JP2002012941A - 仕上げ面粗さが優れた快削プラスチック成形金型用鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被削性を向上させる元素を多量に添加するこ
となく、また、特殊な熱処理をすることなく、被削性を
向上させ、被削性、焼入れ性及び仕上面粗さという相反
する特性を改善することができる低コストの仕上げ面粗
さが優れた快削プラスチック成形金型用鋼を提供する。 【解決手段】 仕上げ面粗さが優れた快削プラスチック
成形金型用鋼は、Ｃ：０．２０乃至０．６０質量％、Ｓ
ｉ：０．３０乃至１．００質量％、Ｍｎ：０．５０乃至
１．５０質量％、Ｓ：０．０１０乃至０．０５０質量
％、Ｃｒ：０．３０乃至１．２０質量％、Ｎｉ：０．０
５乃至１．００質量％及びＡｌ：０．０１乃至０．０５
質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
る組成を有する。この鋼の組織はフェライト及びパーラ
イトからなり、フェライト量が面積率で１５乃至４０
％、残部がパーライトであり、硬さが８３乃至９７ＨＲ
Ｂである。更に、必要に応じて、Ｃｕ：０．１乃至１．
０質量％及びＭｏ：０．１乃至１．０質量％からなる群
から選択された少なくとも１種を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、快削性元素を多量
に添加することなく被削性を改善し、被削性、焼入れ性
及び仕上面粗さという相反する特性をいずれも改善した
快削プラスチック成形金型用鋼に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車インパネ又はテレビの筐
体等のような大型プラスチック成形品を成形するための
金型の製作においては、比較的低コストのＳ５５Ｃクラ
スの構造用鋼が汎用的に使用されている。コストダウン
を目的とした機械加工費の削減のため、被削性を重視し
た快削プラスチック成形金型用鋼が使用されているが、
Ｓ５５Ｃクラスの金型用鋼についても例外ではなく、低
コスト化及び被削性の更に一層の改善が要望されてい
る。

【０００３】従来の快削プラスチック成形金型用鋼は、
Ｐｂ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｃａ及びＺｒ等の快削性を向上させ
る成分を単独又は複合添加して被削性の向上を図ってい
る。しかし、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｚｒ又はＣａ等を添加するこ
とは、コストダウンの要求に反するものであり、近時の
低コスト化の要求を満足できない。また、Ｓを多量に含
有するＳ系快削プラスチック成形金型用鋼は、機械的性
質が劣化し、異方性が増加する虞があり、ＭｎＳが偏析
している箇所は、シボ加工（エンボス加工）又は鏡面加
工後の仕上げ面粗さが粗くなるという問題点がある。

【０００４】例えば、特開昭６３−２８６５５４号公報
には、Ｂｉ又はＣａの添加により被削性を改善したプラ
スチック成形金型用鋼が提案されている。また、特開平
１０−１２１１９６号公報には、ＭｎＳの形態を制御す
ることにより被削性を改善したプラスチック成形金型用
鋼が提案されている。

【０００５】一方、Ｐｂ系快削プラスチック成形金型用
鋼は機械的性質を劣化させずに、被削性を向上させるこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭６３−２８６５５４号公報及び特開平１０−１２
１１９６号公報に記載されたいずれの従来技術において
も、非金属介在物の増加を伴うものであり、仕上げ面粗
さが粗くなるという問題点がある。また、Ｐｂ系快削プ
ラスチック成形金型用鋼においては、Ｐｂは人体に有害
であると共に、Ｐｂを含有する鋼材は公害の点から再利
用しにくく、鋼材のリサイクル性の面からも問題があ
る。

【０００７】一方、自動車インパネ及びテレビの筐体の
ような大型のプラスチック成形品用の金型は、鋼材のブ
ロックを深く削り出すことにより製造されることが多
く、このため、金型製品は鋼材ブロックの中心部が表面
にあらわれる。このような深堀の金型の場合は、鋼材ブ
ロックの中心部の状態が製品の善し悪しを決定する場合
が多い。鋼材の中心部及び表層部に組織ムラ又は硬さム
ラが生じている場合、深堀した箇所に硬さが低い部分が
現れ、シボムラ又は鏡面ムラの原因となる。

