JP2000087177A - 被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼品とその製造方法 - Google Patents
被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼品とその製造方法Info
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- JP2000087177A JP2000087177A JP10260784A JP26078498A JP2000087177A JP 2000087177 A JP2000087177 A JP 2000087177A JP 10260784 A JP10260784 A JP 10260784A JP 26078498 A JP26078498 A JP 26078498A JP 2000087177 A JP2000087177 A JP 2000087177A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鋳造ままの鍛伸無しの状態でも十分な靭性を有
し且つ被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼品を提供する。 【解決手段】冷間工具鋼鋳鋼品の組成を、重量％でＣ：
０．５〜１．２％，Ｓｉ：≦３．０％，Ｍｎ：≦３．０
％，Ｃｒ：≦３．０％，２Ｍｏ＋Ｗ：０．１〜８．０
％，Ｓ：０．０５〜０．４％，Ｃａ：０．０００２〜
０．０２％を含有し、残部が実質的にＦｅの組成を有す
るものとする。
し且つ被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼品を提供する。 【解決手段】冷間工具鋼鋳鋼品の組成を、重量％でＣ：
０．５〜１．２％，Ｓｉ：≦３．０％，Ｍｎ：≦３．０
％，Ｃｒ：≦３．０％，２Ｍｏ＋Ｗ：０．１〜８．０
％，Ｓ：０．０５〜０．４％，Ｃａ：０．０００２〜
０．０２％を含有し、残部が実質的にＦｅの組成を有す
るものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は被削性に優れた冷
間工具鋼鋳鋼品及びその製造方法に関する。
間工具鋼鋳鋼品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】従来、金型を始めとする冷間工具はイン
ゴットから鍛造加工によって所定形状を得、その後に切
削加工を施した後に焼入れ・焼戻し処理を行い、しかる
後最終的に仕上研磨加工を施して製品金型等工具を得て
いた。しかしながらこの場合、金型等工具製造に多くの
加工とそのための手間，時間がかかってしまい、併せて
コストも高いものとなってしまう。
ゴットから鍛造加工によって所定形状を得、その後に切
削加工を施した後に焼入れ・焼戻し処理を行い、しかる
後最終的に仕上研磨加工を施して製品金型等工具を得て
いた。しかしながらこの場合、金型等工具製造に多くの
加工とそのための手間，時間がかかってしまい、併せて
コストも高いものとなってしまう。
【０００３】近年、金型を始めとする冷間工具におい
て、新製品の開発期間やモデルチェンジのための期間短
縮のために金型等工具の製作及び納期短縮が重要な課題
となっており、従来の金型等工具製造では必ずしもこれ
に十分応えられなくなってきている。
て、新製品の開発期間やモデルチェンジのための期間短
縮のために金型等工具の製作及び納期短縮が重要な課題
となっており、従来の金型等工具製造では必ずしもこれ
に十分応えられなくなってきている。
【０００４】冷間工具の製作，納期短縮や製作コストの
削減のための有効な手段として、冷間工具を鋳造で製作
すること、即ち冷間工具を鋳鋼品とすることが考えられ
る。
削減のための有効な手段として、冷間工具を鋳造で製作
すること、即ち冷間工具を鋳鋼品とすることが考えられ
る。
【０００５】冷間工具をこのような鋳鋼品とした場合、
鋳造によってニアネットシェイプ、即ち最終形状，寸法
に近似した形状，寸法に成形でき、従ってその後におい
て切削加工等を施すにしてもその切削量は少なくて済
み、工具製作に要する加工工程数ないし加工量，手間，
加工時間を節減できて製作のための所要期間，所要コス
トを低減することができる。
鋳造によってニアネットシェイプ、即ち最終形状，寸法
に近似した形状，寸法に成形でき、従ってその後におい
て切削加工等を施すにしてもその切削量は少なくて済
み、工具製作に要する加工工程数ないし加工量，手間，
加工時間を節減できて製作のための所要期間，所要コス
トを低減することができる。
【０００６】ところで金型等工具を鋳造により製造する
にしても、上記のようにその後の切削，研磨等は必要で
あり、従ってその切削等機械加工を施すに際して被削性
が良好であることが求められる。
にしても、上記のようにその後の切削，研磨等は必要で
