JP2001172748A - Cold working tool dimension-regulated by heat treatment, and its manufacturing method - Google Patents

Cold working tool dimension-regulated by heat treatment, and its manufacturing method

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JP2001172748A
JP2001172748A JP35714299A JP35714299A JP2001172748A JP 2001172748 A JP2001172748 A JP 2001172748A JP 35714299 A JP35714299 A JP 35714299A JP 35714299 A JP35714299 A JP 35714299A JP 2001172748 A JP2001172748 A JP 2001172748A
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JP
Japan
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tool
less
temperature
cold
manufacturing
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Shimizu
崇行 清水
Kiichi Kobayashi
喜一 小林
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture, in manufacturing a cold working tool requiring high dimensional accuracy, a tool with dimensions close to the desired dimensions by simply applying heat treatment with minimal number of times of treatment without finish working and particularly to provide a manufacturing method suitable for the manufacture of a tool incapable of finish working by providing the surface with a coating of hard film by chemical vapor deposition. SOLUTION: A tool steel, having an alloy composition consisting of, by weight, 0.5-2.6% C, 2.0% Si, 2.0% Mn, one or more kinds among <=1.0% Ni, 0.5-15.0%; Cr, <=5.0% Mo and <=5.0% V, and the balance essentially Fe, is used. The tool steel is formed into a tool shape, quenched to regulate the amount of retained austenite to 5-30% by volume ratio, subjected to subzero treatment consisting of cooling down to 0 to -200 deg.C to regulate the amount of retained austenite, by which dimensional change is controlled. Then tempering at <=500 deg.C is performed to attain the desired dimensions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、仕上げ加工を省略
し、熱処理により寸法を調整して製造した冷間工具に関
し、その製造方法を包含する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold tool manufactured by adjusting dimensions by heat treatment without finishing, and includes a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、冷間加工による製品の寸法精度に
対する要求が高まるにつれて、冷間工具鋼を用いた工具
の寸法精度もまた、高くせざるを得なくなっている。た
とえば、外径200mm×内径100mm×厚さ50m
mの寸法をもつリング状の冷間圧造用工具であって、内
径部分を工具として使用するものでは、通常、内径の精
度として±0.02mmを要求される。しかし、従来の
方法により工具を製造するときは、熱処理に伴う寸法の
変動が大きく、目標とする工具寸法に対して大きなバラ
ツキが避けられず、所定の寸法にするためは、どうして
も仕上げ加工をしなければならなかった。
2. Description of the Related Art In recent years, as the demand for dimensional accuracy of a product by cold working has increased, the dimensional accuracy of a tool using cold tool steel has also been forced to increase. For example, outer diameter 200mm x inner diameter 100mm x thickness 50m
In the case of a ring-shaped cold heading tool having a dimension of m and using an inner diameter portion as a tool, the accuracy of the inner diameter is normally required to be ± 0.02 mm. However, when manufacturing a tool by the conventional method, the dimensional change accompanying the heat treatment is large, and large variations are inevitable with respect to the target tool size. I had to.

【0003】実際の作業は、冷間工具の代表は金型であ
るから、金型を例にとって以下の説明を進めると、まず
工具材料とする鋼を、焼入れ−焼戻しによる寸法変化を
見込んだ寸法をもつ金型形状の素材に加工する。この素
材を焼入れすると相変態が起こり、それに伴って寸法が
変化する。このとき、鋼種や前熱処理の条件、金型の形
状により、焼入れ後の残留オーステナイトの量が異なる
から、それに応じて、焼入れ後の寸法が変化する状況は
異なる。そこで、焼戻しに当たっては、材料の変寸率が
焼戻し温度に依存するという現象を利用し、焼戻し温度
をコントロールすることによって、所望の寸法を実現す
る。以上の操作における熱処理温度の変化を、冷間工具
の製造にしばしば行なわれるCVD(化学蒸着)工程を
含む場合について示せば、図1のようになる。
In the actual work, since a representative of a cold tool is a die, the following description will be made taking a die as an example. First, steel as a tool material is dimensioned in consideration of a dimensional change due to quenching and tempering. Into a mold-shaped material with When this material is quenched, a phase transformation occurs, and the dimensions change accordingly. At this time, since the amount of retained austenite after quenching varies depending on the type of steel, the conditions of the pre-heat treatment, and the shape of the mold, the situation where the dimension after quenching changes accordingly differs. Therefore, in tempering, a desired dimension is realized by controlling the tempering temperature by utilizing the phenomenon that the dimensional change of the material depends on the tempering temperature. FIG. 1 shows the change of the heat treatment temperature in the above operation in the case where the manufacturing of a cold tool includes a CVD (chemical vapor deposition) step often performed.

