JP2001115234A - プリハードン熱間工具鋼 - Google Patents
プリハードン熱間工具鋼Info
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- JP2001115234A JP2001115234A JP29733899A JP29733899A JP2001115234A JP 2001115234 A JP2001115234 A JP 2001115234A JP 29733899 A JP29733899 A JP 29733899A JP 29733899 A JP29733899 A JP 29733899A JP 2001115234 A JP2001115234 A JP 2001115234A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 耐ヒートチェック性や靱性を改善したプリハ
ードン熱間工具鋼を提供する。 【解決手段】 重量で、Ｃ：０．３０％以上０．５０％
未満、Ｓｉ：０．１５〜０．４０％、Ｍｎ：１．５％以
下、Ｓ：０．０１５〜０．０５０％、Ｃｒ：４．０〜
６．０％、ＭｏおよびＷの１種または２種をＭｏ＋０．
５Ｗ：０．８〜４．０％、Ｖ：１．７０％未満、Ｔｅ：
０．００１０％以上０．０１００％未満およびＣａ：
０．０００２〜０．００５％を含有し、残部がＦｅであ
る合金組成を有し、Ｓの一部は、Ｓｅ：０．０９０％以
下で置き換えることができる。更に、任意添加元素とし
て、Ｎｉ及びＢの１種または２種、Ｃｏ及びＣｕの１種
または２種、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ及びＡｌの１種ま
たは２種以上、及びＲＥＭ：を含む事が出来る。
ードン熱間工具鋼を提供する。 【解決手段】 重量で、Ｃ：０．３０％以上０．５０％
未満、Ｓｉ：０．１５〜０．４０％、Ｍｎ：１．５％以
下、Ｓ：０．０１５〜０．０５０％、Ｃｒ：４．０〜
６．０％、ＭｏおよびＷの１種または２種をＭｏ＋０．
５Ｗ：０．８〜４．０％、Ｖ：１．７０％未満、Ｔｅ：
０．００１０％以上０．０１００％未満およびＣａ：
０．０００２〜０．００５％を含有し、残部がＦｅであ
る合金組成を有し、Ｓの一部は、Ｓｅ：０．０９０％以
下で置き換えることができる。更に、任意添加元素とし
て、Ｎｉ及びＢの１種または２種、Ｃｏ及びＣｕの１種
または２種、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ及びＡｌの１種ま
たは２種以上、及びＲＥＭ：を含む事が出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリハードン型の
熱間工具鋼に関する。本発明の熱間工具鋼は、熱間鍛造
金型、熱間プレス型、ダイカスト金型あるいはアルミニ
ウム押出加工用ダイスなどの材料として有用である。
熱間工具鋼に関する。本発明の熱間工具鋼は、熱間鍛造
金型、熱間プレス型、ダイカスト金型あるいはアルミニ
ウム押出加工用ダイスなどの材料として有用である。
【０００２】
【従来の技術】熱間工具鋼において、上に列挙したよう
な用途に向ける材料としては、ＪＩＳのＳＫＤ６１に代
表される５％Ｃｒ系熱間工具鋼が用いられることが多
い。この種の材料は焼なまし状態で供給されており、金
型への加工は、荒加工、所定の硬さへの焼入れ・焼戻
し、仕上げ加工の順でおこなわれるのが一般的である。
な用途に向ける材料としては、ＪＩＳのＳＫＤ６１に代
表される５％Ｃｒ系熱間工具鋼が用いられることが多
い。この種の材料は焼なまし状態で供給されており、金
型への加工は、荒加工、所定の硬さへの焼入れ・焼戻
し、仕上げ加工の順でおこなわれるのが一般的である。
【０００３】一方、試作型や小ロットの製品の場合は、
ＳＫＤ６１の快削グレードの鋼をあらかじめ焼入れ・焼
戻しをしたプリハードン状態で供給し、それを直接加工
および仕上げ加工して製品にすることが多い。プリハー
ドン状態で供給する理由は、焼なまし状態のものから出
発すると工程間のリードタイムが必要であり、また焼入
れ・焼戻しによって生じた歪みを修正するための仕上げ
加工に、長い時間を要するからである。
ＳＫＤ６１の快削グレードの鋼をあらかじめ焼入れ・焼
戻しをしたプリハードン状態で供給し、それを直接加工
および仕上げ加工して製品にすることが多い。プリハー
