JP2001294973A - 粉末放電加工性に優れたプラスチック成形金型用鋼 - Google Patents
粉末放電加工性に優れたプラスチック成形金型用鋼Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、従来のプラスチック成形金型用鋼
と同等の金型に必要な一般的な性質、溶接性が優れてい
るとともに、上記従来のプラスチック成形金型用鋼より
粉末放電加工後の放電加工面の粗さが小さい10μm以
下になるプラスチック成形金型用鋼を提供することを課
題としている。 【解決手段】 重量%で、C:0.10〜0.30%、
Si:0.35%以下、Mn:0.5〜3.5%、P:
0.020%、S:0.0030〜0.0130%、C
u:0.10%以下、Ni:0.20%以下、Cr:
1.0〜3.0%、Mo:0.2〜1.0%、VとNb
の1種または2種をそれぞれ0.05〜0.30%、s-
Al:0.030%以下、O:0.0030%以下、
N:0.020%以下および介在物量:0.018%以
下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする粉末放電加工性に優れたプラスチック
成形金型用鋼。
と同等の金型に必要な一般的な性質、溶接性が優れてい
るとともに、上記従来のプラスチック成形金型用鋼より
粉末放電加工後の放電加工面の粗さが小さい10μm以
下になるプラスチック成形金型用鋼を提供することを課
題としている。 【解決手段】 重量%で、C:0.10〜0.30%、
Si:0.35%以下、Mn:0.5〜3.5%、P:
0.020%、S:0.0030〜0.0130%、C
u:0.10%以下、Ni:0.20%以下、Cr:
1.0〜3.0%、Mo:0.2〜1.0%、VとNb
の1種または2種をそれぞれ0.05〜0.30%、s-
Al:0.030%以下、O:0.0030%以下、
N:0.020%以下および介在物量:0.018%以
下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする粉末放電加工性に優れたプラスチック
成形金型用鋼。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉末放電加工性に
優れたプラスチック成形金型用鋼、詳細にはプレハード
ン状態で機械加工、粉末放電加工をする場合、粉末放電
加工後の表面がミガキレスに近い面粗度になるプラスチ
ック成形金型用鋼に関する。
優れたプラスチック成形金型用鋼、詳細にはプレハード
ン状態で機械加工、粉末放電加工をする場合、粉末放電
加工後の表面がミガキレスに近い面粗度になるプラスチ
ック成形金型用鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチックの成形に用いる金型は、通
常金型用鋼を機械加工、粉末放電加工(加工面と電極と
の間に微細な粉末を供給し、この粉末によって放電の誘
発と放電エネルギーの低減などにより加工面を平滑にす
る放電加工方法)、研磨加工などによって製造されてい
るので、金型用鋼には、機械加工における被削性が優れ
ているとともに粉末放電加工後の表面の平滑性が優れて
いることが要求されている。更に補修、設計変更、組み
立てなどにおいて溶接される場合があるため、溶接性も
優れていることが要求されている。また金型表面の形状
が成形したプラスチック製品の表面に現れるので、研磨
またはシボ加工によっても表面にピンホールやシボムラ
が発生しないこと、硬さ、耐力、靱性などの金型に必要
な一般的な性質が優れていることなども要求されてい
る。特に、最近の金型の製作においては、加工後に焼入
れおよび焼戻しをすると、熱歪みによって変形し、また
製作日数が長くなることなどから、焼入れおよび焼戻し
後に切削加工をするため、被削性が優れた金型用鋼が要
求されていた。
常金型用鋼を機械加工、粉末放電加工(加工面と電極と
の間に微細な粉末を供給し、この粉末によって放電の誘
発と放電エネルギーの低減などにより加工面を平滑にす
る放電加工方法)、研磨加工などによって製造されてい
るので、金型用鋼には、機械加工における被削性が優れ
ているとともに粉末放電加工後の表面の平滑性が優れて
いることが要求されている。更に補修、設計変更、組み
立てなどにおいて溶接される場合があるため、溶接性も
優れていることが要求されている。また金型表面の形状
が成形したプラスチック製品の表面に現れるので、研磨
またはシボ加工によっても表面にピンホールやシボムラ
が発生しないこと、硬さ、耐力、靱性などの金型に必要
な一般的な性質が優れていることなども要求されてい
る。特に、最近の金型の製作においては、加工後に焼入
れおよび焼戻しをすると、熱歪みによって変形し、また
製作日数が長くなることなどから、焼入れおよび焼戻し
後に切削加工をするため、被削性が優れた金型用鋼が要
求されていた。
【0003】従来、プラスチック成形金型用鋼として、
出願人の開発したC:0.1〜0.3%、Si:0.2
5%以下、Mn:0.5〜3.5%、P:0.02%以