【0004】これを、焼戻し温度と変寸率との関係を示
す図3のグラフを参照して説明すれば、変寸率は約50
0℃を境に様相を異にするところ、現在の熱処理炉は高
温側の方が比較的精度よく温度コントロールできるこ
と、および高温側は変寸率が小さくて細かい寸法変化を
実現しやすいことから、500℃を超える温度領域で焼
戻しを行なっている。このとき、焼戻し後の寸法と目標
寸法値との関係によって、つぎの二つの場合があり、そ
れぞれ併記した対策をとる。 ・目標寸法値<焼戻し後の寸法:仕上げ加工で最終的に
調整する ・目標寸法値>焼戻し後の寸法:再度熱処理する 前者の場合、焼戻し後の寸法が目標寸法値と一致するこ
とはほとんど期待できず、多くの場合、仕上げ加工が必
要である。後者の場合、熱処理工程を増すことによるコ
スト上昇が避けられない。再度熱処理しても使えればま
だよいが、大きく目標値より下回る寸法の中間製品は、
廃棄して作り直すしかない。
[0004] This will be described with reference to the graph of FIG. 3 showing the relationship between the tempering temperature and the size reduction ratio.
Where the aspect differs at 0 ° C, the current heat treatment furnace can control the temperature relatively accurately on the high-temperature side, and the high-temperature side has a small dimensional change and is easy to realize fine dimensional changes. Tempering is performed in a temperature range exceeding 500 ° C. At this time, there are the following two cases depending on the relationship between the tempered dimension and the target dimension value.・ Target dimension value <Temperature after tempering: Final adjustment by finish processing> Target dimension value> Temperature dimension: Heat treatment again In the former case, it is almost expected that the tempered dimension will match the target dimension value It is not possible and often requires finishing. In the latter case, an increase in cost due to an increase in the number of heat treatment steps is inevitable. If it can be used even if it is heat treated again, it is still good if it can be used, but for intermediate products with dimensions that are significantly below the target value,
You have to discard and rebuild.

【0005】金型によっては、上記のように、その表面
に化学蒸着法により硬質膜の被覆を行なうことがあり、
その場合は、図1に示したように被覆処理後に焼入れ−
焼戻し処理を行なうが、被覆があるために、焼戻し後の
仕上げ加工で寸法調整をすることができない。したがっ
て、目標寸法値が実現するまで、熱処理を繰り返すほか
ない。この熱処理は、温度に対する変寸率が大きい50
0℃近辺の焼戻しとして行なうが、現在ある熱処理炉で
は数℃程度の温度のバラツキは避けられず、意図した変
寸率と実現した変寸率が一致しないことが多く、目標寸
法値への調整は困難である。
Depending on the mold, as described above, the surface may be coated with a hard film by a chemical vapor deposition method.
In that case, as shown in FIG.
Although tempering is performed, it is not possible to adjust the dimensions in finishing after tempering because of the coating. Therefore, the heat treatment must be repeated until the target dimension value is realized. This heat treatment has a large dimensional change with respect to temperature.
Tempering at around 0 ° C is performed, but in the existing heat treatment furnace, temperature variation of about several ° C is unavoidable, and the intended dimensional change and the realized dimensional change often do not match. It is difficult.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冷間
工具鋼の技術における上述の問題を打破し、仕上げ加工
を省略して熱処理を行なうだけで、それも少ない処理回
数で、目標とする寸法に調整した冷間工具を提供するこ
と、およびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems in the art of cold tool steel, and to carry out heat treatment without finishing work. It is an object of the present invention to provide a cold tool adjusted to the required size, and to provide a manufacturing method thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の熱処理により寸
法を調整した冷間工具は、基本的な合金組成として、重
量で、C:0.5〜2.6%,Si:2.0%およびM
n:2.0%に加えて、Ni:1.0%以下、Cr:
0.5〜15.0%、Mo:5.0%以下、およびV:
5.0%以下を含有し、残部が実質上Feである合金組
成を有し、焼き入れ状態で残留オーステナイトが体積比
で5〜30%を占める工具鋼を工具形状に成形したもの
を、0℃〜−200℃の温度に冷却するサブゼロ処理、
および500℃以下の温度における焼戻し処理を施して
なる、仕上げ加工を省略し、熱処理により寸法調整した
冷間工具である。
According to the cold tool of the present invention, the dimensions of which are adjusted by heat treatment, the basic alloy composition is C: 0.5-2.6% by weight, Si: 2.0% by weight. And M
n: 2.0%, Ni: 1.0% or less, Cr:
0.5 to 15.0%, Mo: 5.0% or less, and V:
A tool steel having an alloy composition of 5.0% or less, with the balance being substantially Fe, and having a hardened state in which retained austenite occupies 5 to 30% by volume, is formed into a tool shape having a hardness of 0%. Sub-zero treatment to cool to a temperature of
This is a cold tool subjected to tempering at a temperature of 500 ° C. or less, omitting finishing, and adjusting the dimensions by heat treatment.