あり、従ってその切削等機械加工を施すに際して被削性
が良好であることが求められる。
【０００７】鋳鋼品の被削性を高める手段として、端的
には鋼中に快削成分としてＳを含有させることが考えら
れる。しかしながら鋳鋼品の場合、鍛造品と異なって鋳
造後において鍛伸等の処理が行われないまま工具として
使用されるものであり、単に快削成分としてのＳを含有
させただけであると、鋳造時に析出したＭｎＳ等がその
ままの形態で残ってしまい、これが製品の性能を低下さ
せてしまう問題を生ずる。
には鋼中に快削成分としてＳを含有させることが考えら
れる。しかしながら鋳鋼品の場合、鍛造品と異なって鋳
造後において鍛伸等の処理が行われないまま工具として
使用されるものであり、単に快削成分としてのＳを含有
させただけであると、鋳造時に析出したＭｎＳ等がその
ままの形態で残ってしまい、これが製品の性能を低下さ
せてしまう問題を生ずる。
【０００８】現に本発明者が鋼中にＳを添加含有させた
ところ、被削性は確かに向上するものの機械的特性、特
に靭性が大きく低下してしまい、金型等工具として不適
なものであった。
ところ、被削性は確かに向上するものの機械的特性、特
に靭性が大きく低下してしまい、金型等工具として不適
なものであった。
【０００９】その原因は、鋳鋼品の場合鋼中にＳを含有
させると、図１（イ）に示しているように鋳造ままの状
態でＭｎＳが大きな塊として、詳しくは角状，棒状の大
きな塊が混在した形で、しかもコロニー状に局所的に偏
在した形態で析出存在し、これが鋳鋼品の靭性を劣化さ
せているものと考えられる。
させると、図１（イ）に示しているように鋳造ままの状
態でＭｎＳが大きな塊として、詳しくは角状，棒状の大
きな塊が混在した形で、しかもコロニー状に局所的に偏
在した形態で析出存在し、これが鋳鋼品の靭性を劣化さ
せているものと考えられる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
事情を背景としてなされたもので、優れた靭性及び被削
性を有する冷間工具鋼鋳鋼品及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。而して請求項１のものは冷間工具
鋼鋳鋼品に係るもので、重量％で、Ｃ：０．５〜１．２
％，Ｓｉ：≦３．０％，Ｍｎ：≦３．０％，Ｃｒ：≦
３．０％，２Ｍｏ＋Ｗ：０．１〜８．０％，Ｓ：０．０
５〜０．４％，Ｃａ：０．０００２〜０．０２％を含有
し、残部が実質的にＦｅであることを特徴とする。
事情を背景としてなされたもので、優れた靭性及び被削
性を有する冷間工具鋼鋳鋼品及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。而して請求項１のものは冷間工具
鋼鋳鋼品に係るもので、重量％で、Ｃ：０．５〜１．２
％，Ｓｉ：≦３．０％，Ｍｎ：≦３．０％，Ｃｒ：≦
３．０％，２Ｍｏ＋Ｗ：０．１〜８．０％，Ｓ：０．０
５〜０．４％，Ｃａ：０．０００２〜０．０２％を含有
し、残部が実質的にＦｅであることを特徴とする。
【００１１】請求項２のものは、請求項１に記載の冷間
工具鋼鋳鋼品おいて、更にＮｉ又はＶの１種又は２種を
Ｎｉ：≦３．０％，Ｖ：０．０５〜２．０％で含有する
ことを特徴とする。
工具鋼鋳鋼品おいて、更にＮｉ又はＶの１種又は２種を
Ｎｉ：≦３．０％，Ｖ：０．０５〜２．０％で含有する
ことを特徴とする。
【００１２】請求項３のものは、請求項１，２の何れか
に記載の冷間工具鋼鋳鋼品において、更にＮｂ又はＴａ
の１種又は２種をＮｂ：０．０２〜２．０％，Ｔａ：
０．０２〜２．０％で含有することを特徴とする。
に記載の冷間工具鋼鋳鋼品において、更にＮｂ又はＴａ
の１種又は２種をＮｂ：０．０２〜２．０％，Ｔａ：
０．０２〜２．０％で含有することを特徴とする。
【００１３】請求項４のものは、請求項１〜３の何れか
に記載の冷間工具鋼鋳鋼品において、更にＴｅ，Ｐｂ，
Ｓｅ，Ｂｉの１種又は２種以上を、Ｔｅ：≦０．０５
％，Ｐｂ：≦０．５０％，Ｓｅ：≦０．２０％，Ｂｉ：
≦０．２０％で含有することを特徴とする。
に記載の冷間工具鋼鋳鋼品において、更にＴｅ，Ｐｂ，
Ｓｅ，Ｂｉの１種又は２種以上を、Ｔｅ：≦０．０５
％，Ｐｂ：≦０．５０％，Ｓｅ：≦０．２０％，Ｂｉ：
≦０．２０％で含有することを特徴とする。
【００１４】請求項５は冷間工具鋼鋳鋼品の製造方法に
係るもので、請求項１〜４の何れかに記載の冷間工具鋼
鋳鋼品の製造方法であって、所定形状に鋳造後におい
て、γ単相域でソーキング処理を施すことを特徴とす
る。
係るもので、請求項１〜４の何れかに記載の冷間工具鋼
鋳鋼品の製造方法であって、所定形状に鋳造後におい
て、γ単相域でソーキング処理を施すことを特徴とす
る。
【００１５】
【作用及び発明の効果】上記のように本発明は、冷間工
具鋼鋳鋼品において被削性を高めるためにＳと併せてＣ
ａを所定量添加含有させることを骨子とするもので、こ
のようにした場合、Ｓの添加含有による靭性の低下を良
