱
処理不変形性に優れた合金工具鋼として、次ぎのような
化学成分から成る合金工具鋼を特徴とするムのである。
すなわち、本発明による合金工具鋼は、重量％でＣ０．
６Ｏｆ以上 ０．９０＆以下 Ｓｉ ０．４０以上 １．５０以下Ｍｎ ０．２
０以上 １．００以下Ｎｉ ０．４０以上
１．５０以下Ｃｒ ７．５０以上 ９．００以下
Ｍｏ ０．４０以上 １．４０以下ｖ ｏ、
ｚｏ以上 ０．５０以下Ｗ ０．４０以上
１．６０以下を含み、残部がＦｅ及び通常の製造上の不
可避的不純物から成ることを特徴とするものである。
６Ｏｆ以上 ０．９０＆以下 Ｓｉ ０．４０以上 １．５０以下Ｍｎ ０．２
０以上 １．００以下Ｎｉ ０．４０以上
１．５０以下Ｃｒ ７．５０以上 ９．００以下
Ｍｏ ０．４０以上 １．４０以下ｖ ｏ、
ｚｏ以上 ０．５０以下Ｗ ０．４０以上
１．６０以下を含み、残部がＦｅ及び通常の製造上の不
可避的不純物から成ることを特徴とするものである。
え−ＬＪＬ
以下、本発明をその実施例並びにその従来工具鋼との比
較試験結果を示す添付図面に基づいて、詳細に説明する
。
較試験結果を示す添付図面に基づいて、詳細に説明する
。
まず、本発明による合金工具鋼は、上記のような化学成
分及び成分範囲から成ることを特徴とするものであるが
、本発明において、これらの元素及びその成分範囲を上
記のように選択した理由について説明をする。
分及び成分範囲から成ることを特徴とするものであるが
、本発明において、これらの元素及びその成分範囲を上
記のように選択した理由について説明をする。
Ｃ：Ｃは、基地中に固溶して焼入れ性を確保し、また、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗなどと結合して高硬度の複炭化物を
形成し、基地に分散、析出し、材料の強度及び耐磨耗性
を付与することに欠くことのできない元素であり、この
ためには、少なくとも０．６０ｇが必要であるが、その
呈が０．９０％を超えると、粗大な一成品炭化物が出現
し、材料の靭性が低下する。
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗなどと結合して高硬度の複炭化物を
形成し、基地に分散、析出し、材料の強度及び耐磨耗性
を付与することに欠くことのできない元素であり、この
ためには、少なくとも０．６０ｇが必要であるが、その
呈が０．９０％を超えると、粗大な一成品炭化物が出現
し、材料の靭性が低下する。
そこで、その下限を０．６０＄、上限を０．９０ｇに選
定した。
定した。
Ｓｉ：Ｓｉは、基地中に固溶し、強度を高めると共に脱
酸精練に欠くことができない元素であり、このためには
、最少０．４０＄の添加を必要とするが、１．５０＄を
超えると、鍛造性を古し、また、機側性を低下させる。
酸精練に欠くことができない元素であり、このためには
、最少０．４０＄の添加を必要とするが、１．５０＄を
超えると、鍛造性を古し、また、機側性を低下させる。
そこで、その下限を０．４０＄、上限を、１．５０ｇと
選定した。
選定した。
Ｍｎ：Ｍｎは、その最低０．２０＄の含有により、基地
中に固溶して強度及び焼入性を改善し、また、Ｓと結合
してその害を軽減するが、１．０Ｏｆを越えて含有する
と、靭性及び機側性を害し、また、残留オーステナイト
を増加させる。
中に固溶して強度及び焼入性を改善し、また、Ｓと結合
してその害を軽減するが、１．０Ｏｆを越えて含有する
と、靭性及び機側性を害し、また、残留オーステナイト
を増加させる。
そこで、その下限を０．２０！、上限を１．ＯＯ＄と選
定した。
定した。
Ｎｉ：Ｎｉは、基地中に固溶して焼入れ性を改善し、ま
た、靭性を向上させ、このなめには、最低０．４０＄の
添加が必要であるが、その量が１．５０ｇを越えると、
残留オーステナイトを増大させ、硬度の低下及び寸法の
経時安定性を害し、更に、軟化焼鈍時の機側性が低下す
る。
た、靭性を向上させ、このなめには、最低０．４０＄の
添加が必要であるが、その量が１．５０ｇを越えると、
残留オーステナイトを増大させ、硬度の低下及び寸法の
経時安定性を害し、更に、軟化焼鈍時の機側性が低下す
