JP2002332539A - 快削性工具鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 優れた被削性を有するとともに、素材の鍛伸
方向に関する機械的特性、特に靭性に異方性が生じにく
い快削性工具鋼を提供する。 【解決手段】 Ｆｅと、０．００１〜０．６質量％のＣ
を含有し、６質量％以下のＮｉ、５質量％以下のＣｕ、
３質量％以下の範Ａｌを含有する。Ｔｉの含有量をＷTi
(質量％)、Ｚｒの含有量をＷZr(質量％)として、Ｘ（質
量％）＝ＷTi＋０．５２ＷZrが０．０３〜３．５質量％
となるようＴｉまたはＺｒを含有し、さらに、Ｓ量をＷ
S（質量％）、Ｓｅ量をＷSe（質量％）、Ｔｅ量をＷTe
（質量％）として、Ｙ（質量％）＝ＷS＋０．４ＷSe＋
０．２５ＷTeが０．０１〜１質量％となるようにそれら
の１種又は２種以上を含有する。工具鋼組織中に、Ｔｉ
及び／又はＺｒを金属元素成分の主成分とし、結合成分
として、Ｃを必須とし、Ｓ、Ｓｅ及びＴｅの少なくとも
いずれかを含有する快削性付与化合物相が組織中に分散
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は工具や金型の素材
として使用される工具鋼、特に快削性を有する工具鋼に
関する。

【０００２】

【従来の技術】金型や工具類は、焼なまし状態の鋼材を
用い、荒加工、焼入焼戻しによる所定の硬さへの調整
後、仕上げ加工されることが多い。また、納期短縮を目
的に、所定の硬さに焼入焼戻しを行った材料を用い、直
接、金型や工具類に最終加工する場合もある。これは、
最終的に金具や工具を製造するための、素材供給者と金
型あるいは工具の製造者であるユーザーとの工程分担に
関係する。つまり、前者では素材供給者は焼きなまし状
態でユーザーへ鋼材を供給し、ユーザー側では粗加工、
焼入焼戻し処理及び仕上げ加工を負担する形となるが、
後者では焼入焼戻し材の形で鋼材が供給され、ユーザー
側では最終加工のみを分担する形となる。ただし、この
最終加工は、粗加工を経ていないので加工量自体はやや
大きくなる。

【０００３】上記いずれの場合においても、加工は切削
加工や研削加工などの除去加工を主体として行なわれる
ことになるが、工具鋼の場合、被加工材に十分打ち勝つ
だけの硬度や靭性が要求されるので、その工具鋼自体の
加工を行なうことは、他の鉄系材料と比較すれば容易で
はない。特に、焼入焼戻しを行なった後では、加工は一
層困難となる。近年では、金型や工具の製造コスト低減
を図るために、金型の納期短縮や無人加工を拡大する必
要性が高まってきており、これに対応するため、既存の
材料よりも被削性を改善した材料の提供が望まれてい
た。

【０００４】鉄系材料の被削性向上元素としては、Ｓ、
Ｐｂ、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｃａなどが知られている。こ
のうち、Ｐｂは、環境保護に対する関心が地球規模で高
まりつつある近年では次第に敬遠されるようになってお
り、その使用を制限する機器や部品も多くなりつつあ
る。そこで、ＳやＴｅを被削性向上元素の主体として用
いた材料が、代替材料として考えられている。これら
は、主にＭｎＳやＭｎＴｅなどの介在物を生成させ、介
在物に対する切屑形成時の応力集中効果や、工具と切屑
間の潤滑作用により被削性や研削性を高めるようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＳやＴｅを被
削性向上元素として用いた鋼材では、ＭｎＳやＭｎＴｅ
等の介在物は被削性を向上させはするものの、圧延や鍛
造時にその鍛伸方向に伸長しやすく、材料の機械的性質
に望まざる異方性を生じやすい欠点があった。具体的に
は、上記鍛伸方向と直角な向き（以下、Ｔ方向という）
の靭性や強度が低下する結果、耐割れ性が損なわれる問
題が生ずる。また、工具や金型の使用形態に応じて、材
料の使用方向をいちいち考慮しなければならず、製造能
率や、材料活用の歩留まり低下などにもつながりやす
い。

【０００６】さらに、これらの介在物は通常、長さ５０
μｍを超える大きなものが多いのも問題である。つま
り、こうした大きな介在物が形成されると、材料表面を
鏡面研磨しようとしたとき、脱落した介在物が研磨面を
擦って荒らしたり、また、脱落した介在物部位の大きな
くぼみにより、所期の粗さの鏡面が得られにくくなる。
また、硫化物系の大きな介在物は材料の耐食性の低下を
招きやすい問題もある。このことは、例えば特開平７−
１８８８６４号公報において、こうした硫化物系の介在
物の個数の８０％以上のものを、寸法５０μｍ以下の寸
法に調整することにより、耐食性向上を図る旨が謳われ
ていることからも明らかである。