下、S:0.01〜0.10%、Cr:1.0〜3.0
%、Mo:0.03〜2.0%、V:0.01〜1.0
%、B:0.002%以下であり、必要に応じてNi、
Zr、Pb、Te、SeおよびBiの1種または2種以
上を含有し、残部が実質的にFeからなり、かつ下式 BH= 326.0+ 847.3(C%)+ 18.3(Si%)−8.6(Mn%)− 1
2.5(Cr%)≦460 をみたす合金組成を有する、予熱および後熱を必要とせ
ず、溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼(特開平
3─177536号公報)が用いられていた。
出願人の開発したC:0.1〜0.3%、Si:0.2
5%以下、Mn:0.5〜3.5%、P:0.02%以
下、S:0.01〜0.10%、Cr:1.0〜3.0
%、Mo:0.03〜2.0%、V:0.01〜1.0
%、B:0.002%以下であり、必要に応じてNi、
Zr、Pb、Te、SeおよびBiの1種または2種以
上を含有し、残部が実質的にFeからなり、かつ下式 BH= 326.0+ 847.3(C%)+ 18.3(Si%)−8.6(Mn%)− 1
2.5(Cr%)≦460 をみたす合金組成を有する、予熱および後熱を必要とせ
ず、溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼(特開平
3─177536号公報)が用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のプラスチッ
ク成形金型用鋼は、溶接性に優れ、また硬さ、耐力、靱
性などの金型に必要な一般的な性質が優れているが、放
電加工後の表面の平滑性が十分でなかった。本発明は、
上記従来のプラスチック成形金型用鋼と同等の金型に必
要な一般的な性質、溶接性が優れているとともに、上記
従来のプラスチック成形金型用鋼より粉末放電加工後の
放電加工肌の粗さが小さい、Rmax が10μm以下、望
ましくは8μm以下になるプラスチック成形金型用鋼を
提供することを課題としている。
ク成形金型用鋼は、溶接性に優れ、また硬さ、耐力、靱
性などの金型に必要な一般的な性質が優れているが、放
電加工後の表面の平滑性が十分でなかった。本発明は、
上記従来のプラスチック成形金型用鋼と同等の金型に必
要な一般的な性質、溶接性が優れているとともに、上記
従来のプラスチック成形金型用鋼より粉末放電加工後の
放電加工肌の粗さが小さい、Rmax が10μm以下、望
ましくは8μm以下になるプラスチック成形金型用鋼を
提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、プラスチック成形金型用鋼に必要な
性質、成分組成、粉末放電加工後の表面を平滑にする方
法について鋭意研究していたところ、プラスチック成形
金型は、表面の光沢をよくする必要があるので、その加
工は、切削加工に比較して粉末放電加工後の研磨加工時
間のほうが長くなる傾向があること、そのためプラスチ
ック成形金型用鋼は、被削性が若干低下しても、粉末放
電加工後の表面の平滑性が優れていたほうが望ましいこ
と、粉末放電加工後の表面が平滑にならない原因の一つ
は、切削加工性を向上させるためのMnS介在物が粉末
放電加工において溶融して発生するピットおよび溝であ
ること、S含有量と粉末放電加工後の放電加工面の粗さ
との関係は図1に示すようになることから、粉末放電加
工後の放電加工面の粗さをRmax で10μm以下にする
にはS含有量を0.0080%以下にすればよいことな
どの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づいて発
明をされたものである。
め、本発明者らは、プラスチック成形金型用鋼に必要な
性質、成分組成、粉末放電加工後の表面を平滑にする方
法について鋭意研究していたところ、プラスチック成形
金型は、表面の光沢をよくする必要があるので、その加
工は、切削加工に比較して粉末放電加工後の研磨加工時
間のほうが長くなる傾向があること、そのためプラスチ
ック成形金型用鋼は、被削性が若干低下しても、粉末放
電加工後の表面の平滑性が優れていたほうが望ましいこ
と、粉末放電加工後の表面が平滑にならない原因の一つ
は、切削加工性を向上させるためのMnS介在物が粉末
放電加工において溶融して発生するピットおよび溝であ
ること、S含有量と粉末放電加工後の放電加工面の粗さ
との関係は図1に示すようになることから、粉末放電加
工後の放電加工面の粗さをRmax で10μm以下にする
にはS含有量を0.0080%以下にすればよいことな
どの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づいて発
明をされたものである。
【0006】すなわち、本発明の粉末放電加工性に優れ
たプラスチック成形金型用鋼においては、C:0.10
〜0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%、S:0.0030〜0.