好に抑制しつつ被削性を高めることができる。
具鋼鋳鋼品において被削性を高めるためにＳと併せてＣ
ａを所定量添加含有させることを骨子とするもので、こ
のようにした場合、Ｓの添加含有による靭性の低下を良
好に抑制しつつ被削性を高めることができる。
【００１６】特筆すべきはＳとＣａとを併せて添加含有
させることによって、Ｓを単独で添加含有させた場合よ
りも被削性を更に高めることができる。換言すれば、本
発明により金型等工具を鋳鋼品とすることを実現でき、
最終工具形状，寸法に近い形状まで鋳造によりこれを成
形することができる。
させることによって、Ｓを単独で添加含有させた場合よ
りも被削性を更に高めることができる。換言すれば、本
発明により金型等工具を鋳鋼品とすることを実現でき、
最終工具形状，寸法に近い形状まで鋳造によりこれを成
形することができる。
【００１７】しかも本発明の鋳鋼品は被削性に優れたも
のであるから、その後に切削等機械加工を施す際にも同
加工を高速，短時間で簡単に行うことができる。従って
本発明によれば工具の製作期間、納期を短縮化でき、併
せて所要製作コストを低減することができる。
のであるから、その後に切削等機械加工を施す際にも同
加工を高速，短時間で簡単に行うことができる。従って
本発明によれば工具の製作期間、納期を短縮化でき、併
せて所要製作コストを低減することができる。
【００１８】本発明において、Ｓと併せてＣａを添加含
有させることにより靭性の劣化を抑え、被削性を高め得
る理由は必ずしも明確に判明しているわけではないが、
推察として次のことが考えられている。
有させることにより靭性の劣化を抑え、被削性を高め得
る理由は必ずしも明確に判明しているわけではないが、
推察として次のことが考えられている。
【００１９】図１（ロ）は本発明に従ってＳとＣａとを
複合添加した場合の鋳造ままのミクロ組織を観察して図
示したものであるが、同図に示しているようにＳとＣａ
とを複合添加した場合、ＭｎＳが球状化，微細化し且つ
均一にマトリックス中に分散した状態となる。
複合添加した場合の鋳造ままのミクロ組織を観察して図
示したものであるが、同図に示しているようにＳとＣａ
とを複合添加した場合、ＭｎＳが球状化，微細化し且つ
均一にマトリックス中に分散した状態となる。
【００２０】これはＣａの添加によってＭｎＳがＣａと
ともに複合化した形態で析出したことによるものと考え
られる。何れにしても上記のようにＭｎＳが球状化，微
細化し且つ均一に分散した状態で析出することから、靭
性の劣化が可及的に抑えられることとなったものと考え
られる。
ともに複合化した形態で析出したことによるものと考え
られる。何れにしても上記のようにＭｎＳが球状化，微
細化し且つ均一に分散した状態で析出することから、靭
性の劣化が可及的に抑えられることとなったものと考え
られる。
【００２１】本発明においては、必要に応じて焼入れ性
を高めるべくＮｉ：≦３．０％，Ｖ：０．０５〜２．０
％の１種又は２種を選択元素として添加することができ
る（請求項２）。
を高めるべくＮｉ：≦３．０％，Ｖ：０．０５〜２．０
％の１種又は２種を選択元素として添加することができ
る（請求項２）。
【００２２】本発明においては、更に必要に応じてＮ
ｂ：０．０２〜２．０％，Ｔａ：０．０２〜２．０％の
１種又は２種を選択元素として添加することができる
（請求項３）。これらＮｂ，Ｔａを添加することによっ
て鋳鋼品の表面を火炎焼入れ処理（フレームハード処
理）したときに、結晶粒の粗大化による靭性の劣化を抑
制することができる。
ｂ：０．０２〜２．０％，Ｔａ：０．０２〜２．０％の
１種又は２種を選択元素として添加することができる
（請求項３）。これらＮｂ，Ｔａを添加することによっ
て鋳鋼品の表面を火炎焼入れ処理（フレームハード処
理）したときに、結晶粒の粗大化による靭性の劣化を抑
制することができる。
【００２３】而して火炎焼入れ処理を施しても結晶粒の
粗大化による靭性の低下が少ないため、焼入れ・焼戻し
後の金型に対しても火炎焼入れ処理を施すことができ、
金型の寿命を向上せしめることができる。
粗大化による靭性の低下が少ないため、焼入れ・焼戻し
後の金型に対しても火炎焼入れ処理を施すことができ、
金型の寿命を向上せしめることができる。
【００２４】或いはまた、本発明では選択元素としてＴ
ｅ，Ｐｂ，Ｓｅ，Ｂｉを必要に応じて上記所定範囲で添
加することができる（請求項４）。これにより被削性を
更に高めることができる。
ｅ，Ｐｂ，Ｓｅ，Ｂｉを必要に応じて上記所定範囲で添
加することができる（請求項４）。これにより被削性を
更に高めることができる。
【００２５】本発明の冷間工具鋼鋳鋼品の場合、鋳造後
に先ず切削加工を行い、その後に焼入れ・焼戻し処理し
た上で最終的に研磨加工等の機械仕上加工を行うことが
可能であるが、本発明の鋳鋼品は被削性が優れているこ
とから、鋳造後に切削加工を行うことなく焼入れ・焼戻
し処理し、その後において切削加工，研磨加工等機械加
工をまとめて行うことができ、金型等工具製造のための