【０００８】Ｓ５５Ｃクラスの金型用鋼はＳＣＭ系の金
型鋼に比べて焼入性が低いため、例えば幅が４００ｍｍ
以上の実用的な大型サイズの鋼材においては、中心部と
表層部とにおいて組織ムラが発生する虞がある。このた
め、特にプラスチック成形金型用鋼としては、大型の鋼
材においても、中心部と表層部との組織及び硬さが均一
で、シボ加工又は鏡面加工後の仕上げ面粗さが優れ、且
つ被削性が改善されたプラスチック成形金型用鋼を安価
に供給することが要望されている。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、被削性を向上させる元素を多量に添加する
ことなく、また、特殊な熱処理をすることなく、被削性
を向上させ、被削性、焼入れ性及び仕上面粗さという相
反する特性を改善することができる低コストの仕上げ面
粗さが優れた快削プラスチック成形金型用鋼を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る仕上げ面粗
さが優れた快削プラスチック成形金型用鋼は、Ｃ：０．
２０乃至０．６０質量％、Ｓｉ：０．３０乃至１．００
質量％、Ｍｎ：０．５０乃至１．５０質量％、Ｓ：０．
０１０乃至０．０５０質量％、Ｃｒ：０．３０乃至１．
２０質量％、Ｎｉ：０．０５乃至１．００質量％及びＡ
ｌ：０．０１乃至０．０５質量％を含有し、残部がＦｅ
及び不可避的不純物からなる組成を有し、組織がフェラ
イト及びパーライトからなり、フェライト量が面積率で
１５乃至４０％、残部がパーライトであり、硬さが８３
乃至９７ＨＲＢであることを特徴とする。

【００１１】この鋼は、更に、必要に応じて、Ｃｕ：
０．１乃至１．０質量％及びＭｏ：０．１乃至１．０質
量％からなる群から選択された少なくとも１種を含有す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について詳
細に説明する。本発明者等は、機械構造用炭素鋼（Ｓ
Ｃ）系のプラスチック成形金型用鋼の仕上げ面粗さ及び
被削性を改善するために、ミクロ組織及び硬さが仕上げ
面粗さ及び被削性に及ぼす影響について鋭意研究した。
その結果、機械構造用炭素鋼（ＳＣ）系のプラスチック
成形金型用鋼はフェライトの面積率と強度とを規定する
ことにより、Ｃ量の広い範囲に亘って被削性が劣化する
ことなく、優れた仕上げ面粗さを維持することができる
ことを見出した。

【００１３】具体的には、フェライト面積率を１５乃至
４０％にし、更に、フェライトの強度を上げることによ
り、被削性と仕上げ面粗さの双方を良好にすることがで
きることを見いだした。また、このように、フェライト
面積率及びフェライト強度を調節するためには、Ｓｉ、
Ｃｒ及びＮｉをバランスよく添加することが必要である
ことを知見した。

【００１４】また、優れた仕上げ面粗さにするために
は、組織ムラ及び硬さムラをなくすことが重要である。
機械構造用炭素鋼（ＳＣ）系のプラスチック成形金型用
鋼にＣｒ及びＮｉ等の合金元素を添加すると、熱処理後
の冷却時において、冷却速度の遅い鋼材内部においては
フェライト＋パーライト組織になり、最も冷却速度が速
い鋼材の表層部においてはフェライト＋ベイナイト組織
になる場合があり、この組織の違いにより硬さムラが生
じ、仕上げ面粗さが劣化する可能性がある。

【００１５】本発明においては、Ｓｉ、Ｃｒ及びＮｉを
バランスよく添加することにより、熱処理後において、
鋼材の表層部はフェライト＋ベイナイト組織になること
なく、鋼材の内部と同じくフェライト＋パーライト組織
となり、鋼材の中心部と同様なミクロ組織となる。従っ
て、本発明によれば、均一な組織が得られる。