【０００７】本発明の課題は、優れた被削性を有すると
ともに、素材の鍛伸方向に関する機械的特性、特に靭性
に異方性が生じにくい快削性工具鋼を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明の快削性工具鋼は、主成分と
してのＦｅと、０．００１〜０．６質量％のＣを含有
し、さらに、６質量％以下の範囲内にてＮｉを含有し、
５質量％以下の範囲内にてＣｕを含有し、３質量％以下
の範囲内にてＡｌを含有する工具鋼であって、さらにＴ
ｉの含有量をＷTi(質量％)、Ｚｒの含有量をＷZr(質量
％)として、Ｘ（質量％）＝ＷTi＋０．５２ＷZrが０．
０３〜３．５質量％となるようにＴｉとＺｒとのいずれ
かを含有し、さらに、Ｓの含有量をＷS（質量％）、Ｓ
ｅの含有量をＷSe（質量％）、Ｔｅの含有量をＷTe（質
量％）として、Ｙ（質量％）＝ＷS＋０．４ＷSe＋０．
２５ＷTeが０．０１〜１質量％となるようにＳとＳｅと
Ｔｅとから選ばれる１種又は２種以上を含有し、かつ、
Ｔｉ及び／又はＺｒを金属元素成分の主成分とし、該金
属元素成分との結合成分として、Ｃを必須とし、Ｓ、Ｓ
ｅ及びＴｅの少なくともいずれかを含有する快削性付与
化合物相が組織中に分散形成されていることを特徴とす
る。なお、本明細書にて、「主成分」（「主体に」等も
同様）とは、着目している材料あるいは組織において、
最も重量含有率の高い成分（相も概念として含む）を意
味する。

【０００９】上記のような組成範囲のＣ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｓ、Ｓｅ及びＴｅを含有させることにより、鋼材組織中
にＴｉ及び／又はＺｒを金属元素成分を主成分とし、該
金属元素成分との結合成分として、Ｃを必須とし、Ｓ、
Ｓｅ及びＴｅの少なくともいずれかを含有する快削性付
与化合物相が分散形成される。この化合物の形成によ
り、鋼材に良好な被削性を付与することができる。本発
明者らは、切削や研削などの加工を施す際には、除去さ
れる材料部分が加工により切り離される際に、細かく分
散した粒状の快削性付与化合物相がいわばミシン目のよ
うに作用して、切断面の形成を促す結果、被削性が向上
するものと考えている。また、本発明の快削性工具鋼
は、Ｐｂが含有された従来の工具鋼のように環境問題に
対する懸念もない。

【００１０】そして、重要な点は、このような快削性付
与化合物相は、圧延や鍛造を経ても鍛伸方向に伸長せ
ず、粒状の状態を維持することにある。その結果、鍛伸
方向に延伸しやすいＭｎＳ等と異なり、前記Ｔ方向の靭
性低下を著しく抑制することが可能となる。また、本発
明の快削性工具鋼は、焼なまし状態のみならず焼入焼戻
し状態においても被削性が良好であり、前記した納期短
縮化に対応するための、焼入焼戻し状態での重加工にも
十分に対応できるようになる。

【００１１】そして、上記の快削性付与化合物相は、工
具鋼の研磨断面組織において観察される寸法（観察され
る化合物粒子の外形線に位置を変えながら外接平行線を
引いたときの、その外接平行線の最大間隔にて表す）に
おいて、５０μｍ以上となる粗大なものが発生しないこ
とから、鏡面性や耐食性においても優れている。

【００１２】快削性付与化合物相は、例えば組成式Ｍ_４
Ｑ_２Ｃ_２（ただし、ＭはＴｉ及び／又はＺｒを主成分と
する金属元素成分（以下、Ｔｉ相当元素ともいう）、Ｑ
はＳ、Ｓｅ及びＴｅの少なくともいずれか（以下、Ｓ相
当元素ともいう））にて表される化合物相を主体とする
ものとすることができる。この化合物は、鍛伸方向への
延伸が特に生じにくく、また、組織中への分散性も良好
で、材料の機械的特性に極端な異方性を生ずることな
く、被削性を高める効果に優れている。なお、上記の化
合物における成分Ｍについては、Ｔｉを必須とするがＺ
ｒが含有されていてもよく、また、合金成分としてＶが
含有されている場合には、その少なくとも一部がＭ成分
に含まれていてもよい。また、Ｑ成分についても、Ｓ、
Ｓｅ及びＴｅのいずれか一種のみが含有されていても、
２種以上含有されていてもいずれでも良い。さらに、成
分Ｍ及びＱともに、本発明の効果発現のため、上記快削
性付与化合物相が備えているべき難延伸性及び分散性が
損なわれない範囲にて、上記以外の成分が副成分として
含有されていることを妨げない。

【００１３】なお、鋼中のＭ_４Ｑ_２Ｃ_２系化合物（以
下、本明細書では略称として「ＴＩＣＳ」との表記を用
いる場合がある）の同定は、Ｘ線回折（例えば、ディフ
ラクトメータ法）や電子線プローブ微小分析（ＥＰＭ
Ａ）法により行うことができる。例えば、Ｍ_４Ｑ_２Ｃ_２
系化合物が存在しているか否かは、Ｘ線ディフラクトメ
ータ法による測定プロファイルに、対応する化合物のピ
ークが現れるか否かにより確認できる。また、組織中に
おける該化合物の形成領域は、鋼材の断面組織に対して
ＥＰＭＡによる面分析を行い、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓ、Ｓｅあ
るいはＣの特性Ｘ線強度の二次元マッピング結果を比較
することにより特定できる。

【００１４】本発明の快削工具鋼の組成においては、快
削性付与化合物相が前記したＭ_４Ｑ _２Ｃ_２として形成さ
れる場合、Ｘ（質量％）（＝ＷTi＋０．５２ＷZr）、及
びＹ（質量％）（＝ＷS＋０．４ＷSe＋０．２５ＷTe）
の値が、１≦Ｘ／Ｙ≦４となるように成分調整すること
が望ましい。Ｘ／Ｙが該範囲外になると、Ｍ_４Ｑ_２Ｃ _２
型化合物の形成が不十分となり、快削性の付与を十分に
行うことができなくなる場合がある。