【0008】本発明の熱処理により寸法を調整した冷間
工具の製造方法は、重量で、C:0.5〜2.6%,S
i:2.0%およびMn:2.0%に加えて、Ni:
1.0%以下,Cr:0.5〜15.0%,Mo:5.
0%以下およびV:5.0%以下を含有し、残部が実質
上Feである合金組成を有する工具鋼を工具形状に成形
し、焼入れを施して残留オーステナイトの量を体積比で
5〜30%を占めるように調整し、0℃〜−200℃の
温度に冷却するサブゼロ処理を行なって残留オーステナ
イト量を調整することにより寸法変化を制御し、ついで
500℃以下の温度において焼戻しを施して目標寸法を
実現することからなり、仕上げ加工を省略した製造方法
である。
The method of manufacturing a cold tool whose dimensions have been adjusted by the heat treatment according to the present invention is as follows: C: 0.5 to 2.6% by weight, S:
i: 2.0% and Mn: 2.0% in addition to Ni:
1.0% or less, Cr: 0.5 to 15.0%, Mo: 5.
A tool steel having an alloy composition containing 0% or less and V: 5.0% or less, with the balance being substantially Fe, is formed into a tool shape, and quenched to reduce the amount of retained austenite in a volume ratio of 5 to 30. %, And a sub-zero treatment of cooling to a temperature of 0 ° C. to −200 ° C. to control the dimensional change by adjusting the amount of retained austenite. This is a manufacturing method that realizes dimensions and does not require finishing.

【0009】[0009]

【発明の実施形態】本発明の冷間工具を製造する工具鋼
は、上記した基本的な合金成分に加え、任意の添加元素
として、W:5.0%以下およびNb:2.0%以下の
1種または2種を含有することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The tool steel for producing the cold tool of the present invention contains, as an optional additive element, W: 5.0% or less and Nb: 2.0% or less in addition to the basic alloy components described above. Or one or two of the following.

【0010】どちらの合金組成をとるにしても、本発明
の冷間工具においては、それぞれ規定の合金組成におい
て、 [%Cr]−6.8[%C]≧0 の条件を満たす工具鋼を使用することが好ましい。
Regardless of which alloy composition is used, in the cold tool of the present invention, a tool steel satisfying the condition of [% Cr] -6.8 [% C] ≧ 0 in each of the specified alloy compositions is used. It is preferred to use.

【0011】本発明は、仕上げ加工を行なわないから、
焼入れに先立って、化学蒸着法(CVD)による表面被
覆処理を施した冷間工具鋼に適用した場合、とくにその
意義が大きい。CVDを行なった場合の温度変化を、図
1と同様な概念図として示せば、図2のようになる。
According to the present invention, since no finishing is performed,
This is particularly significant when applied to a cold tool steel that has been subjected to surface coating treatment by chemical vapor deposition (CVD) prior to quenching. FIG. 2 is a conceptual diagram showing a temperature change in the case of performing the CVD, similar to FIG.

【0012】本発明の冷間工具鋼において、各合金成分
のはたらきと、組成範囲を前記のように限定した理由
は、つぎのとおりである。
[0012] In the cold work tool steel of the present invention, the function of each alloy component and the reason for limiting the composition range as described above are as follows.

【0013】C:0.5〜2.6% Cは、冷間工具鋼として必要な硬さと耐摩耗性とを確保
する上で重要である。焼入れ後の残留オーステナイト量
を5%以上にするためには、0.6%以上の存在が必要
である。一方、2.6%を超える多量のCが存在する
と、残留オーステナイト量が増大して30%の限度を超
える。化学蒸着法による表面被覆を行なう場合、安定な
硬質膜を形成するためにも、0.6%以上のCが必要で
ある。
C: 0.5 to 2.6% C is important for securing the hardness and wear resistance required for cold work tool steel. In order to make the amount of retained austenite after quenching 5% or more, the presence of 0.6% or more is necessary. On the other hand, when a large amount of C exceeding 2.6% is present, the amount of retained austenite increases and exceeds the limit of 30%. When performing surface coating by chemical vapor deposition, 0.6% or more of C is required in order to form a stable hard film.

【0014】Si:2.0% Siは、焼入れ性を向上させる元素であるから、2.0
%までの範囲で適量を存在させる。過度に添加すると、
鋼の靭性を低下させる。
Si: 2.0% Since Si is an element that improves the hardenability,
The appropriate amount is present in the range up to%. If added excessively,
Decreases the toughness of steel.

【0015】Mn:2.0% Mnもまた、焼入れ性を向上させる。過大な量を添加す
ると、焼入れ後の残留オーステナイト量を増大させるか
ら、2.0%を上限とする。
Mn: 2.0% Mn also improves hardenability. If an excessive amount is added, the amount of retained austenite after quenching increases, so the upper limit is 2.0%.