【００１６】このようにして、本発明によれば、被削
性、焼入性及び仕上げ面粗さといった相反する特性を改
善するために、快削性を向上させる成分を多量に添加す
ることなく、また特殊な熱処理をすることなく、優れた
被削性と仕上げ面粗さとを有するプラスチック成型金型
用鋼が得られる。

【００１７】以下、本発明のプラスチック成形金型用鋼
の組成の成分添加理由及び組成限定理由について説明す
る。

【００１８】Ｃ：０．２０乃至０．６０質量％ Ｃは鋼の硬さ及び強度を高めるのに有効な元素である。
Ｃの含有量が０．２０質量％未満では、鋼の硬さ及び強
度を高める効果を得ることができない。一方、Ｃの含有
量が増すとフェライト面積率が減少し、硬いＦｅ炭化物
が多くなるため、機械加工に際して工具刃先が摩滅し被
削性が劣化する。このため、Ｃの含有量の上限値は０．
６０質量％とする。従って、Ｃの含有量は０．２０乃至
０．６０質量％とする。

【００１９】Ｓｉ：０．３０乃至１．００質量％ Ｓｉは溶製時の脱酸剤として有効な元素である。本発明
においては、このＳｉは特にフェライトを強化するため
に必要な元素である。Ｓｉの含有量が０．３０質量％未
満では、フェライトを強化する効果を得ることができな
い。一方、Ｓｉの含有量が１．００質量％を超えて多く
なりすぎると、靭性が減少する。従って、Ｓｉの含有量
は０．３０乃至１．００質量％とする。

【００２０】Ｍｎ：０．５０乃至１．５０質量％ Ｍｎはマトリクスに固溶し、強度を確保するのに有効な
元素であり、また、後述するＳと共に、ＭｎＳを形成
し、被削性を阻害するＡｌＮを包み込んで被削性を向上
させる作用を有する。このＭｎＳを生成するために、Ｍ
ｎの含有量の下限値は０．５０質量％とする。一方、Ｍ
ｎの含有量が多すぎると、ベイナイトが生成しやすくな
ると共に、被削性が低下するため、Ｍｎの含有量の上限
値は１．５０質量％とする。従って、Ｍｎの含有量は
０．５０乃至１．５０質量％とする。

【００２１】Ｓ：０．０１０乃至０．０５０質量％ Ｓは被削性向上のために不可欠な元素である。前述の如
く、Ｍｎと共にＭｎＳ化合物を形成することで、直接的
に被削性を向上させる効果があると共に、被削性を阻害
するＡｌＮ等の介在物をＭｎＳが包み込み、切り欠き効
果により被削性を向上させることができる。これらの効
果を十分に得るために、Ｓの含有量の下限値は０．０１
０質量％である。一方、Ｓの含有量が多すぎると、熱間
加工性及び靭性が劣化する。このため、Ｓの含有量の上
限値は０．０５０質量％である。従って、Ｓの含有量は
０．０１０乃至０．０５０質量％とする。

【００２２】Ｃｒ：０．３０乃至１．２０質量％ Ｃｒは焼入性を向上させるのに有効な元素であり、この
焼入性向上効果を得るためには、Ｃｒ含有量の下限値は
０．３０質量％とすることが必要である。一方、Ｃｒの
含有量が多すぎるとベイナイトが生成し、硬さが高くな
り被削性を害する。このため、Ｃｒの含有量の上限値は
１．２０質量％とする。従って、Ｃｒの含有量は０．３
０乃至１．２０質量％とする。

【００２３】Ｎｉ：０．０５乃至１．００質量％ Ｎｉはフェライトを強化するのに有効な元素であると共
に、Ｎｉはフェライト生成量をコントロールするために
必要な元素でもある。これらの効果を得るためには、Ｎ
ｉを０．０５質量％以上添加する必要がある。一方、Ｎ
ｉの含有量が多すぎると、フェライト量が減少しすぎて
しまい、被削性を害する。このため、Ｎｉの含有量の上
限値は１．００質量％とする。従って、Ｎｉの含有量は
０．０５乃至１．００質量％とする。