【００１５】以下、本発明の快削性工具鋼に含有される
元素の含有範囲の限定理由について述べる。 （１）Ｆｅを主成分として含有し、０．００１〜０．６
質量％のＣを含有する：本発明の快削性工具鋼は、工具
鋼としての機能が発揮されることを基礎としているの
で、上記のような工具鋼としての必須成分を含有してい
る。Ｆｅは、鋼を構成するのに必須の成分であるため、
主成分として含有させる。また、Ｃは工具鋼として必要
な硬さを維持するために含有させる元素である。さら
に、本発明においては、Ｃは被削性を向上させる快削性
付与化合物相の形成にも必須の成分である。これらの効
果が十分に発揮されるように、Ｃは最低でも０．００１
質量％以上は含有させるようにする。一方、過剰に含有
させると、被削性の向上に望ましくない炭化物が形成さ
れるためにその含有量を制限するのがよい。また、本発
明の快削性工具鋼にあっては、後述する（Ｎｉ、Ａｌ）
系化合物の時効析出により、その硬さあるいは強度を高
めることができるため、この場合は硬さ向上のためのＣ
の添加も適度に抑えておく。硬さ向上のために過剰にＣ
を含有させると、却って靭性が劣化するために好ましく
ない。以上これらの観点から、Ｃの含有量は０．６質量
％以下に制限するのがよく、望ましくは０．００１〜
０．４質量％、さらに望ましくは０．０５〜０．２５質
量％の範囲内に設定するのがよい。また、Ｃの含有量は
被削性向上の効果が最良の状態で得られるように、上記
快削性付与化合物相が形成されるように適宜調節するの
がよい。また、上記快削性付与化合物相に構成元素とし
て含有されなかった残余のＣは鋼組織中に固溶し、鋼の
硬さを向上させる効果を付与する。

【００１６】（２）６質量％以下のＮｉ：本発明の工具
鋼においては、Ｎｉは、その一部が後述するＣｕと全率
固溶して、熱間加工における赤熱脆性を防止する。さら
に、前記した時効析出強化処理を行なう場合には、工具
鋼中に析出する（Ｎｉ、Ａｌ）系化合物の核となる相を
Ｃｕとともに構成する。上記（Ｎｉ、Ａｌ）系化合物
は、主にＮｉ_３Ａｌの組成式で表されるγ’相の化合物
であり、該化合物が時効析出することにより、工具鋼の
硬さが向上するとともに、高温における強度も高めるこ
とができる。さらに、Ｎｉを含有させることにより、工
具鋼の耐食性が向上するという効果もある。しかし、６
質量％以上含有させても、上記の効果が飽和するととも
に、加工性の低下や製造コストの上昇を招く懸念が生ず
る。他方、上記の効果、特に、時効析出強化処理による
効果を十分に発揮するためには、Ｎｉは１質量％以上、
望ましくは２．５質量％以上含有させるのがよい。な
お、製造コストの低減を重視するのであれば、その含有
量を３．５質量％以下に制限するのがよい。

【００１７】（３）５質量％以下のＣｕ Ｃｕ添加により、鋼の熱間脆性を抑制することができ
る。他方、前記した時効析出強化処理を行なう場合、
（Ｎｉ、Ａｌ）系化合物、特にγ’相（Ｎｉ_３Ａｌ）を
析出させるための核として重要な役割を持ち、特に、Ｎ
ｉ及びＡｌの含有量が少ない場合に効果的である。ま
た、Ｃｕは、溶体化状態の被削性改善にも有効である。
なお、時効析出強化による効果を期待する場合、０．５
質量％以上は含有させるようにする。一方、Ｃｕの含有
量が５質量％を超えると、熱間加工性が却って低下する
ことにつながり、経済性の点でも不利となる。なお、Ｃ
ｕの含有量は、熱間脆性の抑制あるいは製造コストの低
減を重視する場合は、１．７質量％以下に制限するのが
よい。

【００１８】（４）３質量％以下のＡｌ：Ａｌは脱酸剤
として添加されるが、過剰な添加は鏡面仕上げを施した
ときの鏡面仕上げ性にも影響を与える。そのため、Ａｌ
の含有量は、３質量％以下に制限される。他方、前記し
た時効析出処理を行なう場合は、前記した（Ｎｉ、Ａ
ｌ）系化合物の構成元素としてＡｌは必須の成分とな
り、析出強化効果を十分に達成するには、最低でも０．
５質量％以上は含有させるようにする。また、この場合
の過剰添加は、（Ｎｉ、Ａｌ）系化合物の過剰析出ある
いは粗大化を招き、加工性及び靭性等ひいては生産性の
劣化につながる。特に、靭性や加工性を優先したい場合
は、その含有量を１．５質量％以下に制限するのがよ
い。

【００１９】なお、上記のようにＮｉ、Ｃｕ、Ａｌを含
有させることにより、特開昭６０−６７６４１号公報に
開示されているものと、同等の作用及び効果を発揮する
ことができる。そのため、本発明の快削性工具鋼におい
ては、上記特開昭６０−６７６４１号公報に開示されて
いるような工具鋼に対して、該公報に開示されているよ
うな他の優れた特性を良好に維持しつつ、被削性をも向
上させたような工具鋼として成り立つものである。具体
的には、０．００１〜０．４質量％のＣと、０．５〜５
質量％のＣｕと、１〜５質量％のＮｉと、０．５〜３質
量％のＡｌとを含有する組成を例示できる。また、特に
高い耐食性が要求されない場合は、後述するＣｒの含有
率を１０質量％以下とすることが、被削性向上を図る上
でより有利となる。