【0016】Ni:1.0%以下 Niは、焼入れ性と靭性を向上させるから、適量を添加
する。ただしオーステナイト形成元素であるから、1.
0%の上限を超えて添加すると、焼入れ後の残留オース
テナイト量を過大にする。
Ni: 1.0% or less Ni enhances hardenability and toughness, so an appropriate amount is added. However, since it is an austenite forming element,
If the addition exceeds the upper limit of 0%, the amount of retained austenite after quenching becomes excessive.

【0017】Cr:0.5〜15.0% Crは、炭化物を形成して基地を強化するとともに、耐
摩耗性を与える点で重要な成分である。この効果を確保
するため、0.5%以上の添加を要する。上限15.0
%は、これを超えると鋼の靭性を低下させる。
Cr: 0.5 to 15.0% Cr is an important component in that it forms carbides to strengthen the matrix and provides wear resistance. In order to secure this effect, addition of 0.5% or more is required. Upper limit 15.0
% Exceeds this, the toughness of the steel decreases.

【0018】Mo:5.0%以下 Moも、Crと同様に、炭化物形成による基地の強化
と、耐摩耗性の向上に役立つ。5.0%を超えて添加し
ても効果が飽和するし、不経済になる。
Mo: 5.0% or less Mo, like Cr, also contributes to strengthening the matrix by forming carbides and improving wear resistance. Even if added in excess of 5.0%, the effect saturates and becomes uneconomical.

【0019】V:5.0%以下 Vも、CrやMoと同様に、炭化物を形成して基地を強
化し、耐摩耗性を向上させる。多量に過ぎると靭性を損
なうから、5.0%までの添加に止める。
V: 5.0% or less V, like Cr and Mo, forms carbides to strengthen the matrix and improve wear resistance. If the amount is too large, the toughness is impaired, so the addition is limited to up to 5.0%.

【0020】任意に添加することのできる元素の作用と
組成範囲の限定理由は、つぎのとおりである。
The effects of the elements that can be added arbitrarily and the reasons for limiting the composition range are as follows.

【0021】W:5.0%以下 Wは、やはり炭化物の形成による基地の強化と、耐摩耗
性の向上に寄与する。ただし、過大な添加は靭性を低下
させるうえにコスト高を招くから、上限として5.0%
を設けた。
W: 5.0% or less W also contributes to strengthening the matrix by forming carbides and improving wear resistance. However, excessive addition lowers the toughness and increases the cost, so the upper limit is 5.0%.
Was provided.

【0022】Nb:2.0%以下 Nbは微細な炭化物を形成して結晶粒の微細化させ、靭
性の向上に役立つ。この効果は、2.0%を超える添加
では飽和する。
Nb: 2.0% or less Nb forms fine carbides to make crystal grains finer and helps to improve toughness. This effect saturates at more than 2.0% addition.

【0023】焼入れ後の残留オーステナイト量が容積で
5〜30%の範囲に入るようにする理由は、残留オース
テナイト量が少なすぎると、後続するサブゼロ処理にお
いて生じる寸法変化が小さく、調節可能な寸法の範囲が
狭く、これに対し残留オーステナイト量が多すぎると、
寸法変化が大きすぎてコントロールしにくくなり、目標
寸法値に到達することが困難になるからである。
The reason that the amount of retained austenite after quenching is in the range of 5 to 30% by volume is that if the amount of retained austenite is too small, the dimensional change that occurs in the subsequent sub-zero treatment is small, and the size of the adjustable size can be adjusted. If the range is narrow and the amount of retained austenite is too large,
This is because the dimensional change is too large to control and it is difficult to reach the target dimensional value.

【0024】本発明の冷間工具の製造は、工具形状への
成形−焼入れ−サブゼロ処理−低温焼戻しという一連の
工程によって行なわれる。寸法の測定は、焼入れ前、
焼入れ後、サブゼロ処理中、および焼戻し処理後
に、それぞれ行なう。
The production of the cold tool of the present invention is performed by a series of steps of forming into a tool shape, quenching, subzero treatment, and low-temperature tempering. Before quenching,
After quenching, during sub-zero treatment, and after tempering, respectively.

【0025】焼入れ後の寸法測定の結果によって、つぎ
の二つの場合があり、 ・目標寸法値1<焼入れ後寸法 ・目標寸法値1>焼入れ後寸法 (「目標寸法値1」は、最終的な目標である「目標寸法
値2」に導くために、まず到達すべき寸法である。)前
者の場合は、サブゼロ処理の対象外であるが、後者の場
合はサブゼロ処理により、目標寸法値1に近づけること
ができる。
There are the following two cases depending on the result of the dimension measurement after quenching: ・ Target dimension value 1 <dimension after quenching ・ Target dimension value 1> dimension after quenching (“Target dimension value 1” is In order to lead to the target "target dimension value 2", this is the dimension to be reached first.) In the former case, it is out of the target of sub-zero processing, but in the latter case, it is reduced to the target dimension value 1 by sub-zero processing. You can get closer.