0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.20%
以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜2.
0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05〜
0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.00
30%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、必要に応じてB:0.00
02〜0.0020%を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなるものとすることである。
たプラスチック成形金型用鋼においては、C:0.10
〜0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%、S:0.0030〜0.
0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.20%
以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜2.
0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05〜
0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.00
30%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、必要に応じてB:0.00
02〜0.0020%を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなるものとすることである。
【0007】また、本発明の粉末放電加工性に優れたプ
ラスチック成形金型用鋼においては、C:0.10〜
0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%、S:0.0030〜0.
0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.20%
以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜2.
0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05〜
0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.00
30%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、更にCa:0.0005〜
0.010%、Se:0.010〜0.15%およびT
e:0.010〜0.15%、Zr:0.003〜0.
20%、Pb:0.03〜0.20%およびBi:0.
010〜0.20%のうちの1種または2種以上を含有
し、必要に応じてB:0.0002〜0.0020%を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるもの
とすることである。
ラスチック成形金型用鋼においては、C:0.10〜
0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%、S:0.0030〜0.
0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.20%
以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜2.
0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05〜
0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.00
30%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、更にCa:0.0005〜
0.010%、Se:0.010〜0.15%およびT
e:0.010〜0.15%、Zr:0.003〜0.
20%、Pb:0.03〜0.20%およびBi:0.
010〜0.20%のうちの1種または2種以上を含有
し、必要に応じてB:0.0002〜0.0020%を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるもの
とすることである。
【0008】
【作用】本発明の粉末放電加工性に優れたプラスチック
成形金型用鋼は、S含有量を減少させて粉末放電加工後
の表面の粗さの原因となるMnS介在物を減少させると
ともに、粉末放電加工後の表面の粗さの原因となる介在
物を0.018%以下、介在物を生成するOを0.00
30%以下にしているので、粉末放電加工後の放電加工
面の粗さのRmax が10μm以下になる。
成形金型用鋼は、S含有量を減少させて粉末放電加工後
の表面の粗さの原因となるMnS介在物を減少させると
ともに、粉末放電加工後の表面の粗さの原因となる介在
物を0.018%以下、介在物を生成するOを0.00
30%以下にしているので、粉末放電加工後の放電加工
面の粗さのRmax が10μm以下になる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の粉末放電加工性に
優れたプラスチック成形金型用鋼の成分及びその含有量
を限定した理由を説明する。 C:C:0.10〜0.30% Cは、焼入れ焼戻し後に硬さおよび耐力を向上させるの
で、そのために含有させる元素である。その効果を得る
ためには0.10%、好ましくは0.16%以上含有さ
せる必要があるが、0.30%、好ましくは0.20%
を超えると溶接割れ感受性が高くなり、また焼入れ焼戻
し後の硬さが高くなり過ぎるので、その含有範囲を0.
10〜0.30%とする。好ましい範囲は0.16〜
0.20%とする。
優れたプラスチック成形金型用鋼の成分及びその含有量
を限定した理由を説明する。 C:C:0.10〜0.30% Cは、焼入れ焼戻し後に硬さおよび耐力を向上させるの
で、そのために含有させる元素である。その効果を得る
ためには0.10%、好ましくは0.16%以上含有さ
せる必要があるが、0.30%、好ましくは0.20%
を超えると溶接割れ感受性が高くなり、また焼入れ焼戻
し後の硬さが高くなり過ぎるので、その含有範囲を0.