【００２０】（５）Ｔｉの含有量をＷTi（質量％）、Ｚ
ｒの含有量をＷZr（質量％）として、Ｘ（質量％）＝Ｗ
Ti＋０．５２ＷZrが０．０３〜３．５質量％となるＴｉ
とＺｒとの少なくともいずれか：ＴｉとＺｒとは、本発
明の快削性工具鋼において被削性向上効果の中心的な役
割を果たす快削性付与化合物相を形成するのに必須の構
成元素である。上記ＷTi＋０．５２ＷZrが０．０３質量
％未満では快削性付与化合物相の形成量が不充分とな
り、十分な被削性向上効果が見込めなくなる。他方、Ｘ
＝ＷTi＋０．５２ＷZrが過剰となる場合も、これら（Ｔ
ｉ、Ｚｒ）が他の元素と化合物を形成し、逆に被削性が
低下することになる。そのため、Ｘ＝ＷTi＋０．５２Ｗ
Zrは３．５質量％以下に抑える必要がある。なお、上記
快削性付与化合物相を構成する金属成分元素としての
（Ｔｉ、Ｚｒ）の一部が、Ｖにて置換された形態で形成
されていてもよい。この場合、Ｖの含有量をＷVとし
て、Ｘ’（質量％）＝ＷTi＋０．５２ＷZr＋０．９４Ｗ
Vが０．０３〜３．５質量％となるように（Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｖ）を適宜調節して含有させるようにする。

【００２１】なお、前述のＭ_４Ｑ_２Ｃ_２化合物相のよう
に、快削性付与化合物相は、金属成分Ｍに対する結合成
分ＱあるいはＣの結合化学量論比が略一定であり、快削
性付与の本質は、その化合物の形成面積率により支配さ
れることが、略経験的に判明している。従って、相形成
量を見積もる尺度としてのＭやＱの含有率は、重量含有
率よりも原子含有率を用いたほうが便利であることが多
い。本明細書では、Ｍ成分は、Ｔｉを基準とした原子相
対含有率、つまり、同原子数のＴｉ重量に換算した形に
て最適の含有率範囲を表示している。また、後述するＱ
成分は、Ｓを基準とした原子相対含有率、つまり、同原
子数のＳ重量に換算した形にて最適の含有率範囲を表示
している。例えば、Ｍ成分の場合、上記においてＷZrに
係数０．５２を乗じているのは、この目的のためであ
り、他の副成分が含有される場合には、同原子数のＴｉ
重量に換算するための係数を乗じた質量含有率の合計
が、０．０３〜３．５質量％となっていることが望まし
い。

【００２２】（６）Ｓの含有量をＷS（質量％）、Ｓｅ
の含有量をＷSe（質量％）、Ｔｅの含有量をＷTe（質量
％）として、Ｙ（質量％）＝ＷS＋０．４ＷSe＋０．２
５ＷTeが０．０１〜１質量％となるようにＳとＳｅとＴ
ｅ（Ｑ成分）とから選ばれる１種又は２種以上：Ｓ、Ｓ
ｅ、及びＴｅは、被削性を向上させるのに有効な元素で
ある。Ｓ及びＳｅを含有させることで、被削性向上に効
果のある化合物（例えば、上記快削性付与化合物相、Ｍ
ｎＳ等）が鋼中に形成される。したがって、Ｓ、Ｓｅ及
びＴｅの含有量は、いずれもその効果が明瞭となる０．
０１質量％を下限とする。しかしながら、これらの元素
の過剰な添加は、化合物にならなかったＳ、Ｓｅ及びＴ
ｅを増加させることになり、結果として熱間加工性を低
下させる。またＳ、Ｓｅ及びＴｅの含有量に応じて形成
される快削性付与化合物相の量も増加するが、過剰な該
快削性付与化合物相の形成は鏡面性の低下を招く。よっ
て上限を１質量％とする。快削性付与化合物相による被
削性向上の効果を十分に得るためには、快削性付与化合
物相の構成元素である、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ等の添加量
に応じて、これらＳ、Ｓｅ及びＴｅの含有量を適宜調整
するのが良い。快削性付与化合物相だけでなく、他の硫
化物（例えばＭｎＳ、ＴｉＳ）を同時に形成させ被削性
向上の効果をさらに得ようとするのであれば、Ｓ、Ｓｅ
及びＴｅは、必要量に応じて大目に添加するのが良い。
なお、Ｑ成分についても、他の副成分が含有される場合
には、同原子数のＳ重量に換算するための係数を乗じた
質量含有率の合計が、０．０１〜１．０質量％となって
いることが望ましい。

【００２３】上記快削性付与化合物相は、工具鋼組織中
に分散形成することができる。特に、該化合物を工具鋼
組織中に微細に分散させることにより、工具鋼の被削性
をさらに高めることができる。該効果を高める観点にお
いては、快削性付与化合物相の前記寸法の平均値は１〜
５μｍ程度であるのがよい。

【００２４】さらに、本発明の快削性工具鋼において
は、前記工具鋼の鍛伸材から、ＪＩＳ：Ｚ２２０２に規
定された３号試験片として、ノッチ方向が鍛伸方向と平
行となるＴ方向試験片と、同じく垂直となるＬ方向試験
片とを作製し、それら試験片を用いてＪＩＳ：Ｚ２２４
２に規定されたシャルピー衝撃試験を行ったときに、前
記Ｔ方向試験片について得られるシャルピー衝撃値をＩ
_Ｔ、前記Ｌ方向試験片について得られるシャルピー衝撃
値をＩ_Ｌとして、Ｉ_Ｔ／Ｉ _Ｌが０．３以上となる。

【００２５】上記に記載した快削性付与化合物相が工具
鋼中に形成されることにより、該工具鋼を圧延・鍛伸し
て得られる鍛伸鋼材において、鍛伸方向（Ｌ方向）と該
鍛伸方向と垂直な方向（Ｔ方向）との靭性の方向依存性
が抑制されることになる。具体的には、工具鋼を圧延・
鍛伸して得られる鍛伸材においては、鍛伸方向であるＬ
方向に対して、該鍛伸方向と垂直なＴ方向の靭性値の劣
化が抑えられる。さらに具体的には、上記のように規定
した、Ｔ方向及びＬ方向の衝撃値、Ｉ_Ｔ、Ｉ_Ｌの比Ｉ_Ｔ
／Ｉ_Ｌの値が、被削性向上元素が添加されていなかった
り、あるいは、上記快削性付与化合物相が形成されてい
ないようなベース工具鋼と同等な０．３以上となってい
る。なお、Ｉ_Ｔ／Ｉ_Ｌの値はより望ましくは、０．５以
上となっているのがよい。