【0026】サブゼロ処理を行なう意義は、図3に示し
た焼戻し温度と変寸率との関係を表す曲線が、図4に示
すように、サブゼロ処理により、しかもその温度を低く
選ぶことにより、グラフの上方に移動して、同じ焼戻し
温度でも、より大きな変寸率が得られることにある。言
い換えれば、所望の寸法変化の実現を、サブゼロ処理の
温度の選択により容易にすることである。実際の操業に
おいては、比較的浅い冷却(高い温度)のサブゼロ処理
を行ない、寸法測定の結果、その温度で期待できる変寸
率に基づく寸法増大では不足である場合、より深い冷却
(低い温度)のサブゼロ処理を行なう。
The significance of performing the sub-zero treatment is that the curve showing the relationship between the tempering temperature and the size reduction rate shown in FIG. 3 is obtained by performing the sub-zero treatment and selecting a lower temperature as shown in FIG. Above, so that a larger dimensional change can be obtained even at the same tempering temperature. In other words, the realization of the desired dimensional change is made easier by selecting the temperature of the sub-zero treatment. In actual operation, sub-zero processing of relatively shallow cooling (high temperature) is performed, and if the dimensional measurement results show that the dimensional increase based on the dimensional change rate expected at that temperature is insufficient, deeper cooling (low temperature) Sub-zero processing is performed.

【0027】サブゼロ処理の温度範囲は、工業的に実現
することが容易な低温度、すなわち0℃(氷)、−37
℃(ドライアイス+メタノール)、−60℃(ドライア
イス+エタノール)、−73℃(ドライアイス+アセト
ン)をはじめ、−196℃(液体窒素)に至る種々の低
温度から、適切なものを選ぶ。サブゼロ処理の温度は、
容易かつ正確にコントロールすることができる点で、温
度にバラツキが生じやすい加熱炉による熱処理よりも有
利である。
The temperature range for the sub-zero treatment is a low temperature that can be easily realized industrially, that is, 0 ° C. (ice), −37 ° C.
Choose an appropriate one from various low temperatures ranging from ℃ (dry ice + methanol), -60 ℃ (dry ice + ethanol), -73 ℃ (dry ice + acetone) to -196 ℃ (liquid nitrogen). . The temperature of sub-zero treatment is
This is advantageous over a heat treatment using a heating furnace, in which the temperature can be easily and accurately controlled, because the temperature tends to vary.

【0028】焼戻しを500℃以下の比較的低温で実施
するのは、この温度領域であれば、前掲の図3および図
4にみるように、温度が多少変化してもそれに対する変
寸率の変化が小さく、したがって、目標とする寸法に向
けて調整可能な温度の範囲が広くとれるということにあ
る。いうまでもなく、適用してよい温度の範囲が広けれ
ば、現在ある、温度コントロールがあまり精密にできな
い加熱炉でも、寸法調整が容易にできる。通常は、20
0℃程度が適切である。
It is within this temperature range that tempering is performed at a relatively low temperature of 500 ° C. or less, as shown in FIGS. The variability is small and thus the temperature range that can be adjusted for the target dimensions is wide. Needless to say, if the range of temperatures that can be applied is wide, it is possible to easily adjust the dimensions of existing heating furnaces that cannot be controlled precisely. Usually, 20
About 0 ° C. is appropriate.

【0029】サブゼロ処理により目標寸法値1に到達し
た中間製品は、この焼戻しにより目標寸法値2を実現す
る。このとき、焼戻し後の寸法との間で、やはりつぎの
二通りの場合があり、 ・目標寸法値2<焼戻し後の寸法 ・目標寸法値2>焼戻し後の寸法 前者の場合は、すでに実施した焼戻しより高温側で再度
の焼戻しを行ない、目標寸法値2に導く。後者の場合
は、逆に、より低温側の焼戻しによって、やはり目標寸
法値2に導く。
The intermediate product which has reached the target dimension value 1 by the sub-zero process realizes the target dimension value 2 by this tempering. At this time, there are also the following two cases between the tempered dimensions and the following: ・ Target dimension value 2 <dimension after tempering ・ Target dimension value 2> dimension after tempering The former case has already been implemented. The tempering is performed again on the higher temperature side than the tempering, and the target dimension value 2 is obtained. In the latter case, on the contrary, tempering on the lower temperature side also leads to the target dimension value of 2.

【0030】[%Cr]−6.8[%C]≧0 の条件
が成立する合金組成が好ましいとする理由は、これが満
たされない、すなわち[%Cr]−6.8[%C]<0
となる組成の鋼では、焼戻し温度に対する変寸率の曲
線がもつ屈曲点が、図3や図4に示したもののように5
00〜520℃にはなく、250℃付近にあり、そのた
めに焼戻し温度の選択幅が小さくなり、寸法の調整が困
難になるからである。
The reason that the alloy composition that satisfies the condition of [% Cr] -6.8 [% C] ≧ 0 is preferable is not satisfied, that is, [% Cr] -6.8 [% C] <0.
In the steel having the composition as follows, the bending point of the curve of the sizing ratio with respect to the tempering temperature is 5 as shown in FIGS. 3 and 4.
This is because the tempering temperature is not in the range of 00 to 520 ° C. but is in the vicinity of 250 ° C., so that the selection range of the tempering temperature is small, and it is difficult to adjust the dimensions.