機械加工の工程を複数に分けることなく１つにまとめた
工程として行うことが可能である。
に先ず切削加工を行い、その後に焼入れ・焼戻し処理し
た上で最終的に研磨加工等の機械仕上加工を行うことが
可能であるが、本発明の鋳鋼品は被削性が優れているこ
とから、鋳造後に切削加工を行うことなく焼入れ・焼戻
し処理し、その後において切削加工，研磨加工等機械加
工をまとめて行うことができ、金型等工具製造のための
機械加工の工程を複数に分けることなく１つにまとめた
工程として行うことが可能である。
【００２６】本発明において、金型等工具を製造するに
際しては鋳造後にγ単相域でソーキング処理を施すのが
良い（請求項５）。このようなソーキング処理を施すこ
とにより、鋳造時に生じた粗大な一次炭化物を減少若し
くは消滅させることができ、靭性を向上させることがで
きる。
際しては鋳造後にγ単相域でソーキング処理を施すのが
良い（請求項５）。このようなソーキング処理を施すこ
とにより、鋳造時に生じた粗大な一次炭化物を減少若し
くは消滅させることができ、靭性を向上させることがで
きる。
【００２７】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：０．５〜１．２％ Ｃは基地の硬さを高めるとともに高温焼戻しにより二次
炭化物を生成し、耐摩耗性を確保するために含有させ
る。但し０．５％より少ないと硬さを確保することがで
きず、また逆に過度に添加すると粗大な一次炭化物生成
の原因となり、靭性が低下するので１．２％を上限とす
る。
を詳述する。 Ｃ：０．５〜１．２％ Ｃは基地の硬さを高めるとともに高温焼戻しにより二次
炭化物を生成し、耐摩耗性を確保するために含有させ
る。但し０．５％より少ないと硬さを確保することがで
きず、また逆に過度に添加すると粗大な一次炭化物生成
の原因となり、靭性が低下するので１．２％を上限とす
る。
【００２８】Ｓｉ：≦３．０％ Ｓｉはパーライト及びベイナイト焼入れ性の向上及び高
温焼戻し硬さを増大させるために含有させる。但し過度
に添加すると靭性が低下するので３．０％を上限とす
る。Ｓｉの望ましい含有量は０．５％以上である。
温焼戻し硬さを増大させるために含有させる。但し過度
に添加すると靭性が低下するので３．０％を上限とす
る。Ｓｉの望ましい含有量は０．５％以上である。
【００２９】Ｍｎ：≦３．０％ Ｍｎはパーライト及びベイナイト焼入れ性の向上及びＭ
ｎＳを生成させるための元素であるが、過度に添加する
と靭性が低下するので３．０％を上限とする。望ましい
添加量は０．５％以上である。
ｎＳを生成させるための元素であるが、過度に添加する
と靭性が低下するので３．０％を上限とする。望ましい
添加量は０．５％以上である。
【００３０】Ｃｒ：≦３．０％ Ｃｒは焼入れ性及び高温焼戻し硬さを向上させるために
含有させる元素であるが、３．０％を超えると難固溶炭
化物（Ｃｒ７Ｃ３）を形成してフレームハード性（火炎
焼入れ性）を低下させ、高硬度炭化物が多くなることに
よって被削性が低下するので３．０％を上限とする。望
ましい含有量は０．２％以上である。
含有させる元素であるが、３．０％を超えると難固溶炭
化物（Ｃｒ７Ｃ３）を形成してフレームハード性（火炎
焼入れ性）を低下させ、高硬度炭化物が多くなることに
よって被削性が低下するので３．０％を上限とする。望
ましい含有量は０．２％以上である。
【００３１】２Ｍｏ＋Ｗ：０．１〜８．０％ Ｍｏ及びＷはベイナイト焼入れ性を向上させ、また高温
焼戻し硬さを増大させるために含有させる元素で、０．
１％より少ないとベイナイト焼入れ性を向上させること
及び高温焼戻しで二次硬化させることができず、逆に
８．０％を超えると難固溶の一次炭化物量が増大して焼
入れ温度を上昇させ、火炎焼入れ硬さを低下させるの
で、その含有量を０．１〜８．０％とする。
焼戻し硬さを増大させるために含有させる元素で、０．
１％より少ないとベイナイト焼入れ性を向上させること
及び高温焼戻しで二次硬化させることができず、逆に
８．０％を超えると難固溶の一次炭化物量が増大して焼
入れ温度を上昇させ、火炎焼入れ硬さを低下させるの
で、その含有量を０．１〜８．０％とする。
【００３２】Ｓ：０．０５〜０．４％ Ｓは被削性を向上させるために含有させる元素で、０．
０５％より少ないと被削性が改善されず、また０．４％
を超えると靭性，硬さ及び熱間加工性が低下するので、
その含有量を０．０５〜０．４％とする。
０５％より少ないと被削性が改善されず、また０．４％
を超えると靭性，硬さ及び熱間加工性が低下するので、
その含有量を０．０５〜０．４％とする。
【００３３】Ｃａ：０．０００２〜０．０２％ ＭｎＳに固溶して鋳造ままの状態においてＭｎＳを球状
化させて靭性の劣化を抑制し、被削性を向上させるため
に含有させる元素で、０．０００２％より少ないとその
効果がなく、０．０２％を超えると靭性が低下するの
で、その含有量を０．０００２〜０．０２％とする。