ドン状態で供給する理由は、焼なまし状態のものから出
発すると工程間のリードタイムが必要であり、また焼入
れ・焼戻しによって生じた歪みを修正するための仕上げ
加工に、長い時間を要するからである。
【０００４】しかし、プリハードン熱間工具鋼を使用し
て製造した工具は、上記の問題はなくなるものの、金型
寿命は一般に短いという欠点がある。従来のプリハード
ン熱間工具鋼は、上記のようにＳＫＤ６１鋼をベースと
し、被削性を高めるためにＳを約０．１％添加した組成
を有し、従って当然にＭｎＳ介在物が多量に存在し、そ
れが耐ヒートチェック性や横方向の靭性を低くするから
である。このため、プリハードン熱間工具鋼は適用範囲
に限界があって、あまり多量に使用されていないのが実
情である。
て製造した工具は、上記の問題はなくなるものの、金型
寿命は一般に短いという欠点がある。従来のプリハード
ン熱間工具鋼は、上記のようにＳＫＤ６１鋼をベースと
し、被削性を高めるためにＳを約０．１％添加した組成
を有し、従って当然にＭｎＳ介在物が多量に存在し、そ
れが耐ヒートチェック性や横方向の靭性を低くするから
である。このため、プリハードン熱間工具鋼は適用範囲
に限界があって、あまり多量に使用されていないのが実
情である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プリ
ハードン熱間工具鋼がもつ上述の欠点を解消し、被削性
は従来品に実質上劣らない高いレベルに保った上で、耐
ヒートチェック性や横方向の靭性を改善したプリハード
ン熱間工具鋼を提供し、それによって寿命の長い金型を
実現することにある。
ハードン熱間工具鋼がもつ上述の欠点を解消し、被削性
は従来品に実質上劣らない高いレベルに保った上で、耐
ヒートチェック性や横方向の靭性を改善したプリハード
ン熱間工具鋼を提供し、それによって寿命の長い金型を
実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のプリハードン熱
間工具鋼は、基本的態様として、重量で、Ｃ：０．３０
％以上０．５０％未満、Ｓｉ：０．１５〜０．４０％、
Ｍｎ：１．５％以下、Ｓ：０．０１５〜０．０５０％、
Ｃｒ：４．０〜６．０％、ＭｏおよびＷの１種または２
種をＭｏ＋０．５Ｗ：０．８〜４．０％、Ｖ：１．７０
％未満、Ｔｅ：０．００１０％以上０．０１００％未満
およびＣａ：０．０００２〜０．００５％を含有し、残
部が実質上Ｆｅである合金組成を有し、硬さをＨＲＣ４
０〜４８に調質してなる。
間工具鋼は、基本的態様として、重量で、Ｃ：０．３０
％以上０．５０％未満、Ｓｉ：０．１５〜０．４０％、
Ｍｎ：１．５％以下、Ｓ：０．０１５〜０．０５０％、
Ｃｒ：４．０〜６．０％、ＭｏおよびＷの１種または２
種をＭｏ＋０．５Ｗ：０．８〜４．０％、Ｖ：１．７０
％未満、Ｔｅ：０．００１０％以上０．０１００％未満
およびＣａ：０．０００２〜０．００５％を含有し、残
部が実質上Ｆｅである合金組成を有し、硬さをＨＲＣ４
０〜４８に調質してなる。
【０００７】上記の合金成分のうち、Ｓの一部は、Ｓ
ｅ：０．０９０％以下で置き換えることができる。この
場合、Ｓ＋０．４Ｓｅ：０．０１５〜０．０５０％とす
る。
ｅ：０．０９０％以下で置き換えることができる。この
場合、Ｓ＋０．４Ｓｅ：０．０１５〜０．０５０％とす
る。
【０００８】
【発明の実施形態】それぞれ特定量のＳ（Ｓｅ），Ｔｅ
およびＣａを複合して添加することにより、本発明のプ
リハードン熱間工具鋼においては、硫化物系セレン化物
系の介在物が、微細かつ球状になってマトリクス中に分
散して存在する。そのため、耐ヒートチェック性や横方
向の靭性の低下が抑制される。このことはまた、多量の
Ｓ（Ｓｅ）の添加を許容し、被削性の維持向上を可能に
するが、本発明で実現した介在物の形態制御は、Ｓ（＋
Ｓｅ）：０．０１５〜０．０５０％という、前記した従
来のＳＫＤ６１快削グレードのＳ：０．１％にくらべて
少量の快削元素の添加で、充分な被削性改善を可能にし
たから、介在物の存在がひきおこす耐ヒートチェック性
や横方向の靭性の低下は、少なくて済む。
およびＣａを複合して添加することにより、本発明のプ
リハードン熱間工具鋼においては、硫化物系セレン化物
系の介在物が、微細かつ球状になってマトリクス中に分
散して存在する。そのため、耐ヒートチェック性や横方
向の靭性の低下が抑制される。このことはまた、多量の
Ｓ（Ｓｅ）の添加を許容し、被削性の維持向上を可能に