【００２４】Ａｌ：０．０１乃至０．０５質量％ ＡｌはＡｌＮを形成し、オーステナイト結晶粒度を細か
くするのに必要な元素である。この効果を得るために
は、Ａｌを０．０１質量％以上添加する必要がある。ま
た、ＡｌＮは本来被削性を劣化させる元素であるが、Ａ
ｌＮがＭｎＳに包まれた場合には、被削性を阻害するこ
となく、むしろ切り欠き効果により被削性を改善させる
効果がある。しかし、Ａｌの含有量が多すぎると、Ａｌ
Ｎが増え過ぎると共に、酸化物系非金属介在物が増加
し、被削性に悪影響を及ぼす。このため、Ａｌの含有量
の上限値は０．０５質量％とする。従って、Ａｌの含有
量は０．０１乃至０．０５質量％とする。

【００２５】Ｏ：０．００５０質量％以下 Ｏは不可避的に含有されてしまう不純物の１種である。
このＯを過剰に含有すると、酸化物系介在物が増加し、
被削性に悪影響を及ぼすので、Ｏは極力低減することが
望ましい。このため、Ｏの含有量は０．００５０質量％
以下に規制することが好ましい。

【００２６】Ｎ：０．０１５０質量％以下 Ｎは不可避的に含有されてしまう不純物の１種である
が、ＮはＡｌと共にＡｌＮを形成してオーステナイト結
晶粒度を細かくし、仕上げ面粗さを良好にする。しか
し、Ｎの含有量が多すぎると窒化物系非金属介在物が増
加し、被削性に悪影響を及ぼす。このため、Ｎの含有量
は０．０１５０質量％以下に規制することが好ましい。

【００２７】Ｐ：０．０３０質量％以下 Ｐは不可避的に含有されてしまうことがある不純物であ
る。このＰは靭性を劣化させる元素であるので、０．０
３０質量％以下に規制することが好ましい。

【００２８】本発明のプラスチック成形用金型用鋼は、
更に必要により以下の元素を含有することができる。

【００２９】Ｃｕ：０．１乃至１．０質量％及びＭｏ：
０．１乃至１．０質量％からなる群から選択された少な
くとも１種 Ｃｕは添加することにより耐食性が向上する元素であ
る。Ｃｕの含有量が０．１質量％未満では添加効果が乏
しく、また、Ｃｕの含有量が１．０質量％を越えて添加
されると、耐食性向上の効果が飽和に達する。このた
め、Ｃｕの含有量は０．１乃至１．０質量％とする。一
方、Ｍｏは鋼の焼入性を向上させるのに有効な元素であ
り、より強度を必要とする場合に添加する。Ｍｏの含有
量が０．１質量％未満では、焼入性を向上させる効果が
少ないので、Ｍｏの含有量の下限値は０．１質量％とす
る。しかし、多量のＭｏの添加は被削性及び靭性の低下
を招き好ましくないので、Ｍｏの含有量の上限値は１．
０質量％とする。従って、Ｃｕ：０．１乃至１．０質量
％及びＭｏ：０．１乃至１．０質量％からなる群から選
択された少なくとも１種を含有する。

【００３０】フェライト量：面積率で１５乃至４０％ フェライト面積率が１５％未満の場合、硬いセメンタイ
トの量が増加し、また、大きい粒子で存在するセメンタ
イトも増える。そうすると、このようなセメンタイトを
破砕する際に、刃先の欠けが促進され、工具寿命が短く
なる。また、フェライト面積率が４０％を超えると、切
削時にむしれが生じ、仕上げ面粗さが劣化する。