化させて靭性の劣化を抑制し、被削性を向上させるため
に含有させる元素で、０．０００２％より少ないとその
効果がなく、０．０２％を超えると靭性が低下するの
で、その含有量を０．０００２〜０．０２％とする。
【００３４】Ｎｉ：≦３．０％ Ｎｉは焼入れ性を向上させるために選択元素として含有
させる元素であるが、３．０％を超えると残留オーステ
ナイトが増加して必要な硬さを確保するのが困難とな
り、また靭性も低下するので３．０％を上限とする。望
ましい含有量は０．５％以上である。
させる元素であるが、３．０％を超えると残留オーステ
ナイトが増加して必要な硬さを確保するのが困難とな
り、また靭性も低下するので３．０％を上限とする。望
ましい含有量は０．５％以上である。
【００３５】Ｖ：０．０５〜２．０％ Ｖは高温焼戻し硬さを増大し結晶粒の粗大化を防止する
ために選択元素として含有させる元素で、０．０５％よ
り少ないと結晶粒の粗大化を防止する効果はなく、また
２．０％を超えると難固溶の一次炭化物量が増大して焼
入れ温度を上昇させ、靭性が低下するので含有量を０．
０５〜２．０％とする。
ために選択元素として含有させる元素で、０．０５％よ
り少ないと結晶粒の粗大化を防止する効果はなく、また
２．０％を超えると難固溶の一次炭化物量が増大して焼
入れ温度を上昇させ、靭性が低下するので含有量を０．
０５〜２．０％とする。
【００３６】Ｎｂ：０．０２〜２．０％ Ｔａ：０．０２〜２．０％これらは結晶粒の成長を抑制
するために選択元素として含有させる元素で、０．０２
％より少ないと結晶粒の抑制効果がなく、また２．０％
を超えると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度
を上昇し、火炎焼入れ硬さ及び被削性が低下するので、
その含有量を０．０２〜２．０％とする。
するために選択元素として含有させる元素で、０．０２
％より少ないと結晶粒の抑制効果がなく、また２．０％
を超えると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度
を上昇し、火炎焼入れ硬さ及び被削性が低下するので、
その含有量を０．０２〜２．０％とする。
【００３７】Ｔｅ：≦０．０５％ ＭｎＴｅを形成し被削性を向上させるために含有させる
元素であり、必要に応じて添加することが可能である。
但し０．０５％を超えると靭性及び熱間加工性が低下す
るので上限値を０．０５％とする。望ましい含有量は
０．００５％以上である。
元素であり、必要に応じて添加することが可能である。
但し０．０５％を超えると靭性及び熱間加工性が低下す
るので上限値を０．０５％とする。望ましい含有量は
０．００５％以上である。
【００３８】Ｐｂ：≦０．５０％ 被削性を向上させるために添加する元素であり、必要に
応じて添加することが可能である。但し０．５０％を超
えると熱間衝撃性を悪くするので上限値を０．５０％と
する。望ましい含有量は０．０５％以上である。
応じて添加することが可能である。但し０．５０％を超
えると熱間衝撃性を悪くするので上限値を０．５０％と
する。望ましい含有量は０．０５％以上である。
【００３９】Ｓｅ：≦０．２０％被削性を向上させるた
めに添加する元素であり、必要に応じて添加することが
可能である。但し０．２０％を超えると靭性を低下させ
るので上限を０．２０％、望ましくは０．１０％とす
る。一方望ましい下限値は０．０１％である。
めに添加する元素であり、必要に応じて添加することが
可能である。但し０．２０％を超えると靭性を低下させ
るので上限を０．２０％、望ましくは０．１０％とす
る。一方望ましい下限値は０．０１％である。
【００４０】Ｂｉ：≦０．２０％ 被削性を向上させるために選択元素として添加する元素
であるが、０．２０％を超えると靭性を低下させるので
上限を０．２０％とする。望ましい含有量は０．０４％
以上である。
であるが、０．２０％を超えると靭性を低下させるので
上限を０．２０％とする。望ましい含有量は０．０４％
以上である。
【００４１】
【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。表１
に示す化学組成の鋼を高周波誘導過熱により溶解した
後、図２に示す順に各処理を行った。即ち先ず各鋼の溶
湯をＪＩＳ Ｇ ０３０７に従って舟形に鋳造成形して
試験片素材（鋳造成形体）を得、その後７００℃×５ｈ
の条件で焼きなまし処理を行った。尚一部のものについ
ては１２００℃×４ｈの条件でソーキング処理を施した
後に焼きなまし処理を行った。
に示す化学組成の鋼を高周波誘導過熱により溶解した
後、図２に示す順に各処理を行った。即ち先ず各鋼の溶
湯をＪＩＳ Ｇ ０３０７に従って舟形に鋳造成形して
試験片素材（鋳造成形体）を得、その後７００℃×５ｈ
の条件で焼きなまし処理を行った。尚一部のものについ
ては１２００℃×４ｈの条件でソーキング処理を施した
後に焼きなまし処理を行った。
【００４２】次に被削性試験片，シャルピー試験片（１