【００２６】ここで、材料の研磨表面にて観察される快
削性付与化合物相の面積率が０．１〜１０％であるのが
よい。快削性付与化合物相の形成により、被削性向上の
効果が得られるためには、研磨断面組織における面積率
にて０．１％以上含まれていることが必要である。しか
し、多すぎても、被削性向上の効果は飽和状態となる。
また、過剰な快削性付与化合物相の形成は、工具鋼を圧
延・鍛伸した場合に、鍛伸方向（Ｌ方向）と垂直な方向
（Ｔ方向）の靭性値の劣化が目立つようになるため、研
磨断面組織中における面積率を１０％以下とする。

【００２７】以下、本発明の工具鋼の組成に関し、さら
に付加可能な要件について説明する。 （７）Ｃの含有量をＷC（質量％）として、０．２Ｘ≦
Ｙ≦Ｘ、かつ、０．０７Ｘ≦ＷC≦０．７５Ｘ、を満足
する（以下、条件Ａという）：被削性向上に効果のある
快削性付与化合物相を得るためには、構成元素Ｃ、Ｓ、
Ｓｅ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｚｒ等の含有量のバランスが重要と
なる。上記条件Ａを満足する範囲内であれば、目的の快
削性付与化合物相が過不足無く形成されることになる。
上記条件Ａによれば、（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）の含有量は、
（Ｔｉ、Ｚｒ）の含有量よりも少なめに含有するのがよ
い。さらに、（Ｔｉ、Ｚｒ）とともに快削性付与化合物
相を形成するためには、（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）の含有量は
０．２Ｘ≦Ｙを満足するように含有させるのがよい。ま
た、一方で（Ｔｉ、Ｚｒ）と比較して（Ｓ、Ｓｅ、Ｔ
ｅ）の含有量が過剰であると、例えば、ＭｎＳ等の硫化
物が過剰に形成されることとなり、靭性の方向依存性が
顕著に生じる場合もある。従って、Ｙ≦Ｘとするのがよ
い。

【００２８】また、炭素の含有量は、快削性付与化合物
相を構成するのに最低限必要な量を含有させるととも
に、工具鋼としての硬さおよび焼入れ性等も考慮して、
０．０７Ｘ≦ＷCとなるようにする。さらに、（Ｔｉ、
Ｚｒ）の含有量と比較して過剰に炭素が含有されると、
快削性付与化合物相の形成に寄与しない残余の炭素成分
が、他の元素と化合物を形成し、逆に被削性を劣化させ
る場合もありうる。そのため、ＷC≦０．７５Ｘとす
る。

【００２９】なお、より望ましくは、０．２Ｘ≦Ｙ≦
０．６７Ｘ、かつ、０．０７Ｘ≦ＷC≦０．５Ｘを満足
するようにするのがよい（以下、条件Ｂという）。この
ように構成元素Ｃ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｔｉ及びＺｒの含
有量を制御することにより、被削性向上及び、靭性の方
向依存性の抑制に、より好適な量の快削性付与化合物相
を形成することができる。また、快削性付与化合物相に
Ｖが形成されるような場合にあっては、前述のＸをＸ’
＝ＷTi＋０．５２ＷZr＋０．９４ＷVに置き換えて、上
記条件Ａ、あるいは条件Ｂを満足するように、（Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｖ）の含有量をそれぞれ制御するのが良い。

【００３０】（８）２質量％以下のＳi：Ｓｉは、脱酸
剤として含有させることができる。しかしながら、過剰
に含有されると、靭性が低下する場合もある。そのた
め、その含有量を２質量％以下に制限するのがよい。他
方、固溶化熱処理後の硬さをあげるのにも必要であり、
硬さ確保のために積極添加する（例えば１質量％程度ま
で）場合もある。固溶化熱処後の硬さを高める効果を期
待する場合は、０．１質量％以上含有させるのがよい。

【００３１】（９）３質量％以下のＭｎ：焼入性を向上
させ、さらに硬さ向上を図る上でも有効である。ただし
多すぎると、快削性付与化合物相の形成を阻害すること
があるので、硬さが得られる限り低い量にする方が良
い。ただし、快削性付与化合物相だけではなく、さらに
被削性向上を得るために、ＭｎＳを利用する場合は、む
しろ多く添加した方が良い。この場合、機械的特性値
（強度や靭性など）の異方性や鏡面性あるいは耐食性な
どとのバランスを考慮して、最適の添加量を定める。な
お、Ｍｎの過剰な含有は、ＭｎＳの過剰形成を招き、Ｓ
の不足により快削性付与化合物相が十分に得られなくな
るほか、前記した靭性の方向依存性が顕著になったりす
るので、その含有量を３質量％以下とする。なお、Ｍｎ
は、精錬時における脱酸元素としても有用であり、不可
避的に含有されることがある。

【００３２】（１０）２２質量％以下のＣr：Ｃｒは焼
入性を向上させ、また、硬さを向上させる効果を有す
る。しかしながら、過剰に含有させると、Ｃr炭化物が
形成され、快削性付与化合物相の形成を阻害すると同時
に、被削性を低下させる原因になるため、その含有量を
２２質量％以下に制限するのがよい。なお、硬さの向上
の観点からは、０．１質量％以上含有させることが望ま
しい。他方、耐食性向上効果を期待する場合は、１２質
量％以上の添加が望ましい（すなわち、Ｃｒの含有率を
１０〜２２質量％とするのがよい）。