【００３１】硬さ：８３乃至９７ＨＲＢ 硬さが８３ＨＲＢ未満の場合、展延性が大となり、切削
時に工具に構成刃先ができ易くなり、被削性が害され
る。また、硬さが９７ＨＲＢを超える場合、切削に大き
な動力を要し、摩擦熱により被削性が害される。なお、
「ＨＲＢ」とは、ロックウェル硬さのＢスケールにおけ
る硬さのことである。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る快削プラスチッ
ク成形金型用鋼について、その特性を本発明の範囲から
外れる比較例と比較して説明する。下記表１乃至４は、
供試材の化学組成を示す。この供試材は通常の製鋼法で
溶製し、鍛錬比が４以上で鍛造したものを放冷して得
た。なお、表１乃至４において、「−」は添加されてい
ないことを示す。供試材は、更に８００乃至９００℃の
温度で焼きならし処理を行い、その後、５５０乃至６５
０℃の温度に焼戻し処理を施した。

【００３３】供試材について、硬さ、フェライト面積
率、エンドミルによる被削性及び仕上げ面粗さ（ＪＩＳ
Ｂ０６０１で規定される中心線平均粗さＲａ）を測定
した。フェライト面積率は、各供試材をナイタル腐食液
で腐食させた後、光学顕微鏡により１００倍の倍率で１
０視野を写真撮影し、総被検面積６．３ｍｍ²について
画像解析装置により測定した。

【００３４】各供試材の硬さは、ロックウェル硬さ試験
により測定した。圧子はＢスケールで直径が１．５８７
５ｍｍの鋼球を使用した。測定値は５点測定中の上下の
２点を切り捨て、残る３点の平均値を採用した。なお、
圧子の大きさは実施例及び比較例の鋼のフェライト及び
パーライト粒の大きさに比べて十分に大きい。

【００３５】被削性試験は切り込み量が１５ｍｍ、切削
幅が１ｍｍ、切削速度が２１ｍ/分、送り速度が９４ｍ
ｍ/分、回転数が６７０ｒｐｍ、１刃当たりの送り量が
０．０７０ｍｍ/刃の条件で行った。被削性評価は、２
枚刃のエンドミルで供試材の側面切削を行い、切削長さ
が６ｍのときのエンドミルの摩耗量及び工具の焼け具合
で評価した。評価は◎＞○＞△＞×の順で優れていると
し、摩耗量が少なく、且つ工具が焼けていない場合は
「◎」の評価とし、摩耗量が少なく、且つ焼け具合が少
ない場合は「○」の評価とし、摩耗量が少なく、且つ焼
け具合が若干多い場合は「△」の評価とし、摩耗量が多
く、且つ焼け具合もひどい場合は「×」の評価とした。
そして、この摩耗量をＳ３０Ｃ材の摩耗量を指数１００
とした被削性指数で表した。

【００３６】仕上げ面粗さは、触針式の粗さ測定機を使
用して測定した。仕上げ面の研磨手順は、フライス加工
した面を＃４００番まで砥石研磨し、続いて、ペーパー
研磨により＃２０００番まで研磨し、この仕上面の表面
粗さを測定した。評価は中心線平均粗さＲａ値と光沢度
を目視にて比較し、Ｒａ値が７４ｎｍ以下の場合は
「◎」の評価とし、Ｒａ値が７４ｎｍを超え８１ｎｍ以
下の場合は「○」とし、Ｒａ値が８１ｎｍを超え９５ｎ
ｍ以下の場合は「△」の評価とし、Ｒａ値が９５ｎｍを
超える場合は「×」の評価とした。そして、このＲａ値
をＳ５５Ｃ材の中心線平均粗さの値（Ｒａ値）を指数１
００とした場合の仕上げ面粗さ指数で表した。これらの
硬さ測定結果、フェライト面積率測定結果、エンドミル
による被削性評価結果及び仕上げ面粗さ（中心線平均粗
さＲａ）の結果を表５及び６並びに図１、３及び４に示
す。