０Ｒノッチ），結晶粒径測定用試験片をそれぞれ粗加工
し、続いて焼入れ・焼戻し処理を行い、その後に硬さ測
定を行った。ここで焼入れ・焼戻し処理は焼入れ温度を
９００℃，焼戻し温度を２００〜６００℃とし、ＨＲＣ
５０〜６０を目標硬さとして各焼入れ・焼戻し処理を行
って各試験片を調質した。
０Ｒノッチ），結晶粒径測定用試験片をそれぞれ粗加工
し、続いて焼入れ・焼戻し処理を行い、その後に硬さ測
定を行った。ここで焼入れ・焼戻し処理は焼入れ温度を
９００℃，焼戻し温度を２００〜６００℃とし、ＨＲＣ
５０〜６０を目標硬さとして各焼入れ・焼戻し処理を行
って各試験片を調質した。
【００４３】尚一部については焼入れ・焼戻し処理に代
えて火炎焼入れに相当する短時間焼入れ試験を行い、そ
の後に結晶粒度測定を行った。ここで短時間焼入れの熱
処理条件は以下とした。 ＜熱処理条件＞ 焼入れ温度：８００〜９５０℃ 保持時間：１〜１０min 油冷
えて火炎焼入れに相当する短時間焼入れ試験を行い、そ
の後に結晶粒度測定を行った。ここで短時間焼入れの熱
処理条件は以下とした。 ＜熱処理条件＞ 焼入れ温度：８００〜９５０℃ 保持時間：１〜１０min 油冷
【００４４】上記焼入れ・焼戻し後の試験片について、
次にそれらを以下の寸法に精加工した。 被削性試験片：幅５０mm，厚さ４０mm，長さ２００mm シャルピー試験片：幅１０mm，厚さ１０mm，長さ５５mm そしてシャルピー試験片を用いてシャルピー衝撃試験を
実施し、また被削性試験片にて被削性の評価試験を行っ
た。
次にそれらを以下の寸法に精加工した。 被削性試験片：幅５０mm，厚さ４０mm，長さ２００mm シャルピー試験片：幅１０mm，厚さ１０mm，長さ５５mm そしてシャルピー試験片を用いてシャルピー衝撃試験を
実施し、また被削性試験片にて被削性の評価試験を行っ
た。
【００４５】ここで被削性の評価試験は超硬エンドミル
で切削を行い、逃げ面摩耗＝０．３mmとなるまでの切削
長を測定し、Ｓ，Ｃａを含有しない材料（表１中従来例
１２のもの）の切削長を１００とする指数で評価を行っ
た。尚試験条件は下記とした。
で切削を行い、逃げ面摩耗＝０．３mmとなるまでの切削
長を測定し、Ｓ，Ｃａを含有しない材料（表１中従来例
１２のもの）の切削長を１００とする指数で評価を行っ
た。尚試験条件は下記とした。
【００４６】＜試験条件＞ 工具：超硬エンドミル（UTi２０T），１刃 切削幅：１mm 切削深さ：４．０mm 切削速度：１００m／min 送り：０．０３５mm／刃 切削油：乾式 これらの結果が表１に併せて示してある。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１の結果にみられるようにＳ，Ｃａを添
加していない従来例１２，１３，１４では、工具寿命が
１００，１５０，１５５であって被削性が悪く、またシ
ャルピー衝撃値も低い値であって靭性も劣っている。
加していない従来例１２，１３，１４では、工具寿命が
１００，１５０，１５５であって被削性が悪く、またシ
ャルピー衝撃値も低い値であって靭性も劣っている。
【００４９】更にＳの添加量が本発明の範囲以下の比較
例１５のものは、Ｃａを本発明の範囲内で含んでいるも
のの工具寿命が６３と低く、被削性において劣ってい
る。またＳの添加量が本発明の範囲内であるものの、Ｃ
ａを複合添加していない比較例１６のものは、シャルピ
ー衝撃値が６．８で靭性値が低いものとなっている。
例１５のものは、Ｃａを本発明の範囲内で含んでいるも
のの工具寿命が６３と低く、被削性において劣ってい
る。またＳの添加量が本発明の範囲内であるものの、Ｃ
ａを複合添加していない比較例１６のものは、シャルピ
ー衝撃値が６．８で靭性値が低いものとなっている。
【００５０】またＳ，Ｃａの何れをも添加していない比
較例１８のものは、工具寿命が７２で被削性が悪く、併
せてシャルピー衝撃値も３．９で靭性値の低いものとな
っている。同様にＳを本発明の範囲を超えて過剰に添加
している比較例２０もまた靭性値が低く、更に被削性も
それ程高くない。
較例１８のものは、工具寿命が７２で被削性が悪く、併
せてシャルピー衝撃値も３．９で靭性値の低いものとな
っている。同様にＳを本発明の範囲を超えて過剰に添加
している比較例２０もまた靭性値が低く、更に被削性も
それ程高くない。
【００５１】これに対しＳ，Ｃａを複合添加して成る本
実施例のものは、何れもシャルピー衝撃値が１０Ｊ／cm
２以上であって靭性に優れており、また工具寿命は何れ
も１７５以上であって良好な被削性を有している。
実施例のものは、何れもシャルピー衝撃値が１０Ｊ／cm
２以上であって靭性に優れており、また工具寿命は何れ
も１７５以上であって良好な被削性を有している。
【００５２】表１の結果は、また、実施例１と実施例２
との比較から分かるようにソーキング処理を行うことに
よって靭性が向上し、また工具寿命も向上することを示
している。
との比較から分かるようにソーキング処理を行うことに