するが、本発明で実現した介在物の形態制御は、Ｓ（＋
Ｓｅ）：０．０１５〜０．０５０％という、前記した従
来のＳＫＤ６１快削グレードのＳ：０．１％にくらべて
少量の快削元素の添加で、充分な被削性改善を可能にし
たから、介在物の存在がひきおこす耐ヒートチェック性
や横方向の靭性の低下は、少なくて済む。
【０００９】本発明のプリハードン熱間工具鋼には、そ
の合金組成に関してさまざまな変更態様が可能であっ
て、上記の基本組成に加えて、下記のＡ〜Ｄのグループ
に属する合金成分を１種類ないし５種類含有することが
できる。 Ａ）Ｎｉ：２．０％以下およびＢ：０．０１０％以下の
１種または２種、 Ｂ）Ｃｏ：５．０％以下およびＣｕ：０．５％以下の１
種または２種、 Ｃ）Ｎｂ：０．５％以下、Ｔｉ：０．５％以下、Ｔａ：
０．５％以下、Ｚｒ：０．５％以下およびＡｌ：０．０
５％以下の１種または２種以上、および Ｄ）ＲＥＭ：０．０１％以下。
の合金組成に関してさまざまな変更態様が可能であっ
て、上記の基本組成に加えて、下記のＡ〜Ｄのグループ
に属する合金成分を１種類ないし５種類含有することが
できる。 Ａ）Ｎｉ：２．０％以下およびＢ：０．０１０％以下の
１種または２種、 Ｂ）Ｃｏ：５．０％以下およびＣｕ：０．５％以下の１
種または２種、 Ｃ）Ｎｂ：０．５％以下、Ｔｉ：０．５％以下、Ｔａ：
０．５％以下、Ｚｒ：０．５％以下およびＡｌ：０．０
５％以下の１種または２種以上、および Ｄ）ＲＥＭ：０．０１％以下。
【００１０】本発明のプリハードン熱間工具鋼におい
て、合金成分の作用と、組成範囲を上記のように限定し
た理由は、つぎのとおりである。
て、合金成分の作用と、組成範囲を上記のように限定し
た理由は、つぎのとおりである。
【００１１】Ｃ：０．３０％以上０．５０％未満 Ｃは、鋼に硬さと耐摩耗性を与える。熱間工具鋼に要求
されるレベルを確保する上で、０．３０％以上の含有が
必要である。多量に存在すると熱間強度を低下させるか
ら、０．５０％未満の添加にとどめる。
されるレベルを確保する上で、０．３０％以上の含有が
必要である。多量に存在すると熱間強度を低下させるか
ら、０．５０％未満の添加にとどめる。
【００１２】Ｓｉ：０．１５〜０．４０％ Ｓｉは、脱酸剤として必要な元素である。ＪＩＳにおい
ては、ＳＫＤ６，ＳＫＤ６１，ＳＫＤ６２などの５％Ｃ
ｒ系熱間工具鋼のＳｉ量は、０．８０〜１．２０％と規
格に定められている。本発明においては、この範囲より
も、はるか低い領域を採用した。上限を０．４０％とす
ることにより、意図した耐ヒートチェック性と靭性とが
実現した。一方、あまりにＳｉ量を減らすと、被削性が
著しく低下するので、下限０．１５％を設けた。
ては、ＳＫＤ６，ＳＫＤ６１，ＳＫＤ６２などの５％Ｃ
ｒ系熱間工具鋼のＳｉ量は、０．８０〜１．２０％と規
格に定められている。本発明においては、この範囲より
も、はるか低い領域を採用した。上限を０．４０％とす
ることにより、意図した耐ヒートチェック性と靭性とが
実現した。一方、あまりにＳｉ量を減らすと、被削性が
著しく低下するので、下限０．１５％を設けた。
【００１３】Ｍｎ：１．５％以下 Ｍｎもまた鋼の脱酸剤であるが、そのほかに焼入れ性お
よび硬さの確保という点から、ある程度添加すべきであ
る。過大に添加すると加工性を損なうので、１．５％以
下の添加量をえらぶ。
よび硬さの確保という点から、ある程度添加すべきであ
る。過大に添加すると加工性を損なうので、１．５％以
下の添加量をえらぶ。
【００１４】Ｓ：０．０１５〜０．０５０％ よく知られているように、ＳはＭｎとともにＭｎＳを形
成し、それが介在物として切削時の応力集中源となり、
被削性を高める。しかし、前記したＳＫＤ６１系快削鋼
のように０．１％も添加すると、靭性および耐ヒートチ
ェック性の低下が著しい。本発明では、所定量のＴｅや
Ｃａとの複合添加により、Ｓ量が最大０．０５０％まで
の範囲で、被削性をかなり改善できる。ただし、少なく
とも下限値０．０１５％のＳが存在しないと、添加効果
が得られない。
成し、それが介在物として切削時の応力集中源となり、
被削性を高める。しかし、前記したＳＫＤ６１系快削鋼
のように０．１％も添加すると、靭性および耐ヒートチ
ェック性の低下が著しい。本発明では、所定量のＴｅや
Ｃａとの複合添加により、Ｓ量が最大０．０５０％まで
の範囲で、被削性をかなり改善できる。ただし、少なく
とも下限値０．０１５％のＳが存在しないと、添加効果