【００３３】（１１）Ｍｏの含有量をＷMo（質量％）と
し、Ｗの含有量をＷW（質量％）として、ＷMo＋０．５
ＷWが４質量％以下：Ｍｏ及びＷは、焼入性を向上さ
せ、また、炭化物形成によりマトリックスの強化及び耐
摩耗性向上の効果を有する。しかしながら、過剰に含有
させると、靭性が劣化するため、その含有量を上記ＷMo
＋０．５ＷWの値にて４質量％以下に制限するのがよ
い。なお、上記効果を顕著に得るには、０．１質量％以
上含有させるのがよい。

【００３４】（１３）２質量％以下のＣｏ、１質量％以
下のＮｂ及び１質量％以下のＶから選ばれる１種又は２
種以上：いずれの元素も、鋼中に微細に分散し、靭性を
向上させる。また、Ｖは快削性付与化合物相の構成元素
の一つとなりうる。顕著な効果を得るためには、Ｃｏは
０．００１質量％以上、Ｎｂは０．０１質量％以上、Ｖ
は０．０１質量％以上含有させることが望ましい。他
方、これら元素の過剰な含有は、望まざる炭化物の形成
により被削性向上の効果を低下させる場合があり、その
含有量をそれぞれ、Ｃｏ：２質量％以下、Ｎｂ及びＶ：
１質量％以下とするのがよい。

【００３５】（１２）Ｎ：０．０４質量％以下、Ｏ：
０．０３質量％以下：快削性付与化合物相の構成元素で
あるＴｉ、ＺｒあるいはＶや、他の元素Ａｌなどと結合
し、窒化物、酸化物を形成する。これらの窒化物、酸化
物は、硬質であって、ときには粗大になることがあり、
特に被削性の低下をまねく原因になる。よって、その含
有量を極力低く制限することが望ましい。そのため、そ
れぞれＮ：０．０４質量％以下、Ｏ：０．０３質量％以
下に制限するのがよい。また、製造コストとの兼ね合い
であるが、望ましくは、Ｎ：０．０１質量％以下、Ｏ：
０．０１質量％以下とするのが良い。

【００３６】（１３）０．００５質量％以下のＣａ：熱
間加工性の向上に有効な元素である。また、硫化物や酸
化物の形成により被削性向上にも寄与する。また、少量
の添加により、ＭｎＳ等の介在物の長さを短くすること
ができ、鏡面性の向上にも効果がある。顕著な効果を得
るには０．０００５質量％以上添加するのがよい。他
方、過剰な添加は効果の飽和や強度あるいは耐食性の低
下を招くので、上限を０．００５質量％とする。 （１４）０．２質量％以下のＰｂ及び／又は０．２質量
％以下のＢｉ鋼中に分散して、被削性をさらに高める効
果を有する。顕著な効果を得るには各々の少なくともい
ずれかを０．０１質量％以上添加するのがよい。ただ
し、過度な添加は熱間加工性の低下を招くので、各々上
限を上記のように定める。

【００３７】（１５）０．０５質量％以下のＴａ 微細な炭化物を形成し、鋼の結晶粒微細化ひいては靭性
の向上に寄与する。顕著な効果を得るには０．０１質量
％以上添加するのがよい。他方、過剰な添加は効果の飽
和を招き、また靭性低下等につながる場合もあるので、
上限を上記のように定める。 （１６）０．０１質量％以下のＢ 焼入れ性の向上に寄与する。顕著な効果を得るには０．
００１５質量％以上添加するのがよい。他方、過剰な添
加は熱間加工性や靭性の低下を招くので、上限を上記の
ように定める。なお、最も望ましくは、焼入性の向上効
果が最も大きい０．００２５質量％程度の添加がよい。

【００３８】（１７）０．５質量％以下の希土類元素 ＯやＰ等の不純物を固定し、マトリックスの清浄度を高
め、靭性を向上させる効果を有する。顕著な効果を得る
には０．１質量％以上添加するのがよい。他方、過剰な
添加は地疵の発生を招くので、上限を上記のように定め
る。なお、希土類元素は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる１種又は２種以上の
元素である。

【００３９】本発明の快削性工具鋼は、プラスチックの
成形用金型素材として好適に使用できる。プラスチック
の成形用の金型においては、近年特に、商品開発のスピ
ードが高まりつつあり、出荷前に熱処理を施す場合が多
い。そのため、金型としての製品形状に切削加工するに
際して、被削性が問題となっていた。そのため、プラス
チック成形用の金型に本発明の快削性工具鋼を適用する
ことにより、金型としての製品形状に加工するに際に、
切削加工が容易に行なわれることとなり、生産性が向上
することになる。

【００４０】具体的には、本発明の工具鋼は、特に、耐
食性あるいは耐錆性が望まれるプラスチック成型金型
（例えば水孔あり金型など）、塩化ビニル成形用金型
（電話機筐体、雨樋、その他の容器類）、ハロゲン系ガ
スを含有した雰囲気下で使用される金型、耐食性が望ま
れる治工具類（例えばバイス類）、耐食・鏡面・高硬度
用プラスチック成型金型、光学レンズ用成形金型、医療
機器用成形金型、化粧容器成形用金型、精密成形品（メ
ンテナンスフリー母型、受板、ペットボトル成形母型、
ゴム成形用型類）、ＩＣ封止型、光ディスク成形用金
型、導光板あるいは反射板の構成材料自体もしくはその
成形用金型材料等に好適に使用可能である。