【００３７】図１は横軸に硬さをとり、縦軸にフェライ
ト面積率をとって供試材のフェライト面積率と硬さとの
関係を示すグラフ図、図２は横軸に炭素量をとり、縦軸
の左側に被削性指数、縦軸の右側に仕上げ面粗さ指数を
とって従来の鋼の炭素量と被削性指数及び仕上げ面粗さ
指数との関係を示すグラフ図、図３は横軸に炭素量をと
り、縦軸に被削性指数をとって炭素量と被削性との関係
を示すグラフ図、図４は横軸に炭素量をとり、縦軸に仕
上げ面粗さ指数をとって炭素量と仕上げ面粗さ指数との
関係を示すグラフ図である。なお、図１、３及び４にお
いて、図中◆は実施例を示し、□は比較例を示す。図２
においては、被削性指数はＳ３０Ｃ材の摩耗量を指数１
００として示したものであり、仕上げ面粗さ指数はＳ５
５Ｃ材の平均粗さを指数１００として示したものであ
る。実線はＪＩＳ ＳＣ材の被削性を示し、破線はＪＩ
Ｓ ＳＣ材の仕上げ面粗さを示す。図３においては、被
削性指数はＳ３０Ｃ材の摩耗量を指数１００として示し
たものである。実線はＪＩＳＳＣ材の被削性の結果を示
している。図４においては、仕上げ面粗さ指数はＳ５５
Ｃ材の平均粗さを指数１００として示したものである。
実線はＪＩＳ ＳＣ材の仕上げ面粗さの結果を示してい
る。

【００３８】図１に示すように、本実施例はいずれも硬
さ及びフェライト面積率が本発明の範囲にある。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】

【表５】

【００４４】

【表６】

【００４５】図２に示すように、一般的に機械構造用炭
素鋼（ＳＣ）系の従来鋼においては、被削性はＪＩＳ
Ｓ３０Ｃが最も良好であり、仕上げ面粗さはＪＩＳ Ｓ
５５ＣよりもＣ量が多いものが良好である。しかし、上
記表５並びに図３及び４に示すように、実施例No.１乃
至１１は被削性指数及び仕上げ面粗さ指数は共にＣ量に
依らずに高い。即ち、実施例No.１乃至１１は仕上面粗
さが優れ、且つ被削性が良好なプラスチック成形金型用
鋼であり、更に、プラスチック成形金型用鋼として必要
な材料硬さも備えている。なお、実施例No.４はＣ量が
０．３０質量％であり、極めて良好な被削性を有する。
実施例No.８はＣ量が０．５７質量％であり、極めて良
好な仕上げ面粗さを有する。

【００４６】一方、比較例No.１２はＳｉ及びＮｉの含
有量が本発明の下限値未満であり、硬さが本発明の下限
値未満であり、フェライト面積率が本発明の範囲を超え
ているので、仕上げ面粗さが劣っている。比較例No.１
３はＳｉ及びＮｉの含有量が本発明の下限値未満であ
り、フェライト面積率も本発明の下限値未満であるの
で、被削性が劣っている。比較例No.１４はＣの含有量
及び硬さが本発明の上限値を超えているので、被削性が
劣り、仕上げ面粗さが若干劣っている。比較例No.１５
はＳｉの含有量及び硬さが本発明の上限値を超えている
ので、被削性が若干劣り、仕上げ面粗さが劣っている。

【００４７】比較例No.１６はＭｎの含有量が本発明の
上限値を超え、Ｓの含有量が本発明の下限値未満であ
り、フェライト面積率も本発明の上限値を超えているの
で、被削性が若干劣り、仕上げ面粗さが劣っている。比
較例No.１７はＳ及びＡｌの含有量並びに硬さが本発明
の上限値を超え、フェライト面積率が本発明の下限値未
満であるので、被削性が劣っている。比較例No.１８は
Ｃ及びＭｎの含有量並びにフェライト面積率が本発明の
下限値未満であり、Ｃｒの含有量及び硬さが本発明の上
限値を超えているので、被削性が劣っている。比較例N
o.１９はＣｒの含有量及びフェライト面積率が本発明の
下限値未満であり、Ｎｉ及びＮの含有量が本発明の上限
値を超えているので、被削性及び仕上げ面粗さが共に劣
っている。