【0031】[0031]

【実施例】表1に示す合金組成の冷間工具鋼を溶製し
た。この表において、「残留γ」は残留オーステナイト
の量を容積%で表したものであり、「X」の欄は[%C
r]−6.8[%C]の値を表す。
EXAMPLE A cold tool steel having an alloy composition shown in Table 1 was melted. In this table, “Residual γ” indicates the amount of retained austenite in volume%, and the column “X” indicates [% C
r] -6.8 [% C].

【0032】 表 1 No. 化 学 成 分 (残部Fe) 残留γ X C Si Mn Ni Cr Mo V W Nb % 実施例 1 0.97 0.94 0.41 0.19 8.25 1.92 0.29 − − 12 1.65 2 1.42 0.40 0.55 0.03 11.21 1.13 0.31 0.21 0.44 27 1.55 3 0.57 0.59 0.43 0.12 11.29 2.39 0.44 0.88 − 7 7.41 4 1.07 1.98 0.23 0.18 14.56 2.09 0.22 − − 23 7.28 5 0.67 0.82 1.89 0.20 8.47 4.91 4.88 4.78 − 18 3.91 6 0.91 0.87 0.44 0.89 8.54 0.96 0.23 − 1.89 16 2.35 7 1.08 0.45 1.01 0.19 9.30 1.25 1.33 − − 25 1.96 比較例 8 1.58 0.12 0.36 0.24 12.79 0.94 0.27 − − 19 2.05 9 0.98 0.20 0.71 0.18 8.95 0.82 0.38 − − 17 2.29 10 1.67 1.04 0.33 0.33 12.91 0.88 0.86 − 1.44 28 1.55 11 0.13 0.30 0.40 0.33 12.03 2.89 0.27 − − 4 11.15 12 2.93 0.31 0.65 0.22 5.53 0.89 4.32 − 0.39 48 -14.39 13 1.14 1.10 0.47 0.19 16.82 1.91 0.34 − − 22 9.07 14 1.22 0.33 0.24 0.20 8.09 5.89 4.30 − − 24 -0.21 15 1.52 0.19 0.39 0.15 11.38 0.94 0.32 − − 20 1.04 比較例No.15は従来鋼SKD11Table 1 No. Chemical Components (Remainder Fe) Residual γ X C Si Mn Ni Cr Mo V W Nb% Example 1 0.97 0.94 0.41 0.19 8.25 1.92 0.29 − −12 1.65 2 1.42 0.40 0.55 0.03 11.21 1.13 0.31 0.21 0.44 27 1.55 3 0.57 0.59 0.43 0.12 11.29 2.39 0.44 0.88 − 7 7.41 4 1.07 1.98 0.23 0.18 14.56 2.09 0.22 − − 23 7.28 5 0.67 0.82 1.89 0.20 8.47 4.91 4.88 4.78 − 18 3.91 6 0.91 0.87 0.44 0.89 8.54 0.96 0.23 − 1.89 16 2.35 7 1.08 0.45 1.01 0.19 9.30 1.25 1.33 − − 25 1.96 Comparative Example 8 1.58 0.12 0.36 0.24 12.79 0.94 0.27 − − 19 2.05 9 0.98 0.20 0.71 0.18 8.95 0.82 0.38 − − 17 2.29 10 1.67 1.04 0.33 0.33 12.91 0.88 0.86 − 1.44 28 1.55 11 0.13 0.30 0.40 0.33 12.03 2.89 0.27 − − 4 11.15 12 2.93 0.31 0.65 0.22 5.53 0.89 4.32 − 0.39 48 -14.39 13 1.14 1.10 0.47 0.19 16.82 1.91 0.34 − − 22 9.07 14 1.22 0.33 0.24 0.20 8.09 5.89 4.30 − − 24 -0.21 15 1.52 0.19 0.39 0.15 11.38 0.94 0.32--20 1.04 Comparative example No.15 is conventional steel SKD11