【００４１】

【実施例】本発明の効果を調べるために、以下の実験を
行った。 （実施例１）表1に示す化学成分の発明鋼および比較鋼
の１５０ｋｇ鋼塊を高周波誘導炉で溶製した。これを１
２００℃に加熱保持した後、熱間鍛造により６０ｍｍ×
６０ｍｍの角棒に加工した。これを熱処理し、表面硬さ
（Ｃスケールのロックウェル硬さ）ＨＲＣ４０±３を得
るように、８７０℃、９００℃、９３５℃のいずれかの
適正温度で１００ｍｉｎ加熱後、衝風冷却（固溶化処
理）し、その後、５００℃、５２０℃、５４０℃のいず
れかの適正温度で５時間加熱後、空冷（時効析出強化処
理）した。

【００４２】

【表１】

【００４３】本発明鋼の主な介在物は、（Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｖ）_４（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）_２Ｃ_２の化合物であったが、
（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ）Ｓや（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ）Ｓ_３、（Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｖ）_０．８１Ｓといった（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ）
系硫化物や、（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ）Ｃである（Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｖ）系炭化物や、Ｍｎが比較的に多く含有されてい
るものについては、ＭｎＳが同時に認められるものもあ
った。

【００４４】介在物の同定方法は、以下の方法による。
各角棒より、適量の試験片を切出し、これをテトラメチ
ルアンモニウムクロライドと１０％のアセチルアセトン
を含むメタノール溶液を電解質として用いることによ
り、金属マトリックス部分を電解する。そして、溶解後
の電解液をろ過し、工具鋼中に含有されていた不溶の化
合物を抽出して乾燥後、Ｘ線回折ディフラクトメーター
法により分析し、その回折プロファイルの出現ピークか
ら化合物の特定を実施した。図１に、発明鋼Ｎｏ．６の
ディフラクトメーター法によるＸ線回折プロファイルを
示しており、図２は、同発明鋼Ｎｏ．６と比較鋼Ｎｏ．
４の鋼表面の光学顕微鏡観察像（倍率４００倍）を示し
ている。比較鋼Ｎｏ．４は、被削性向上のためにＭｎＳ
を鋼中に形成させたものである。発明鋼Ｎｏ．６の観察
像には、略球形の快削性付与化合物相が観察されてい
る。また、比較鋼Ｎｏ．４の観察像においては、鍛伸方
向に伸びた形状のＭｎＳが観察されている。

【００４５】また、鋼材組織中の化合物粒子の組成は、
別途ＥＰＭＡにより分析を実施した。二次元マッピング
から、Ｘ線回折にて同定された化合物に対応する組成の
化合物が形成されていることを確認した。さらに、比較
的にＶが多く含有されている発明鋼Ｎｏ．１２におい
て、その研磨断面においてＥＰＭＡによる分析を行った
ところ、電界液に不溶の化合物に金属元素成分として、
主成分としてのＴｉとともにＶも含有されていることを
確認した。

【００４６】上記の各試験品につき、以下の実験を行っ
た。 １．被削性評価 被削性の評価は、被切削加工時の工具摩耗量により評価
する。切削工具は、２枚刃φ１０ｍｍのハイス・エンド
ミルを使用し、深さ５ｍｍの溝加工、切削速度２５ｍｍ
／ｍｉｎ、送り速度０．０２ｍｍ／刃、乾式の条件で切
削長４０００ｍｍ時でのエンドミル工具横逃げ面の平均
摩耗幅（Ｖbave（ｍｍ））を測定した。また被削材は、
いずれの鋼でも熱処理をし、Ｃスケールのロックウェル
硬さで、ＨＲＣ４０±３以内に調整されたものを使用し
た。この摩耗量は、被削性向上元素が添加されておら
ず、快削性付与化合物相の形成もされていない比較鋼Ｎ
ｏ．１を基準として、８０％以下の摩耗量で押さえられ
るものは、被削性が良好であると判断した。

【００４７】２．靭性評価 靭性の評価は、シャルピー衝撃試験（ＪＩＳ：Ｚ２２４
２記載）により実施した。試験片は、角棒のＴ方向とＬ
方向からいわゆる２ｍｍＵノッチ試験片（ＪＩＳ：Ｚ２
２０２記載 ３号試験片）を作製した。そして、シャル
ピー衝撃試験片を用い、ＪＩＳ：Ｚ２２４２に規定され
たシャルピー衝撃試験を行なうとともに、ノッチ方向が
鍛伸方向と平行となるＴ方向試験片と、同じく垂直とな
るＬ方向試験片との双方について試験を行なったとき
に、Ｔ方向試験片について得られるシャルピー衝撃値を
Ｉ_Ｔ、Ｌ方向試験片について得られるシャルピー衝撃値
をＩ _Ｌとして、Ｉ_Ｔ／Ｉ_Ｌ（Ｔ／Ｌ）を求めた。試験片
硬さは、熱処理によりＣスケールのロックウェル硬さＨ
ＲＣ４０±３以内に調整したものを使用した。このＩ _Ｔ
／Ｉ_Ｌ（Ｔ／Ｌ）は比較鋼Ｎｏ．４のＭｎＳ利用鋼材対
比で、値が大きいものは、Ｔ方向の劣化が小さくなった
と判断した。表２に結果を示す．

【００４８】

【表２】

【００４９】表２より、比較鋼Ｎｏ．１の被削性基準に
対し、被削性向上元素を添加してない比較鋼Ｎｏ．２
は、ほぼ同等の被削性能であるが、発明鋼や従来の被削
性向上元素を添加した比較鋼Ｎｏ．３、４は摩耗量が８
０％以下になり被削性が良好となっている。しかし、比
較鋼Ｎｏ．３、４は、ＭｎＳ利用のため、シャルピー衝
撃値でみたＩ_Ｔ／Ｉ_Ｌ比は、０．３以下となりＴ方向の
靭性劣化が激しい。発明鋼は、被削性が良好であり、か
つ、Ｉ_Ｔ／Ｉ_Ｌ比も０．３以上が得られ、靭性値の劣化
は抑制されている。さらに、条件Ａを満たす発明鋼Ｎ
ｏ．１〜５は、該条件式Ａを満たさない発明鋼Ｎｏ．１
６、１７よりも、被削性に優れている。さらに、条件Ａ
のみを満たす発明鋼Ｎｏ．１〜５よりも、条件Ｂをも満
たす発明鋼Ｎｏ．６〜１５の方が被削性はさらに良好と
なっている。