【００４８】比較例No.２０はＮｉの含有量が本発明の
上限値を超えているので、フェライト面積率が減少し、
本発明の下限値未満となり、被削性及び仕上げ面粗さが
劣っている。比較例No.２１はＮｉの含有量が本発明の
下限値未満であり、被削性及び仕上げ面粗さが若干劣っ
ている。比較例No.２２はＳｉの含有量が本発明の下限
値未満であり、被削性及び仕上げ面粗さが若干劣ってい
る。比較例No.２３はＣｒの含有量が本発明の上限値を
超えているので、硬さが本発明の上限値を超え、フェラ
イト面積率が本発明の下限値未満となり、被削性が劣
り、仕上げ面粗さが若干劣っている。比較例No.２４は
Ｃｒの含有量が本発明の下限値未満であり、フェライト
面積率が本発明の上限値を超えているので、被削性が若
干劣り、仕上げ面粗さが劣っている。比較例No.２５は
Ｓの含有量が本発明の上限値を超え、硬さが本発明の下
限値未満であるため、被削性が劣り、仕上げ面粗さが若
干劣っている。比較例No.２６は硬さが本発明の上限値
を超えているので、被削性が劣っている。比較例No.２
７はフェライト面積率が本発明の下限値未満であるた
め、被削性が劣り、仕上げ面粗さが若干劣っている。比
較例No.２８はフェライト面積率が本発明の上限値を超
えているため、被削性が若干劣り、仕上げ面粗さが劣っ
ている。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、鋼
材の合金組成、フェライト量及び硬さを適切に調整した
ので、快削性を向上させる成分を多量に添加することな
く、また、特殊な熱処理をすることなく、被削性、焼入
性及び仕上げ面粗さといった相反する特性を改善するこ
とができ、優れた被削性、焼入性及び仕上げ面粗さを有
するプラスチック成形金型用鋼を得ることができる。こ
れにより、本発明は、日用雑貨用の小型サイズから自動
車インパネの成形用型等の大型サイズまで種々の汎用製
品の金型を低コストで製造することができるという多大
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】横軸に硬さをとり、縦軸にフェライト面積率を
とって供試材のフェライト面積率と硬さとの関係を示す
グラフ図である。

【図２】横軸に炭素量をとり、縦軸の左側に被削性指
数、縦軸の右側に仕上げ面粗さ指数をとって従来の鋼の
炭素量と被削性指数及び仕上げ面粗さ指数との関係を示
すグラフ図である。

【図３】横軸に炭素量をとり、縦軸に被削性指数をとっ
て炭素量と被削性との関係を示すグラフ図である。

【図４】横軸に炭素量をとり、縦軸に仕上げ面粗さ指数
をとって炭素量と仕上げ面粗さ指数との関係を示すグラ
フ図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古澤 貞良 富山県新湊市八幡町３丁目10番15号 日本 高周波鋼業株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AJ02 AJ07 CA30 CD00 CD30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：０．２０乃至０．６０質量％、Ｓ
   ｉ：０．３０乃至１．００質量％、Ｍｎ：０．５０乃至
   １．５０質量％、Ｓ：０．０１０乃至０．０５０質量
   ％、Ｃｒ：０．３０乃至１．２０質量％、Ｎｉ：０．０
   ５乃至１．００質量％及びＡｌ：０．０１乃至０．０５
   質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
   る組成を有し、組織がフェライト及びパーライトからな
   り、フェライト量が面積率で１５乃至４０％、残部がパ
   ーライトであり、硬さが８３乃至９７ＨＲＢであること
   を特徴とする仕上げ面粗さが優れた快削プラスチック成
   形金型用鋼。
2. 【請求項２】 更に、Ｃｕ：０．１乃至１．０質量％及
   びＭｏ：０．１乃至１．０質量％からなる群から選択さ
   れた少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項
   １に記載の仕上げ面粗さが優れた快削プラスチック成形
   金型用鋼。