10〜0.30%とする。好ましい範囲は0.16〜
0.20%とする。
【0010】Si:0.35%以下 Siは、鋼の溶製の脱酸剤として、またピンホールの原
因となるAl2 O3 を生成するOの低減および焼入性を
高くするとともに、S含有量を減少させることによる機
械加工性を向上させるために含有させる元素である。そ
れらの効果を得るためには好ましくは0.20以上含有
させる必要があるが、0.35%、好ましくは0.30
%を超えると溶接割れ感受性が高くなり、また偏析を大
きくすることによるシボ加工におけるシボムラの発生も
多くなるので、その含有範囲を0.35%以下とする。
好ましい範囲は0.20〜0.30%である。
因となるAl2 O3 を生成するOの低減および焼入性を
高くするとともに、S含有量を減少させることによる機
械加工性を向上させるために含有させる元素である。そ
れらの効果を得るためには好ましくは0.20以上含有
させる必要があるが、0.35%、好ましくは0.30
%を超えると溶接割れ感受性が高くなり、また偏析を大
きくすることによるシボ加工におけるシボムラの発生も
多くなるので、その含有範囲を0.35%以下とする。
好ましい範囲は0.20〜0.30%である。
【0011】Mn:0.5〜2.0% Mnは、MnSを形成して被削性を高くするとともに、
溶接時の母材側の硬さを低くして溶接割れを押さえ、焼
入性を高くするので、それらのために含有させる元素で
ある。それらの効果を得るためには0.5%以上、好ま
しくは1.2%以上含有させる必要があるが、2.0
%、好ましくは1.7%を超えると被削性を低下するの
で、その含有範囲を0.5〜2.0%とする。好ましい
範囲は1.2〜1.7%である。 P:0.020%以下 Pは、鋼の靱性を低下するので少ないほう好ましいが、
0.020%以下であれば、靱性に与える影響が少ない
ので、その含有量を0.020%以下とする。
溶接時の母材側の硬さを低くして溶接割れを押さえ、焼
入性を高くするので、それらのために含有させる元素で
ある。それらの効果を得るためには0.5%以上、好ま
しくは1.2%以上含有させる必要があるが、2.0
%、好ましくは1.7%を超えると被削性を低下するの
で、その含有範囲を0.5〜2.0%とする。好ましい
範囲は1.2〜1.7%である。 P:0.020%以下 Pは、鋼の靱性を低下するので少ないほう好ましいが、
0.020%以下であれば、靱性に与える影響が少ない
ので、その含有量を0.020%以下とする。
【0012】S:0.0030〜0.0130% Sは、放電加工面のピットおよび溝の原因となるMnS
を生成するが、被削性を向上させるので、そのために含
有させる元素である。その効果を得るためには0.00
30%以上、好ましくは0.006%以上含有させる必
要があるが、0.0130%、好ましくは0.0095
%を超えると粉末放電加工面のピットの原因となるMn
Sの量が多くなるので、その含有範囲を0.0030〜
0.0130%とする。好ましい範囲は0.0060〜
0.0095%である。
を生成するが、被削性を向上させるので、そのために含
有させる元素である。その効果を得るためには0.00
30%以上、好ましくは0.006%以上含有させる必
要があるが、0.0130%、好ましくは0.0095
%を超えると粉末放電加工面のピットの原因となるMn
Sの量が多くなるので、その含有範囲を0.0030〜
0.0130%とする。好ましい範囲は0.0060〜
0.0095%である。
【0013】Cu:0.10%以下、Ni:0.20%
以下 CuおよびNiは、焼入れ性を高くする元素であるが、
本発明の粉末放電加工性に優れたプラスチック成形金型
用鋼には必要な元素ではないので、原料から混入する不
純物のCu:0.10%以下、Ni:0.20%以下と
する。 Cr:1.0〜3.0% Crは、大型の金型の焼入れ性を高くするために含有さ
せる元素である。その効果を得るためには1.0%、好
ましくは1.6%以上含有させる必要があるが、3.0
%、好ましくは2.2%を超えると炭化物偏析帯を助長
し、シボ加工性を低下させるとともに被削性、溶接性お
よび熱間加工性を低下するので、その含有範囲を1.0
〜3.0%とする。好ましい範囲は1.6〜2.2%で
ある。
以下 CuおよびNiは、焼入れ性を高くする元素であるが、
本発明の粉末放電加工性に優れたプラスチック成形金型
用鋼には必要な元素ではないので、原料から混入する不
純物のCu:0.10%以下、Ni:0.20%以下と
する。 Cr:1.0〜3.0% Crは、大型の金型の焼入れ性を高くするために含有さ
せる元素である。その効果を得るためには1.0%、好
ましくは1.6%以上含有させる必要があるが、3.0
%、好ましくは2.2%を超えると炭化物偏析帯を助長
し、シボ加工性を低下させるとともに被削性、溶接性お
よび熱間加工性を低下するので、その含有範囲を1.0
〜3.0%とする。好ましい範囲は1.6〜2.2%で
ある。
【0014】Mo:0.2〜1.0% Moは、大型の金型の焼入れ性を高くするとともに、6
00℃以上での焼戻し軟化抵抗性を確保するために含有
させる元素である。その効果を得るためには0.2%、
好ましくは0.3%以上含有させる必要があるが、1.
0%、好ましくは0.5%を超えると炭化物偏析帯を助
長し、シボ加工性を低下被削性を低下させるので、その
含有範囲を0.20〜1.0%とする。好ましい範囲は
0.3〜0.5%である。
00℃以上での焼戻し軟化抵抗性を確保するために含有
させる元素である。その効果を得るためには0.2%、
好ましくは0.3%以上含有させる必要があるが、1.