が得られない。
【００１５】Ｃｒ：４．０〜６．０％ Ｃｒは炭化物を生成して、マトリクスを強化し、耐摩耗
性を向上させる。そのほか、焼入性の確保のためにも役
立つ。こうした効果を得るためには、４．０％以上の添
加が必要である。適切な添加量の範囲は狭く、６．０％
を超えると焼入性がかえって低下し、熱間加工性の低下
も招く。
性を向上させる。そのほか、焼入性の確保のためにも役
立つ。こうした効果を得るためには、４．０％以上の添
加が必要である。適切な添加量の範囲は狭く、６．０％
を超えると焼入性がかえって低下し、熱間加工性の低下
も招く。
【００１６】ＭｏおよびＷの１種または２種（Ｍｏ＋
０．５Ｗとして）：０．８〜４．０％ＭｏもＷも炭化物
を生成して、Ｃｒと同様にマトリクスを強化し、耐摩耗
性を向上させるとともに、焼入れ性を高める。こうした
効果に関して、Ｗは重量あたりの作用がＭｏの約半分で
ある。そこで、併用の場合はＭｏ＋０．５Ｗとして取り
扱い、少なくとも０．８％を添加する。過大な量を添加
すると靭性を損なうから、４．０％以内の添加にとどめ
る。
０．５Ｗとして）：０．８〜４．０％ＭｏもＷも炭化物
を生成して、Ｃｒと同様にマトリクスを強化し、耐摩耗
性を向上させるとともに、焼入れ性を高める。こうした
効果に関して、Ｗは重量あたりの作用がＭｏの約半分で
ある。そこで、併用の場合はＭｏ＋０．５Ｗとして取り
扱い、少なくとも０．８％を添加する。過大な量を添加
すると靭性を損なうから、４．０％以内の添加にとどめ
る。
【００１７】Ｖ：１．７０％未満 Ｖもまた炭化物を生成し、マトリクスの強化と耐摩耗性
向上に寄与するから、適量を添加する。Ｖ量が過大であ
ると靭性にとって不利になるから、１．７０％未満の範
囲に適量が見出される。
向上に寄与するから、適量を添加する。Ｖ量が過大であ
ると靭性にとって不利になるから、１．７０％未満の範
囲に適量が見出される。
【００１８】Ｔｅ：０．００１０％以上０．０１００％
未満 Ｔｅは、Ｓとの複合添加により、硫化物系介在物を球状
化する働きがある。それにより、介在物の展伸がひきお
こす横方向の靭性および耐ヒートチェック性の低下が抑
制される。この効果は、０．００１０％という少量の添
加で得られる。０．０１００％またはそれ以上の多量の
添加は、製造時の熱間加工性を低くし、製品の耐ヒート
チェック性を悪くする。
未満 Ｔｅは、Ｓとの複合添加により、硫化物系介在物を球状
化する働きがある。それにより、介在物の展伸がひきお
こす横方向の靭性および耐ヒートチェック性の低下が抑
制される。この効果は、０．００１０％という少量の添
加で得られる。０．０１００％またはそれ以上の多量の
添加は、製造時の熱間加工性を低くし、製品の耐ヒート
チェック性を悪くする。
【００１９】Ｃａ：０．０００２〜０．００５％ Ｃａは微細な酸化物を生成し、それが硫化物系介在物形
成時に核となる。この作用が、ＳおよびＴｅと複合添加
したときに、硫化物の微細化をもたらす。加えて、製造
時の加工性をよくする働きもある。こうした効果は、
０．０００２％の添加ですでに認められ、量の増大に伴
って高まるが、まもなく飽和するので、０．００５％以
下の添加量が適切である。
成時に核となる。この作用が、ＳおよびＴｅと複合添加
したときに、硫化物の微細化をもたらす。加えて、製造
時の加工性をよくする働きもある。こうした効果は、
０．０００２％の添加ですでに認められ、量の増大に伴
って高まるが、まもなく飽和するので、０．００５％以
下の添加量が適切である。
【００２０】硬さ：ＨＲＣ４０〜４８ 熱間金型として充分な強度と耐摩耗性とを確保するに
は、最低ＨＲＣ４０の硬さが必要である。硬くなるほど
被削性は悪くなり、実用的な限界はＨＲＣ４８である。
は、最低ＨＲＣ４０の硬さが必要である。硬くなるほど
被削性は悪くなり、実用的な限界はＨＲＣ４８である。
【００２１】選択的に添加する任意添加元素のはたらき
と、組成範囲の限定理由はつぎのとおりである。
と、組成範囲の限定理由はつぎのとおりである。
【００２２】Ｓｅ：０．９０％以下、ただしＳ＋０．４
Ｓｅ：０．０１５〜０．０５０％ ＳｅはＳとほぼ同等な作用をするので、Ｓの一部を、
０．９０％を限度としてＳｅで置き換えることができ
る。Ｓｅの原子量はＳの約２．５倍であるから、被削性
の確保のためには、Ｓ＋０．４Ｓｅが少なくとも０．０
１５％なければならない。過度の添加は耐ヒートチェッ