る。
そこで、その下限を０．４０！、上限を１．５０＄に選
定した。
定した。
Ｃｒ： Ｃｒは、基地中に固溶して焼入性を改善し、焼
戻し過程において ＭｔＣ３，Ｍ２３Ｃ６その他の複合
炭化物を形成し、焼戻し軟化抵抗性及び耐麿靭性を高め
、このためには、最低７．５０ｇの含有が必要であるが
、９．ＯＯ＄を越えて含有すると、粗大な−Ｆ晶炭化物
がネットワーク状に生成し、靭性を害する。
戻し過程において ＭｔＣ３，Ｍ２３Ｃ６その他の複合
炭化物を形成し、焼戻し軟化抵抗性及び耐麿靭性を高め
、このためには、最低７．５０ｇの含有が必要であるが
、９．ＯＯ＄を越えて含有すると、粗大な−Ｆ晶炭化物
がネットワーク状に生成し、靭性を害する。
そこで、その下限を７．５０ｇ、上限ｆ：９．０ＯＳに
選定した。
選定した。
Ｍｏ：Ｍｏは、最低０．４０＄の添加により、基地中に
固溶して焼入性を改善すると共にＣ「とＭｏ雪Ｃ炭形物
あるいはＭ ｙ Ｃｓ 、 Ｍ ２３ Ｃ＊などの複合
炭化物を形成して焼戻し二次硬化能及び耐磨耗性を改善
するが、基地の靭性改善の効果は小さく、特に、１．２
０＄を越えて含有すると、熱間加工性を害し、また、靭
性も低下させる。
固溶して焼入性を改善すると共にＣ「とＭｏ雪Ｃ炭形物
あるいはＭ ｙ Ｃｓ 、 Ｍ ２３ Ｃ＊などの複合
炭化物を形成して焼戻し二次硬化能及び耐磨耗性を改善
するが、基地の靭性改善の効果は小さく、特に、１．２
０＄を越えて含有すると、熱間加工性を害し、また、靭
性も低下させる。
そこで、下限を０．４０２、上限を１．４０１に選定し
た。
た。
■：■は、Ｃとの親和力がＭＯよりも強く、高硬度のＶ
Ｃ炭化物を形成して焼戻し二次硬化及び耐磨耗性の改善
に寄与し、また、例えば、０．２０＄のような少量では
、靭性改善の効果も大きいが、０．５０２を越えて含有
すると、熱間加工性を害し、また、焼入れ性を低下させ
る。
Ｃ炭化物を形成して焼戻し二次硬化及び耐磨耗性の改善
に寄与し、また、例えば、０．２０＄のような少量では
、靭性改善の効果も大きいが、０．５０２を越えて含有
すると、熱間加工性を害し、また、焼入れ性を低下させ
る。
そこで、下限を０．２０ｇ、上限を０．５０ｇに選定し
た。
た。
ＷＯＷは、本発明鋼の主要添加元素の一つであり、最低
０．４０１の含有は、Ｍｏと同様に、基地中に固溶し、
焼戻しの過程において、より高硬度のＷＣその他の炭化
物を形成するが、焼戻し二次硬化能は、ＭＯよりは小さ
く、基地の靭性を改善する効果が大きい、しかしながら
、１．６０１を越えて含有すると、熱間加工性を害し、
また、靭性改善効果も顕著では無くなる。
０．４０１の含有は、Ｍｏと同様に、基地中に固溶し、
焼戻しの過程において、より高硬度のＷＣその他の炭化
物を形成するが、焼戻し二次硬化能は、ＭＯよりは小さ
く、基地の靭性を改善する効果が大きい、しかしながら
、１．６０１を越えて含有すると、熱間加工性を害し、
また、靭性改善効果も顕著では無くなる。
そこで、下限を０．４０＄、上限を１．６０ｇに選定し
た。
た。
以上、本発明鋼における各元素及びその含有範囲の選定
理由を説明したが、次ぎに、本発明の詳細な説明する。
理由を説明したが、次ぎに、本発明の詳細な説明する。
表に、本発明鋼の実施例と、数種の比較鋼の化学成分、
焼戻し特性及び−次炭化物面積率が示されている。なお
、この場合、供試材は、小鋼塊を２．５５に鍛伸し、抗
折試験には、Ｌ方向試験片（８１１Ｘ４Ｔ×２０ＧＬ）
を使用し、ＨＲＣ硬度を６０に調整した時における測定
値を示しである。
焼戻し特性及び−次炭化物面積率が示されている。なお
、この場合、供試材は、小鋼塊を２．５５に鍛伸し、抗
折試験には、Ｌ方向試験片（８１１Ｘ４Ｔ×２０ＧＬ）
を使用し、ＨＲＣ硬度を６０に調整した時における測定
値を示しである。
この表から、本発明鋼の抗折力が、比較鋼に比べ、大幅
に改善されていることが明らかに認められるが、この表
の例をも含め、本発明鋼の主要各成分をＣ： ０．４５
〜１．６０＄、Ｎ ｉ：０−２．０ＯＳ、Ｃｒ： ４．
５〜１５．ＯＯＯ＄、Ｍ ｏ：０．２０〜２．００＄、
Ｗ ： ０〜２．ＯＯ＄、 Ｖ ：０−０．５０１の範