0%、好ましくは0.5%を超えると炭化物偏析帯を助
長し、シボ加工性を低下被削性を低下させるので、その
含有範囲を0.20〜1.0%とする。好ましい範囲は
0.3〜0.5%である。
【0015】V:0.05〜0.30%、Nb:0.0
5〜0.30% VおよびNbは、焼戻し軟化抵抗性を確保するととも
に、結晶粒を微細化させるので、それらのために含有さ
せる元素である。それらの効果を得るためには0.05
%、好ましくは0.08%以上含有させる必要がある
が、0.30%、好ましくは0.15%を超えると被削
性および靱性を低下するので、その含有範囲を0.05
〜0.30%とする。好ましい範囲は0.08〜0.1
5%である。 s-Al:0.030%以下
5〜0.30% VおよびNbは、焼戻し軟化抵抗性を確保するととも
に、結晶粒を微細化させるので、それらのために含有さ
せる元素である。それらの効果を得るためには0.05
%、好ましくは0.08%以上含有させる必要がある
が、0.30%、好ましくは0.15%を超えると被削
性および靱性を低下するので、その含有範囲を0.05
〜0.30%とする。好ましい範囲は0.08〜0.1
5%である。 s-Al:0.030%以下
【0016】Alは、脱酸剤として添加する元素である
が、その脱酸生成物のAl2O3 は、ピンホールの発生の原
因となるとともに、被削性にも有害であるので、低いほ
ど好ましい。しかし、s-Alとして0.030%以下で
あれば、その影響が小さいので、その含有量をs-Alと
して0.030%以下とする。
が、その脱酸生成物のAl2O3 は、ピンホールの発生の原
因となるとともに、被削性にも有害であるので、低いほ
ど好ましい。しかし、s-Alとして0.030%以下で
あれば、その影響が小さいので、その含有量をs-Alと
して0.030%以下とする。
【0017】O:0.0030%以下 Oは、不純物であり、含有量が多くなると酸化物が多く
なって鋼の靱性を低下するとともに、脱酸剤として添加
されるAlと化合してピンホールの発生の原因および被
削性の低下の原因となるAl2O3 を生成するので、その含
有量を0.0030%以下とする。
なって鋼の靱性を低下するとともに、脱酸剤として添加
されるAlと化合してピンホールの発生の原因および被
削性の低下の原因となるAl2O3 を生成するので、その含
有量を0.0030%以下とする。
【0018】N:0.020%以下 Nは、C、Cr、Mo、V、Alなどと結合して炭窒化
物を生成し、結晶粒を微細にするが、炭窒化物によるピ
ンホールの発生の原因および熱間加工性低下の原因とな
るので、N:0.020%以下とする。
物を生成し、結晶粒を微細にするが、炭窒化物によるピ
ンホールの発生の原因および熱間加工性低下の原因とな
るので、N:0.020%以下とする。
【0019】介在物:0.018%以下 介在物は、被削性を確保するため、主にMnSなどとし
て望ましくは0.005%以上必要であるが、多くなる
と粉末放電加工面のピット、ピンホール、溝などの原因
となるのでA系、B系およびC系を含む総量で0.01
8%以下にする必要がある。
て望ましくは0.005%以上必要であるが、多くなる
と粉末放電加工面のピット、ピンホール、溝などの原因
となるのでA系、B系およびC系を含む総量で0.01
8%以下にする必要がある。
【0020】B:0.0002〜0.0020% Bは、焼入性を高くするので、そのために含有させる元
素である。その効果を得るためには0.0002%以上
含有させる必要があるが、0.0020%を超えると焼
入性が飽和するとともに、溶接割れ感受性を高くするの
で、その含有範囲は0.0002〜0.002%とす
る。
素である。その効果を得るためには0.0002%以上
含有させる必要があるが、0.0020%を超えると焼
入性が飽和するとともに、溶接割れ感受性を高くするの
で、その含有範囲は0.0002〜0.002%とす
る。
【0021】Ca:0.0005〜0.010%、S
e:0.010〜0.15%、Te:0.010〜0.
15%、Zr:0.003〜0.20%、Pb:0.0
3〜0.20%、Bi:0.010〜0.20% Ca、Se、TeZr、Pbおよび、Biは、被削性を
向上させるので、そのために含有させる元素である。そ
の含有量がCaで0.0005%、Se、TeおよびB
iで0.010%、Zrで0.003%、Pbで0.0
3%より少ないとその効果が小さく、Caで0.010
%、SeおよびTeで0.15%、Zr、PbおよびB
iで0.20%を超えると、靱性、硬さ、熱間加工性な
どを低下させるので、その含有量を上記のとおりとす
る。
e:0.010〜0.15%、Te:0.010〜0.