ク性と靭性を低くするので、Ｓ＋０．４Ｓｅ：０．０５
０％を上限とする。
Ｓｅ：０．０１５〜０．０５０％ ＳｅはＳとほぼ同等な作用をするので、Ｓの一部を、
０．９０％を限度としてＳｅで置き換えることができ
る。Ｓｅの原子量はＳの約２．５倍であるから、被削性
の確保のためには、Ｓ＋０．４Ｓｅが少なくとも０．０
１５％なければならない。過度の添加は耐ヒートチェッ
ク性と靭性を低くするので、Ｓ＋０．４Ｓｅ：０．０５
０％を上限とする。
【００２３】Ｎｉ：２．０％以下 Ｎｉは焼入れ性を向上させ、かつマトリクスの強化に有
効であるから、所望により添加する。ただし、加工性を
低下させるので、２．０％以下の添加量とすべきであ
る。
効であるから、所望により添加する。ただし、加工性を
低下させるので、２．０％以下の添加量とすべきであ
る。
【００２４】Ｂ：０．０１０％以下 Ｂも焼入れ性を向上させる。ただし、熱間加工性を低下
させ、靭性にも悪影響があるので、０．０１０％までの
添加量をえらぶ。
させ、靭性にも悪影響があるので、０．０１０％までの
添加量をえらぶ。
【００２５】Ｃｏ：５．０％以下 Ｃｏは、Ｎｉと同様にマトリクスの強化に有効である。
加工性を低下させる点も同様であるから、添加量の限度
を５．０％とする。
加工性を低下させる点も同様であるから、添加量の限度
を５．０％とする。
【００２６】Ｃｕ：０．５％以下 Ｃｕも、マトリクスの強化に役立つ。過大な添加は靭性
の低下を招き、適切な添加量の限度は０．５％である。
の低下を招き、適切な添加量の限度は０．５％である。
【００２７】Ｎｂ：０．５％以下、Ｔｉ：０．５％以
下、Ｔａ：０．５％以下 いずれも微細な炭化物を形成して、結晶粒の微細化、ひ
いては靭性の向上に寄与する。多量に添加しても効果が
飽和するので、いずれも０．５％の上限を設けた。
下、Ｔａ：０．５％以下 いずれも微細な炭化物を形成して、結晶粒の微細化、ひ
いては靭性の向上に寄与する。多量に添加しても効果が
飽和するので、いずれも０．５％の上限を設けた。
【００２８】Ｚｒ：０．５％以下、Ａｌ：０．０５％以
下 ともに微細な窒化物を形成し、結晶粒の微細化を通じて
靭性の向上に寄与する点で、上記Ｎｂ、ＴｉおよびＴａ
と共通である。効果が飽和する添加量、すなわちＺｒは
０．５％、Ａｌは０．０５％をもって上限とした。
下 ともに微細な窒化物を形成し、結晶粒の微細化を通じて
靭性の向上に寄与する点で、上記Ｎｂ、ＴｉおよびＴａ
と共通である。効果が飽和する添加量、すなわちＺｒは
０．５％、Ａｌは０．０５％をもって上限とした。
【００２９】ＲＥＭ：０．０１％以下 ＲＥＭは、鋼中の不純物とくにＯやＰを固定し、マトリ
クスの清浄度を高めることによって、靭性を向上させ
る。しかし、過大な添加は地きずを発生させて好ましく
ない。この観点から、０．０１％を限度とする。
クスの清浄度を高めることによって、靭性を向上させ
る。しかし、過大な添加は地きずを発生させて好ましく
ない。この観点から、０．０１％を限度とする。
【００３０】
【実施例】表１に掲げた組成の鋼を真空誘導炉で溶製
し、１５０ｋｇインゴットに鋳造した。比較のため、在
来のＳＫＤ６１鋼およびＳＫＤ６１系快削鋼のインゴッ
トも製造した。各インゴットを１２００℃に加熱して鍛
造し、幅１５０ｍｍ、厚さ５０ｍｍのビレットにした。
これらを８７０℃に加熱し、徐冷して焼鈍した。
し、１５０ｋｇインゴットに鋳造した。比較のため、在
来のＳＫＤ６１鋼およびＳＫＤ６１系快削鋼のインゴッ
トも製造した。各インゴットを１２００℃に加熱して鍛
造し、幅１５０ｍｍ、厚さ５０ｍｍのビレットにした。
これらを８７０℃に加熱し、徐冷して焼鈍した。
【００３１】 表 １ 合金組成No. Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｓ Ｓｅ Ｃｒ Ｍｏ Ｗ Ｖ Ｔｅ Ｃａ他 比較例 １* 0.38 0.90 0.45 0.002 - 5.33 1.22 - 0.82 - - ２* 0.38 0.85 0.58 0.13 - 4.87 1.05 - 0.41 - - ３ 0.32 0.06 0.59 0.027 - 5.55 2.93 - 0.84 0.0049 0.0009 ４ 0.35 0.50 0.57 0.026 - 5.51 2.93 - 0.83 0.0054 0.0014 ５ 0.32 0.25 0.60 0.002 - 5.50 3.00 - 0.84 0.0050 