【0033】 表 2 No. 寸 法 熱処理 H温 SZ温 T温 硬さ 目標寸 Y (内径調整) パターン 度 度 度 法偏差 mm ℃ ℃ ℃ HRC mm 実施例 1 φ200×φ100× 50H H→SZ→T 1000 -37 200 61 0.015 ○ 2 φ250×φ100× 50H CVD→H→SZ→T 1030 -73 450 58 0.010 ○ 3 φ200×φ100× 75H H→SZ→T 1050 0 450 57 0.014 ○ 4 φ150×φ100× 50H H→SZ→T 1000 -60 300 60 0.007 ○ 5 φ150×φ100×100H H→SZ→T 1020 -73 200 61 0.009 ○ 6 φ230×φ100× 50H CVD→H→SZ→T 1030 0 250 61 0.019 ○ 7 φ180×φ100× 50H H→SZ→T 1000 -60 250 62 0.013 ○ 比較例 8 φ200×φ100×100H H→SZ→T 1000 -196 520 58 0.144 × 9 φ250×φ100×100H H→T 1000 − 520 57 0.074 × 10 φ200×φ100×100H CVD→H→T 1000 − 250 59 0.075 × 11 φ200×φ100× 50H H→SZ→T 1000 -37 300 42 0.099 × 12 φ200×φ100× 75H H→SZ→T 1030 -73 150 55 0.121 × 13 φ190×φ100×100H H→SZ→T 1030 -60 250 60 0.092 × 14 φ200×φ100× 50H H→T 1190 0 400 44 0.019 ○15 φ200×φ100× 50H H→T 1030 − 200 61 0.109 × Y:寸法偏差が0.02mm/100mm以下の場合は○、超過の場合は×。 H:焼入れ SZ:サブセロ処理 T:焼戻し CVD:化学蒸着法Table 2 No. Dimension Heat treatment H temperature SZ temperature T temperature Hardness Target dimension Y (inner diameter adjustment) Pattern degree Degree Method deviation mm ℃ ℃ ℃ HRC mm Example 1 φ200 × φ100 × 50H H → SZ → T 1000 -37 200 61 0.015 ○ 2 φ250 × φ100 × 50H CVD → H → SZ → T 1030 -73 450 58 0.010 ○ 3 φ200 × φ100 × 75H H → SZ → T 1050 0 450 57 0.014 ○ 4 φ150 × φ100 × 50H H → SZ → T 1000 -60 300 60 0.007 ○ 5 φ150 × φ100 × 100H H → SZ → T 1020 -73 200 61 0.009 ○ 6 φ230 × φ100 × 50H CVD → H → SZ → T 1030 0 250 61 0.019 ○ 7 φ180 × φ100 × 50H H → SZ → T 1000 -60 250 62 0.013 ○ Comparative Example 8 φ200 × φ100 × 100H H → SZ → T 1000 -196 520 58 0.144 × 9 φ250 × φ100 × 100H H → T 1000 − 520 57 0.074 × 10 φ200 × φ100 × 100H CVD → H → T 1000 − 250 59 0.075 × 11 φ200 × φ100 × 50H H → SZ → T 1000 -37 300 42 0.099 × 12 φ200 × φ100 × 75H H → SZ → T 1030- 73 150 55 0.121 × 13 φ190 × φ100 × 100H H → SZ → T 1030 -60 2 50 60 0.092 × 14 φ200 × φ100 × 50H H → T 1190 0 400 44 0.019 ○ 15 φ200 × φ100 × 50H H → T 1030-200 61 0.109 × Y: ○, when the dimensional deviation is 0.02mm / 100mm or less, × if exceeded. H: Quenching SZ: Sub-cellular treatment T: Tempering CVD: Chemical vapor deposition

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の冷間工具は、高い寸法精度を求
められる冷間工具を製造するときに、仕上げ加工を省略
してもっぱら熱処理で寸法調整を行なうものであり、そ
の熱処理も既知の技術による場合よりも少ない処理回数
で済むから、従来技術より短縮された工程と、低減され
たコストとをもって製造することができる。
According to the cold tool of the present invention, when manufacturing a cold tool that requires high dimensional accuracy, the dimensional adjustment is performed exclusively by heat treatment without finishing work, and the heat treatment is also known. Since the number of processes is smaller than in the case of using the technology, the manufacturing can be performed with a reduced number of processes and a reduced cost as compared with the conventional technology.

【0035】仕上げ加工を行なわないということは、化
学蒸着法により表面に窒化物や炭化物などの硬質物質の
被覆を設けた工具のように、仕上げ加工をするわけにい
かない冷間工具の製造において、とくに有利な特徴であ
る。
The fact that finishing is not performed means that in the production of a cold tool which cannot be finished, such as a tool whose surface is coated with a hard substance such as nitride or carbide by a chemical vapor deposition method. This is a particularly advantageous feature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 従来技術による冷間工具の製造の例におけ
る、熱処理温度の変化を概念的に示す図。
FIG. 1 is a diagram conceptually showing a change in a heat treatment temperature in an example of manufacturing a cold tool according to a conventional technique.

【図2】 本発明による冷間工具の製造の例における、
熱処理温度の変化を概念的に示す、図1と同様な図。
FIG. 2 shows an example of the production of a cold tool according to the invention,
The figure similar to FIG. 1 which shows the change of heat processing temperature conceptually.