15%、Zr:0.003〜0.20%、Pb:0.0
3〜0.20%、Bi:0.010〜0.20% Ca、Se、TeZr、Pbおよび、Biは、被削性を
向上させるので、そのために含有させる元素である。そ
の含有量がCaで0.0005%、Se、TeおよびB
iで0.010%、Zrで0.003%、Pbで0.0
3%より少ないとその効果が小さく、Caで0.010
%、SeおよびTeで0.15%、Zr、PbおよびB
iで0.20%を超えると、靱性、硬さ、熱間加工性な
どを低下させるので、その含有量を上記のとおりとす
る。
【0022】次に、本発明の粉末放電加工性に優れたプ
ラスチック成形金型用鋼の製造方法および熱処理につい
て一例を説明する。本発明の粉末放電加工性に優れたプ
ラスチック成形金型用鋼は、真空誘導溶解炉、アーク式
電気炉、再溶解炉(ESR、VAR)などを用いてこの
種の鋼の溶製方法と同様な方法で溶製し、普通の方法で
鋳塊、連続鋳造片とし、分塊鍛造または分塊圧延、鍛造
または圧延などによって製造することができる。また熱
処理は、鍛造若しくは圧延後空冷または鍛造もしくは圧
延後再加熱して950℃付近から空冷して焼入れをし、
600〜650℃付近で適正時間加熱した後空冷して焼
戻しをすることなどによって行うことができる。
ラスチック成形金型用鋼の製造方法および熱処理につい
て一例を説明する。本発明の粉末放電加工性に優れたプ
ラスチック成形金型用鋼は、真空誘導溶解炉、アーク式
電気炉、再溶解炉(ESR、VAR)などを用いてこの
種の鋼の溶製方法と同様な方法で溶製し、普通の方法で
鋳塊、連続鋳造片とし、分塊鍛造または分塊圧延、鍛造
または圧延などによって製造することができる。また熱
処理は、鍛造若しくは圧延後空冷または鍛造もしくは圧
延後再加熱して950℃付近から空冷して焼入れをし、
600〜650℃付近で適正時間加熱した後空冷して焼
戻しをすることなどによって行うことができる。
【0023】以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】下記表1に示す本発明例および比較例のプラ
スチック成形金型用鋼を真空脱ガス溶解炉で溶製し、造
塊した後、インゴットを製造した。その後熱間鍛造し、
約950℃から空冷して焼入れし、650℃で7時間加
熱した後空冷して焼戻しをして400mm×1000mm×
1700mmの鋼材を製造した。
スチック成形金型用鋼を真空脱ガス溶解炉で溶製し、造
塊した後、インゴットを製造した。その後熱間鍛造し、
約950℃から空冷して焼入れし、650℃で7時間加
熱した後空冷して焼戻しをして400mm×1000mm×
1700mmの鋼材を製造した。
【0024】
【表1】
【0025】上記鋼材から試験片を切り出し、表面と中
心部の硬さ、下記条件で粉末放電加工をした放電加工面
の粗さおよび下記条件での被削性を測定した。その結果
を下記表2に示す。粉末放電加工は、使用装置:EDN
C85S(牧野フライス(株)製)、D.F.=14%
(Ton=1.5μs、Toff =9.0μs)、加工方
法:高品位仕上げ加工無噴流、添加材濃度:μSC 1
g/リットル、電極材料:Cr
心部の硬さ、下記条件で粉末放電加工をした放電加工面
の粗さおよび下記条件での被削性を測定した。その結果
を下記表2に示す。粉末放電加工は、使用装置:EDN
C85S(牧野フライス(株)製)、D.F.=14%
(Ton=1.5μs、Toff =9.0μs)、加工方
法:高品位仕上げ加工無噴流、添加材濃度:μSC 1
g/リットル、電極材料:Cr
【0026】被削性は、刃数14、材質サーメットの直
径315mmのカッターを使用し、送り速度400mm
/min、周速度158m/minおよび切り込み3m
m並びに切削油無しの条件で縦フライス加工機による連
続切削加工によって行い、刃の摩耗が0.2mmになる
までの切削距離を測定した。
径315mmのカッターを使用し、送り速度400mm
/min、周速度158m/minおよび切り込み3m
m並びに切削油無しの条件で縦フライス加工機による連
続切削加工によって行い、刃の摩耗が0.2mmになる
までの切削距離を測定した。
【0027】
【表2】
【0028】これらの結果によると、本発明例は、表面
の硬さがHVで408〜437、中心部の硬さがHRC
で30〜33であり、さらに放電加工面の粗さのRmax
が4〜9μmであり、また被削性は21910〜229
30mmであった。本発明例は、比較例のものに比較し
て被削性が劣っているが、刃物の摩耗量が大きくなるだ
けで、加工時間が特に長くなるわけではないので、プラ
スチック成形金型用鋼においてはそれほどの欠点になら
ない。
の硬さがHVで408〜437、中心部の硬さがHRC
で30〜33であり、さらに放電加工面の粗さのRmax
が4〜9μmであり、また被削性は21910〜229
30mmであった。本発明例は、比較例のものに比較し
て被削性が劣っているが、刃物の摩耗量が大きくなるだ
けで、加工時間が特に長くなるわけではないので、プラ
スチック成形金型用鋼においてはそれほどの欠点になら
ない。
【0029】これに対して、S含有量が本発明より多い
比較例1は、表面の硬さがHVで415、中心部の硬さ
がHRCで33であり、さらに放電加工面の粗さのRma
x が21μmであり、また被削性は23530mmであ
った。本発明例と比較すると、硬さが同程度であり、被
削性がやや優れているが、放電加工面の粗さのRmaxが
2.3倍以上であった。さらに、S含有量が本発明より
かなり多い比較例2は、表面の硬さがHVで400であ
り、さらに放電加工面の粗さのRmax が29μmであ
り、また被削性は24690mmであった。本発明例と
比較すると、硬さがやや低く、また被削性が優れている
が、放電加工面の粗さのRmax が3.2倍以上であっ
た。また、S含有量が本発明より多い比較例2は、表面
の硬さがHVで477であり、さらに放電加工面の粗さ