0.0018 ６ 0.33 0.27 0.61 0.062 - 5.54 2.99 - 0.84 0.0056 0.0016 ７ 0.33 0.26 0.57 0.025 - 5.53 2.93 - 0.85 - - 実施例 １ 0.33 0.26 0.60 0.024 - 5.57 2.95 - 0.84 0.0053 0.0010 ２ 0.39 0.24 0.45 0.025 - 5.30 1.21 - 0.85 0.0045 0.0018 ３ 0.45 0.18 0.43 0.018 - 4.18 3.62 - 1.06 0.0014 0.0005 ４ 0.37 0.35 1.10 0.046 - 5.29 1.25 1.08 0.29 0.0077 0.0038 ５ 0.33 0.28 0.60 0.013 0.080 5.49 2.97 - 0.87 0.0051 0.0014 ６ 0.34 0.26 0.58 0.026 - 5.55 3.02 - 0.90 0.0048 0.0011 Ni 1.53 Co 3.94 ７ 0.33 0.26 0.57 0.025 0.034 5.59 2.89 0.88 0.83 0.0050 0.0012 Ni 0.46 Co 0.52 B 0.008 Cu 0.31 Nb 0.98 Ti 0.03 Ta 0.12 Zr 0.15 Al 0.03 REM 0.005 １* ＳＫＤ６１ ２* ＳＫＤ６１系快削鋼 焼鈍し材料から、シャルピー試験、ヒートチェック試験
および被削性試験の各試験片を粗加工により取り出し
た。試験片に対して、１０３０℃−油冷の焼入れ、およ
び６００〜６４０℃での焼戻しを行い、硬さをＨＲＣ４
０〜４８に調整した。比較例（ＳＫＤ６１）の被削性試
験用の試験片だけは、ＨＲＣ３５に調整した。ついで、
調質した試験片を精加工して、つぎの寸法にした。
および被削性試験の各試験片を粗加工により取り出し
た。試験片に対して、１０３０℃−油冷の焼入れ、およ
び６００〜６４０℃での焼戻しを行い、硬さをＨＲＣ４
０〜４８に調整した。比較例（ＳＫＤ６１）の被削性試
験用の試験片だけは、ＨＲＣ３５に調整した。ついで、
調質した試験片を精加工して、つぎの寸法にした。
【００３２】シャルピー試験片： ＪＩＳ３号 ヒートチェック試験片： 径１５ｍｍ×高さ５ｍｍの円
柱 被削性試験片： 幅１４０ｍｍ×厚さ４５ｍｍ×長さ２
００ｍｍ 試験法は、それぞれつぎのとおりである。 （シャルピー試験）： 常温での靭性を測定 （ヒートチェック試験）： 高周波加熱および水冷によ
り、室温と６５０℃との間を往復する加熱冷却を１５０
０回繰り返し、試験片に生じたクラックの平均長さで評
価 （被削性試験）： 下記の条件で切削し、逃げ面摩耗幅
０．３ｍｍとなるまでの切削長さを測定し、ＳＫＤ６１
焼入れ・焼戻し材（ＨＲＣ３５）の切削長さを１００と
する相対値で評価 工具：超硬エンドミル、１刃 切削幅：０．５ｍｍ
切削深さ：３ｍｍ 切削速度：１００ｍ／min 送り：０．０５ｍｍ／刃
切削油：乾式 上記試験の結果を、硬さとともに表２に示す。
柱 被削性試験片： 幅１４０ｍｍ×厚さ４５ｍｍ×長さ２
００ｍｍ 試験法は、それぞれつぎのとおりである。 （シャルピー試験）： 常温での靭性を測定 （ヒートチェック試験）： 高周波加熱および水冷によ
り、室温と６５０℃との間を往復する加熱冷却を１５０
０回繰り返し、試験片に生じたクラックの平均長さで評
価 （被削性試験）： 下記の条件で切削し、逃げ面摩耗幅
０．３ｍｍとなるまでの切削長さを測定し、ＳＫＤ６１
焼入れ・焼戻し材（ＨＲＣ３５）の切削長さを１００と
する相対値で評価 工具：超硬エンドミル、１刃 切削幅：０．５ｍｍ
切削深さ：３ｍｍ 切削速度：１００ｍ／min 送り：０．０５ｍｍ／刃
切削油：乾式 上記試験の結果を、硬さとともに表２に示す。
【００３３】 表 ２ 硬さおよび物性 Ｎｏ． 硬 さ シャルピー値 耐ヒートチェ 被削性 （ＨＲＣ）（Ｊ／ｃｍ2 ） ック性（μｍ） 比較例 １* ４５ ２４ ２５ − ３５ − − １００ ２* ４１ １０ ８０ ２３０ ３ ４４ ３５ １０ ５０ ４ ４４ ２２ １８ １６５ ５ ４４ ３９ １１ ３０ ６ ４４ １２ ２３ １９５ ７ ４４ ２３ １５ １２０ 実施例 １ ４４ ３６ １５ １１５ ２ ４７ ３３ １６ １１５ ３ ４８ ３７ １３ １０５ ４ ４７ ２６ ２２ １６０ ５ ４７ ２７ ２０ １５５ ６ ４０ ３６ ２１ １１５ ７ ４１ ３５ ２３ １１０ 実施例のプリハードン熱間工具鋼は、汎用されているＳ