囲内において変動させた供試材２５種について行った測
定データの解析によると、Ｉ−Ｉ ＲＣ硬度が６０にお
ける抗折力σ （ＨＲＣ６０）は、次ぎの式で現される
。
に改善されていることが明らかに認められるが、この表
の例をも含め、本発明鋼の主要各成分をＣ： ０．４５
〜１．６０＄、Ｎ ｉ：０−２．０ＯＳ、Ｃｒ： ４．
５〜１５．ＯＯＯ＄、Ｍ ｏ：０．２０〜２．００＄、
Ｗ ： ０〜２．ＯＯ＄、 Ｖ ：０−０．５０１の範
囲内において変動させた供試材２５種について行った測
定データの解析によると、Ｉ−Ｉ ＲＣ硬度が６０にお
ける抗折力σ （ＨＲＣ６０）は、次ぎの式で現される
。
ｃｌ （ＩＩＲＣ：６０）ｋ ｇｆ／ｍｍ ２＝３
２６．２−９４．２［＄Ｃ］＋９．９７［＄Ｎｉ］＋
０．８９［＄Ｃｒ］ −１，７２［＄Ｍｏ］ ト１３７
．４［＄Ｖコ→−９２．１［＄Ｗ］上式から、上記の成
分範囲においては、抗折力の改善には、Ｎ ｉ 、 Ｖ
、 Ｗが有効であり、Ｃｒは、負の効果を示し、また
、Ｍｏは、必ずしも、有効では無いことが分かる。
２６．２−９４．２［＄Ｃ］＋９．９７［＄Ｎｉ］＋
０．８９［＄Ｃｒ］ −１，７２［＄Ｍｏ］ ト１３７
．４［＄Ｖコ→−９２．１［＄Ｗ］上式から、上記の成
分範囲においては、抗折力の改善には、Ｎ ｉ 、 Ｖ
、 Ｗが有効であり、Ｃｒは、負の効果を示し、また
、Ｍｏは、必ずしも、有効では無いことが分かる。
また、表における本発明鋼Ａと、比較鋼Ｆとについて、
添ｒｔ図面の第１図には、焼戻し温度と硬度との関係が
、第２図には、焼戻し温度と抗折力との関係が、第３図
には、熱処理変形量の各測定例が、ぞれぞれ、線図によ
り現されている。
添ｒｔ図面の第１図には、焼戻し温度と硬度との関係が
、第２図には、焼戻し温度と抗折力との関係が、第３図
には、熱処理変形量の各測定例が、ぞれぞれ、線図によ
り現されている。
なお、第１図及び第２図についての熟処理条１゛トは、
次ぎのとおりである。
次ぎのとおりである。
Ａ鋼： １，０４０” ＣＯＱ Ｔ″Ｃ／１．５
１＋ ２回Ｆ ｊｌ ： １，０２０” ＣＯＱ
Ｔ” Ｃｘ１．５ｂ ２回正１し五舛」一 本発明は、上記のような化学成分及び成分範囲と有し、
焼入及び焼戻し処理により、ＩＩＲＣ硬度６０〜６５の
高硬度が得られると共に優れた靭性、耐磨耗性及び熱処
理不変形性を有し、従って、４００°Ｃ以下の使用温度
において苛酷な繰り遅し力を受ける打ち抜きパンチ、タ
イス、プレス金型などの機械部品あるいは特に靭性及び
＃Ｉｒｊｌ耗性を要求されるＦＲＰ用精密金型など機械
工具用材料として、最適のものを提供することができる
ものであることは、明らかなところである。
１＋ ２回Ｆ ｊｌ ： １，０２０” ＣＯＱ
Ｔ” Ｃｘ１．５ｂ ２回正１し五舛」一 本発明は、上記のような化学成分及び成分範囲と有し、
焼入及び焼戻し処理により、ＩＩＲＣ硬度６０〜６５の
高硬度が得られると共に優れた靭性、耐磨耗性及び熱処
理不変形性を有し、従って、４００°Ｃ以下の使用温度
において苛酷な繰り遅し力を受ける打ち抜きパンチ、タ
イス、プレス金型などの機械部品あるいは特に靭性及び
＃Ｉｒｊｌ耗性を要求されるＦＲＰ用精密金型など機械
工具用材料として、最適のものを提供することができる
ものであることは、明らかなところである。
第１図は、本発明鋼の１実施例と、従来屑の１例とＪ】
、焼戻し温度（°Ｃ）と、硬度（ＩＩＲｃ）との関係を
示す線図、第２図は、同じく焼戻し温度（°Ｃ）と、抗
折力（ｋｇｆ／１１１ｍ２）との関係を示す線図、第３
図は、同じく熱処理温度（°Ｃ）と変形量ΔＬ／Ｌ、（
１）との関係を示す線図である。 １、！許出願人 三菱製鋼株式会社 第 １図 焼戻し温度（’Ｃ） 第２図 焼戻し温度（０ｃ）
、焼戻し温度（°Ｃ）と、硬度（ＩＩＲｃ）との関係を
示す線図、第２図は、同じく焼戻し温度（°Ｃ）と、抗
折力（ｋｇｆ／１１１ｍ２）との関係を示す線図、第３
図は、同じく熱処理温度（°Ｃ）と変形量ΔＬ／Ｌ、（