よって靭性が向上し、また工具寿命も向上することを示
している。
【００５３】本発明の鋳鋼品の場合、被削性が良好であ
ることから焼入れ・焼戻し処理後において切削加工等機
械加工を行って最終の工具形状とすることが可能であ
る。但しそのような焼入れ・焼戻しを行う以前の焼きな
まし状態で切削等機械加工を行えば加工性の良好な状態
で加工を行うことができる。
ることから焼入れ・焼戻し処理後において切削加工等機
械加工を行って最終の工具形状とすることが可能であ
る。但しそのような焼入れ・焼戻しを行う以前の焼きな
まし状態で切削等機械加工を行えば加工性の良好な状態
で加工を行うことができる。
【００５４】従来にあっては、焼入れ・焼戻し処理を行
う以前に切削等の加工を行うのが通例である。即ち、焼
入れ・焼戻し処理を施して成る比較例１８の場合、工具
寿命が７２と低く被削性が悪いのに対して、同じ組成の
比較例１９の場合、焼入れ・焼戻し処理を行っていない
ことから工具寿命が３８０であって、被削性は焼入れ・
焼戻し後のそれに比べて良好であり、このことから従来
では焼入れ・焼戻し処理前に切削等加工を行っている。
う以前に切削等の加工を行うのが通例である。即ち、焼
入れ・焼戻し処理を施して成る比較例１８の場合、工具
寿命が７２と低く被削性が悪いのに対して、同じ組成の
比較例１９の場合、焼入れ・焼戻し処理を行っていない
ことから工具寿命が３８０であって、被削性は焼入れ・
焼戻し後のそれに比べて良好であり、このことから従来
では焼入れ・焼戻し処理前に切削等加工を行っている。
【００５５】本発明においても焼入れ・焼戻し処理を行
う以前に切削加工を行えば、実施例２と実施例３との比
較から明らかなように被削性が高い状態の下で加工を行
うことができる。
う以前に切削加工を行えば、実施例２と実施例３との比
較から明らかなように被削性が高い状態の下で加工を行
うことができる。
【００５６】この焼入れ・焼戻し前の被削性の値は、実
施例３と比較例１７又は１９との比較から明らかなよう
に本実施例の方が格段に勝っている。即ち実施例３の場
合被削性が指数で９５０であるのに対し、比較例１７で
は４５０、比較例１９では３８０であり、本実施例の鋳
鋼品が高い被削性を有していることを示している。
施例３と比較例１７又は１９との比較から明らかなよう
に本実施例の方が格段に勝っている。即ち実施例３の場
合被削性が指数で９５０であるのに対し、比較例１７で
は４５０、比較例１９では３８０であり、本実施例の鋳
鋼品が高い被削性を有していることを示している。
【００５７】表１中実施例５〜１１はＮｂ又はＴａ或い
はその両方を添加したもので、これら実施例の場合、そ
れら成分の添加によって結晶粒の成長，粗大化が抑制さ
れていることから、火炎焼入れ処理（フレームハード処
理）を行ったときの結晶粒度が小さく、Ｎｂ，Ｔａを添
加することによって火炎焼入れ時の結晶粒の粗大化を防
止して型寿命を延ばすことが可能であることが分かる。
はその両方を添加したもので、これら実施例の場合、そ
れら成分の添加によって結晶粒の成長，粗大化が抑制さ
れていることから、火炎焼入れ処理（フレームハード処
理）を行ったときの結晶粒度が小さく、Ｎｂ，Ｔａを添
加することによって火炎焼入れ時の結晶粒の粗大化を防
止して型寿命を延ばすことが可能であることが分かる。
【００５８】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。
【図１】本発明に従って快削成分であるＳをＣａと複合
添加した場合のＭｎＳの析出形態をＳ単独で添加した場
合と比較して示した図である。
添加した場合のＭｎＳの析出形態をＳ単独で添加した場
合と比較して示した図である。
【図２】本発明の実施例の処理工程を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項１】重量％で、 Ｃ ：０．５〜１．２％ Ｓｉ：≦３．０％ Ｍｎ：≦３．０％ Ｃｒ：≦３．０％ ２Ｍｏ＋Ｗ：０．１〜８．０％ Ｓ ：０．０５〜０．４％ Ｃａ：０．０００２〜０．０２％ を含有し、残部が実質的にＦｅであることを特徴とする
被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼品。 - 【請求項２】 請求項１に記載の冷間工具鋼鋳鋼品お
いて、更にＮｉ又はＶの１種又は２種を Ｎｉ：≦３．０％ Ｖ ：０．０５〜２．０％ で含有することを特徴とする被削性に優れた冷間工具鋼
鋳鋼品。 - 【請求項３】 請求項１，２の何れかに記載の冷間工
具鋼鋳鋼品において、更にＮｂ又はＴａの１種又は２種
を Ｎｂ：０．０２〜２．０％ Ｔａ：０．０２〜２．０％ で含有することを特徴とする被削性に優れた冷間工具鋼
鋳鋼品。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の冷間工具
鋼鋳鋼品において、更にＴｅ，Ｐｂ，Ｓｅ，Ｂｉの１種