ＫＤ６１焼入れ・焼戻し材にくらべ、シャルピー値が高
く（２４Ｊ／ｃｍ2に対して、２６〜３７Ｊ／ｃｍ2）、
かつ耐ヒートチェック性がすぐれている（２５μｍに対
し２３〜１５μｍ）。被削性は、ＳＫＤ６１系快削鋼
（相対値２３０）には及ばないが、ＳＫＤ６１を焼入れ
・焼戻ししたものであって、切削加工が容易なＨＲＣ３
５材（基準値１００）よりすぐれている（相対値１０５
〜１６０）。
ＫＤ６１焼入れ・焼戻し材にくらべ、シャルピー値が高
く（２４Ｊ／ｃｍ2に対して、２６〜３７Ｊ／ｃｍ2）、
かつ耐ヒートチェック性がすぐれている（２５μｍに対
し２３〜１５μｍ）。被削性は、ＳＫＤ６１系快削鋼
（相対値２３０）には及ばないが、ＳＫＤ６１を焼入れ
・焼戻ししたものであって、切削加工が容易なＨＲＣ３
５材（基準値１００）よりすぐれている（相対値１０５
〜１６０）。
【００３４】
【発明の効果】本発明のプリハードン熱間工具鋼は、在
来のＳＫＤ６１焼入れ・焼戻し材よりも高い靭性と耐ヒ
ートチェック性を有し、かつ、それよりもすぐれた被削
性を有している。本発明で実現した被削性レベルは、Ｓ
ＫＤ６１系快削鋼の被削性には及ばないが、靭性や耐ヒ
ートチェック性に関しては、ＳＫＤ６１系快削鋼に大差
をつけている。このように、加工性をあまり犠牲にせず
に、高い靭性と耐ヒートチェック性とをもったプリハー
ドン熱間工具鋼が得られたので、プリハードン鋼を材料
とする熱間工具の寿命を、延長することができる。
来のＳＫＤ６１焼入れ・焼戻し材よりも高い靭性と耐ヒ
ートチェック性を有し、かつ、それよりもすぐれた被削
性を有している。本発明で実現した被削性レベルは、Ｓ
ＫＤ６１系快削鋼の被削性には及ばないが、靭性や耐ヒ
ートチェック性に関しては、ＳＫＤ６１系快削鋼に大差
をつけている。このように、加工性をあまり犠牲にせず
に、高い靭性と耐ヒートチェック性とをもったプリハー
ドン熱間工具鋼が得られたので、プリハードン鋼を材料
とする熱間工具の寿命を、延長することができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 重量で、Ｃ：０．３０％以上０．５０％
未満、Ｓｉ：０．１５〜０．４０％、Ｍｎ：１．５％以
下、Ｓ：０．０１５〜０．０５０％、Ｃｒ：４．０〜
６．０％、ＭｏおよびＷの１種または２種を、Ｍｏ＋
０．５Ｗ：０．８〜４．０％、Ｖ：１．７０％未満、Ｔ
ｅ：０．００１０％以上０．０１００％未満およびＣ
ａ：０．０００２〜０．００５％を含有し、残部が実質
上Ｆｅである合金組成を有し、硬さをＨＲＣ４０〜４８
に調質してなるプリハードン熱間工具鋼。 - 【請求項２】 請求項１に記載の合金成分のうち、Ｓの
一部をＳｅ：０．０９０％以下で置き換え、Ｓ＋０．４
Ｓｅ：０．０１５〜０．０５０％とした合金組成のプリ
ハードン熱間工具鋼。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の合金成分に加
え、Ｎｉ：２．０％以下およびＢ：０．０１０％以下の
１種または２種を含有する合金組成としたプリハードン
熱間工具鋼。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の合
金成分に加え、Ｃｏ：５．０％以下およびＣｕ：０．５
％以下の１種または２種を含有する合金組成としたプリ
ハードン熱間工具鋼。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の合
金成分に加え、Ｎｂ：０．５％以下、Ｔｉ：０．５％以
下、Ｔａ：０．５％以下、Ｚｒ：０．５％以下およびＡ
ｌ：０．０５％以下の１種または２種以上を含有する合
金組成としたプリハードン熱間工具鋼。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の合
金成分に加え、ＲＥＭ：０．０１％以下を含有する合金