１）との関係を示す線図である。 １、！許出願人 三菱製鋼株式会社 第 １図 焼戻し温度（’Ｃ） 第２図 焼戻し温度（０ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量％で Ｃ ０．６０％以上 ０．９０＆以下 Ｓｉ ０．４０以上 １．５０以下 Ｍｎ ０．２０以上 １．００；以下 Ｎｉ ０．４０以上 １．５０以下 Ｃｒ ７．５０以上 ９．００以下 Ｍｏ ０．４０以上 １．４０以下 Ｖ ０．２０以上 ０．５０以下 Ｗ ０．４０以上 １．６０以下 を含み、残部がＦｅ及び通常の製造上の不可避的不純物
から成ることを特徴とする靭性に優れた合金工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7428887A JPS63241144A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 高靭性合金工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7428887A JPS63241144A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 高靭性合金工具鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241144A true JPS63241144A (ja) | 1988-10-06 |
Family
ID=13542791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7428887A Pending JPS63241144A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 高靭性合金工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63241144A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272745A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-31 | Hitachi Metals Ltd | 高硬度プラスチック金型用鋼 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57134554A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-19 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of die |
| JPS6075548A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-27 | Hitachi Metals Ltd | プラスチツク成形用不変形金型用鋼 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP7428887A patent/JPS63241144A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57134554A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-19 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of die |
| JPS6075548A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-27 | Hitachi Metals Ltd | プラスチツク成形用不変形金型用鋼 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272745A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-31 | Hitachi Metals Ltd | 高硬度プラスチック金型用鋼 |
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