【図3】 冷間工具鋼の焼戻し処理の温度と変寸率との
関係を、ある合金組成の冷間工具鋼を例にとって示した
グラフ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature of the tempering treatment of cold tool steel and the reduction ratio, taking cold tool steel having a certain alloy composition as an example.

【図4】 図3のグラフにおいて、曲線がサブゼロ処理
によって上方に移動すること、またその移動量がサブゼ
ロ処理の温度が低いほど大きいことを概念的に示した
図。
FIG. 4 is a diagram conceptually showing that the curve moves upward by sub-zero processing in the graph of FIG. 3, and that the amount of movement increases as the temperature of sub-zero processing decreases.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C21D 9/00 C21D 9/00 M C22C 38/58 C22C 38/58 C23C 16/30 C23C 16/30 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) C21D 9/00 C21D 9/00 M C22C 38/58 C22C 38/58 C23C 16/30 C23C 16/30

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量で、C:0.5〜2.6%,Si:
2.0%およびMn:2.0%、Ni:1.0%以下、
Cr:0.5〜15.0%、Mo:5.0%以下および
V:5.0%以下を含有し、残部が実質上Feである合
金組成を有し、焼入れ状態で残留オーステナイトが体積
比で5〜30%を占める工具鋼を工具形状に成形したも
のを、0℃〜−200℃の温度に冷却するサブゼロ処
理、および500℃以下の温度における焼戻し処理を施
してなる、熱処理により寸法調整した冷間工具。
C. 0.5 to 2.6% by weight, Si:
2.0% and Mn: 2.0%, Ni: 1.0% or less,
Cr: 0.5-15.0%, Mo: 5.0% or less, V: 5.0% or less, the balance is substantially Fe, the alloy composition is substantially Fe, and the volume of retained austenite in the quenched state A tool steel occupying 5 to 30% in a ratio is formed into a tool shape, and is subjected to a sub-zero treatment of cooling to a temperature of 0 ° C. to −200 ° C. and a tempering treatment at a temperature of 500 ° C. or less. Adjusted cold tool.
【請求項2】 請求項1に記載の合金成分に加えて、
W:5.0%以下およびNb:2.0%以下の1種また
は2種を含有する合金組成を有する工具鋼を使用した請
求項1の冷間工具。
2. In addition to the alloy component according to claim 1,
2. The cold tool according to claim 1, wherein a tool steel having an alloy composition containing one or two of W: 5.0% or less and Nb: 2.0% or less is used.
【請求項3】 請求項1または2に規定した合金組成に
おいて、[%Cr]−6.8[%C]≧0 の条件を満
たす工具鋼を使用した請求項1または2の冷間工具。
3. The cold tool according to claim 1, wherein a tool steel satisfying the condition of [% Cr] −6.8 [% C] ≧ 0 is used in the alloy composition defined in claim 1 or 2.
【請求項4】 表面に化学蒸着法による硬化膜の被覆を
有する請求項1ないし3のいずれかの冷間工具。
4. The cold tool according to claim 1, wherein a surface of the cold tool is coated with a cured film by a chemical vapor deposition method.
【請求項5】 重量で、C:0.5〜2.6%,Si:
2.0%およびMn:2.0%に加えて、Ni:1.0
%以下、Cr:0.5〜15.0%、Mo:5.0%、
以下およびV:5.0%以下を含有し、残部が実質上F
eである合金組成を有する工具鋼を工具形状に成形し、
焼入れを施して残留オーステナイトの量を体積比で5〜
30%を占めるように調整し、0℃〜−200℃の温度
に冷却するサブゼロ処理を行なって残留オーステナイト
量を調整することにより寸法変化を制御し、ついで50
0℃以下の焼戻し処理を施して目標寸法を実現すること
からなる、仕上げ加工を省略して熱処理により寸法を調
整した冷間工具の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein C: 0.5 to 2.6% by weight, Si:
2.0% and Mn: 2.0%, and Ni: 1.0%
% Or less, Cr: 0.5 to 15.0%, Mo: 5.0%,
And V: 5.0% or less, with the balance being substantially F
forming a tool steel having an alloy composition of e into a tool shape;
After quenching, the amount of retained austenite is 5 to 5 by volume.
The dimensional change is controlled by adjusting the amount of retained austenite by performing a sub-zero treatment of cooling to a temperature of 0 ° C. to −200 ° C.
A method for manufacturing a cold tool in which finishing processing is omitted and the dimensions are adjusted by heat treatment, which comprises performing a tempering treatment at 0 ° C. or lower to achieve a target dimension.
【請求項6】 焼入れに先立って、化学蒸着法による硬
化膜の被覆を形成する工程を加えた請求項5の冷間工具
の製造方法。
6. The method for manufacturing a cold tool according to claim 5, further comprising a step of forming a coating of a cured film by a chemical vapor deposition method before quenching.
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