組成としたプリハードン熱間工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29733899A JP2001115234A (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | プリハードン熱間工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29733899A JP2001115234A (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | プリハードン熱間工具鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001115234A true JP2001115234A (ja) | 2001-04-24 |
Family
ID=17845238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29733899A Pending JP2001115234A (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | プリハードン熱間工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001115234A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2870546A1 (fr) * | 2004-05-21 | 2005-11-25 | Industeel Creusot | Acier a haute resistance mecanique et a l'usure |
| JP2013007098A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 熱間鍛造用鋼 |
| CN105568154A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-05-11 | 叶斌 | 螺柱焊导电夹持器 |
| CN107523758A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-12-29 | 太仓旺美模具有限公司 | 一种高耐磨热作模具钢 |
-
1999
- 1999-10-19 JP JP29733899A patent/JP2001115234A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2870546A1 (fr) * | 2004-05-21 | 2005-11-25 | Industeel Creusot | Acier a haute resistance mecanique et a l'usure |
| WO2005123975A2 (fr) * | 2004-05-21 | 2005-12-29 | Industeel Creusot | Acier a haute resistance mecanique et a l'usure |
| WO2005123975A3 (fr) * | 2004-05-21 | 2006-12-21 | Industeel Creusot | Acier a haute resistance mecanique et a l'usure |
| US7794651B2 (en) | 2004-05-21 | 2010-09-14 | Industeel Creusot | Steel having high mechanical strength and wear resistance |
| US8097207B2 (en) | 2004-05-21 | 2012-01-17 | Industeel Creusot | Steel having high mechanical strength and wear resistance |
| JP2013007098A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 熱間鍛造用鋼 |
| CN105568154A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-05-11 | 叶斌 | 螺柱焊导电夹持器 |
| CN107523758A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-12-29 | 太仓旺美模具有限公司 | 一种高耐磨热作模具钢 |
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