のRmax が14μmであり、また被削性は24550m
mであった。本発明例と比較すると、表面の硬さがかな
り高いが、被削性が優れていた。しかし、放電加工面の
粗さのRmax が1.5倍以上であった。
比較例1は、表面の硬さがHVで415、中心部の硬さ
がHRCで33であり、さらに放電加工面の粗さのRma
x が21μmであり、また被削性は23530mmであ
った。本発明例と比較すると、硬さが同程度であり、被
削性がやや優れているが、放電加工面の粗さのRmaxが
2.3倍以上であった。さらに、S含有量が本発明より
かなり多い比較例2は、表面の硬さがHVで400であ
り、さらに放電加工面の粗さのRmax が29μmであ
り、また被削性は24690mmであった。本発明例と
比較すると、硬さがやや低く、また被削性が優れている
が、放電加工面の粗さのRmax が3.2倍以上であっ
た。また、S含有量が本発明より多い比較例2は、表面
の硬さがHVで477であり、さらに放電加工面の粗さ
のRmax が14μmであり、また被削性は24550m
mであった。本発明例と比較すると、表面の硬さがかな
り高いが、被削性が優れていた。しかし、放電加工面の
粗さのRmax が1.5倍以上であった。
【0030】
【発明の効果】本発明の粉末放電加工性の優れたプラス
チック成形金型用鋼は、上記構成にしたことにより、粉
末放電加工後の放電加工肌の粗さをRmax で10μm以
下にすることができるとともに、放電加工面の硬さの上
昇を小さくすることができることなどにより、粉末放電
加工後の研磨時間が短縮されるので、合計の金型製作時
間が従来のものより短縮することができるという優れた
効果を奏する。
チック成形金型用鋼は、上記構成にしたことにより、粉
末放電加工後の放電加工肌の粗さをRmax で10μm以
下にすることができるとともに、放電加工面の硬さの上
昇を小さくすることができることなどにより、粉末放電
加工後の研磨時間が短縮されるので、合計の金型製作時
間が従来のものより短縮することができるという優れた
効果を奏する。
【図1】プラスチック成形金型用鋼におけるS含有量と
粉末放電加工後の放電加工面の粗さとの関係を示すグラ
フである。
粉末放電加工後の放電加工面の粗さとの関係を示すグラ
フである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年4月6日(2000.4.6)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】すなわち、本発明の粉末放電加工性に優れ
たプラスチック成形金型用鋼においては、C:0.10
〜0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%以下、S:0.0030〜
0.0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.2
0%以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜
2.0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05
〜0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.0
030%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、必要に応じてB:0.00
02〜0.0020%を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなるものとすることである。
たプラスチック成形金型用鋼においては、C:0.10
〜0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%以下、S:0.0030〜
0.0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.2
0%以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜
2.0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05
〜0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.0
030%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、必要に応じてB:0.00
02〜0.0020%を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなるものとすることである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】また、本発明の粉末放電加工性に優れたプ
ラスチック成形金型用鋼においては、C:0.10〜
0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%以下、S:0.0030〜
0.0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.2
0%以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜
2.0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05
〜0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.0
030%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、更にCa:0.0005〜
0.010%、Se:0.010〜0.15%およびT
e:0.010〜0.15%、Zr:0.003〜0.