又は２種以上を、 Ｔｅ：≦０．０５％ Ｐｂ：≦０．５０％ Ｓｅ：≦０．２０％ Ｂｉ：≦０．２０％ で含有することを特徴とする被削性に優れた冷間工具鋼
鋳鋼品。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに記載の冷間工具
鋼鋳鋼品の製造方法であって、 所定形状に鋳造後において、γ単相域でソーキング処理
を施すことを特徴とする被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼
品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10260784A JP2000087177A (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼品とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10260784A JP2000087177A (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼品とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000087177A true JP2000087177A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17352695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10260784A Withdrawn JP2000087177A (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 被削性に優れた冷間工具鋼鋳鋼品とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000087177A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1375841A2 (en) | 2002-06-27 | 2004-01-02 | Eaton Corporation | powder metal valve seat insert |
| JP2004131793A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Daido Steel Co Ltd | ニオブ含有低合金耐熱鋼製の部品とその製造方法 |
| KR20180059716A (ko) * | 2016-11-25 | 2018-06-05 | 한국기계연구원 | 굽힘강도가 우수한 주강 및 이를 이용한 금형 및 공구 |
| JP2018109235A (ja) * | 2012-05-07 | 2018-07-12 | ヴァルス ベジッツ ゲーエムベーハー | 優れた機械加工性を有する低温硬質鋼 |
-
1998
- 1998-09-16 JP JP10260784A patent/JP2000087177A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1375841A2 (en) | 2002-06-27 | 2004-01-02 | Eaton Corporation | powder metal valve seat insert |
| EP1375841A3 (en) * | 2002-06-27 | 2008-08-27 | Eaton Corporation | powder metal valve seat insert |
| KR101160690B1 (ko) * | 2002-06-27 | 2012-06-28 | 이턴 코포레이션 | 분말 금속 밸브 시트 인서트 |
| KR101245069B1 (ko) | 2002-06-27 | 2013-03-18 | 이턴 코포레이션 | 분말 금속 기관 조성물 |
| JP2004131793A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Daido Steel Co Ltd | ニオブ含有低合金耐熱鋼製の部品とその製造方法 |
| JP2018109235A (ja) * | 2012-05-07 | 2018-07-12 | ヴァルス ベジッツ ゲーエムベーハー | 優れた機械加工性を有する低温硬質鋼 |
| KR20180059716A (ko) * | 2016-11-25 | 2018-06-05 | 한국기계연구원 | 굽힘강도가 우수한 주강 및 이를 이용한 금형 및 공구 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050729 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061129 |