20%、Pb:0.03〜0.20%およびBi:0.
010〜0.20%のうちの1種または2種以上を含有
し、必要に応じてB:0.0002〜0.0020%を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるもの
とすることである。 ─────────────────────────────────────────────────────
ラスチック成形金型用鋼においては、C:0.10〜
0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%以下、S:0.0030〜
0.0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.2
0%以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜
2.0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05
〜0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.0
030%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、更にCa:0.0005〜
0.010%、Se:0.010〜0.15%およびT
e:0.010〜0.15%、Zr:0.003〜0.
20%、Pb:0.03〜0.20%およびBi:0.
010〜0.20%のうちの1種または2種以上を含有
し、必要に応じてB:0.0002〜0.0020%を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるもの
とすることである。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年4月19日(2000.4.1
9)
9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】
【表2】
Claims (4)
- 【請求項1】 重量%で(以下同じ)、C:0.10〜
0.30%、Si:0.35%以下、Mn:0.5〜
3.5%、P:0.020%、S:0.0030〜0.
0130%、Cu:0.10%以下、Ni:0.20%
以下、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.03〜2.
0%、VとNbを1種または2種それぞれ0.05〜
0.30%、s-Al:0.030%以下、O:0.00
30%以下、N:0.020%以下および介在物量:
0.018%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする粉末放電加工性に優れ
たプラスチック成形金型用鋼。 - 【請求項2】 C:0.10〜0.30%、Si:0.
35%以下、Mn:0.5〜3.5%、P:0.020
%、S:0.0030〜0.0130%、Cu:0.1
0%以下、Ni:0.20%以下、Cr:1.0〜3.
0%、Mo:0.03〜2.0%、VとNbを1種また
は2種それぞれ0.05〜0.30%、s-Al:0.0
30%以下、O:0.0030%以下、N:0.020
%以下および介在物量:0.018%以下を含有し、さ
らにB:0.0002〜0.0020%を含有し、残部
がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする
粉末放電加工性に優れたプラスチック成形金型用鋼。 - 【請求項3】 C:0.10〜0.30%、Si:0.
35%以下、Mn:0.5〜3.5%、P:0.020
%、S:0.0030〜0.0130%、Cu:0.1
0%以下、Ni:0.20%以下、Cr:1.0〜3.
0%、Mo:0.03〜2.0%、VとNbを1種また
は2種それぞれ0.05〜0.30%、s-Al:0.0
30%以下、O:0.0030%以下、N:0.020
%以下および介在物量:0.018%以下を含有し、更
にCa:0.0005〜0.010%、Se:0.01
0〜0.15%およびTe:0.010〜0.15%、
Zr:0.003〜0.20%、Pb:0.03〜0.
20%およびBi:0.010〜0.20%のうちの1
種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする粉末放電加工性に優れ
たプラスチック成形金型用鋼。 - 【請求項4】 C:0.10〜0.30%、Si:0.
35%以下、Mn:0.5〜3.5%、P:0.020
%、S:0.0030〜0.0130%、Cu:0.1
0%以下、Ni:0.20%以下、Cr:1.0〜3.
0%、Mo:0.03〜2.0%、VとNbを1種また
は2種それぞれ0.05〜0.30%、s-Al:0.0
30%以下、O:0.0030%以下、N:0.020
%以下および介在物量:0.018%以下を含有し、さ
らにB:0.0002〜0.0020%を含有し、また
Ca:0.0005〜0.010%、Se:0.010
〜0.15%およびTe:0.010〜0.15%、Z
r:0.003〜0.20%、Pb:0.03〜0.2
0%およびBi:0.010〜0.20%のうちの1種
または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物からなることを特徴とする粉末放電加工性に優れた
プラスチック成形金型用鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000103855A JP2001294973A (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | 粉末放電加工性に優れたプラスチック成形金型用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000103855A JP2001294973A (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | 粉末放電加工性に優れたプラスチック成形金型用鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001294973A true JP2001294973A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18617489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000103855A Pending JP2001294973A (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | 粉末放電加工性に優れたプラスチック成形金型用鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001294973A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2000
- 2000-04-05 JP JP2000103855A patent/JP2001294973A/ja active Pending
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KR102329951B1 (ko) * | 2018-06-26 | 2021-11-23 | 에이.핀클 앤드 선스 컴퍼니 | 플라스틱 사출 금형 툴링 및 이의 제조방법 |
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