【００５０】（実施例２）表３／表４（グループＡ）、
表６／表７（グループＢ）、表９／表１０（グループ
Ｃ）に示す化学成分の発明鋼および比較鋼の１５０ｋｇ
鋼塊を高周波誘導炉で溶製し、実施例１と同様の鍛造／
焼きなまし処理を行い、その焼きなまし材から、被削性
評価試験片（実施例１に同じ）、靭性評価（シャルピー
衝撃試験）試験片（実施例１に同じ）、鏡面性評価試験
片（縦６０ｍｍ、横５５ｍｍ、厚さ１５ｍｍの角板
状）、塩水噴霧試験片（縦５５ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ
１ｍｍの角板状）に加工した。

【００５１】

【表３】

【００５２】

【表４】

【００５３】

【表５】

【００５４】

【表６】

【００５５】

【表７】

【００５６】

【表８】

【００５７】

【表９】

【００５８】

【表１０】

【００５９】

【表１１】

【００６０】これら試験片を用いて、以下の各評価試験
を行った。 １．被削性評価 試験片としては、この加工後、再度焼きなまし処理した
ものを、焼きなまし（ＳＡ）後の被削性評価試験片と
し、他方、各グループの鋼材毎に、表１２に示す条件に
て硬化熱処理を行い、硬化熱処理（ＨＴ）後の被削性評
価試験片とした。被削性の評価は、被切削加工時の工具
摩耗量により評価する。切削工具は、２枚刃φ１０ｍｍ
のハイス・エンドミルを使用し、深さ５ｍｍの溝加工、
切削速度２５ｍｍ／ｍｉｎ、送り速度０．０２ｍｍ／
刃、乾式の条件でエンドミル工具横逃げ面の平均摩耗幅
（Ｖbave（ｍｍ））が０．３ｍｍとなる切削距離により
評価する。なお、切削距離は、被削性向上元素が添加さ
れておらず、快削性付与化合物相の形成もされていない
従来鋼を基準として、結果を表５、表８、表１１に相対
値により表示している。

【００６１】

【表１２】

【００６２】２．靭性評価 表６の硬化熱処理を行ったものにつき、シャルピー衝撃
試験により、実施例１と同じ評価を行った。結果を表
５、表８、表１１に示している。

【００６３】３．鏡面性評価 ダイヤモンド回転砥石による機械研磨により、砥石番手
を＃１５０→＃４００→＃８００→＃１５００→＃３０
００と順に細かくして鏡面研磨を行い、ＪＩＳ：Ｂ０６
０１（１９９４）に規定された方法により、研磨面上に
任意に選んだ５箇所にて基準長１５ｍｍに表面粗さ測定
を行い、算術平均粗さＲａを前記５箇所の平均値として
求めた。結果を表５、表８、表１１に示している。

【００６４】４．塩水噴霧試験 ＪＩＳ:Ｚ２３７１（１９９４）に規定の方法により実
施。試験後、腐食面積率により、以下の４段階にて評価
した。Ａ：腐食せず、Ｂ：腐食見られたが５％未満、
Ｃ：５％以上２０％以下、Ｄ：２０％超。結果を表５、
表８、表１１に示している。

【００６５】上記結果によると、本発明鋼は、発明外の
快削鋼（各表に比較鋼と表示）と比べて、被削性、靭性
（特に方向性）及び鏡面性の全てにおいて良好な結果が
得られていることがわかる。また、適量のＣｒを添加す
ることにより、塩水噴霧試験における耐食性も良好に確
保できることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の発明鋼Ｎｏ．６のＸ線回折プロファ
イルを示す図。

【図２】実施例１の発明鋼Ｎｏ．６、及び比較鋼Ｎｏ．
４の研磨断面における光学顕微鏡観察像を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003713 大同特殊鋼株式会社 愛知県名古屋市中区錦一丁目11番18号 (72)発明者 石田 清仁 宮城県仙台市青葉区上杉３−５−20 (72)発明者 及川 勝成 宮城県柴田郡柴田町西船迫４−１−34 (72)発明者 清水 崇行 愛知県名古屋市南区大同町２丁目30番地 大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 尾崎 公造 愛知県名古屋市南区大同町２丁目30番地 大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 松田 幸紀 愛知県名古屋市南区大同町２丁目30番地 大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主成分としてのＦｅと、０．００１〜
   ０．６質量％のＣを含有し、 さらに、６質量％以下の範囲内にてＮｉを含有し、５質
   量％以下の範囲内にてＣｕを含有し、３質量％以下の範
   囲内にてＡｌを含有する工具鋼であって、 さらにＴｉの含有量をＷTi(質量％)、Ｚｒの含有量をＷ
   Zr(質量％)として、Ｘ（質量％）＝ＷTi＋０．５２ＷZr
   が０．０３〜３．５質量％となるようにＴｉとＺｒとの
   いずれかを含有し、 さらに、Ｓの含有量をＷS（質量％）、Ｓｅの含有量を
   ＷSe（質量％）、Ｔｅの含有量をＷTe（質量％）とし
   て、Ｙ（質量％）＝ＷS＋０．４ＷSe＋０．２５ＷTeが
   ０．０１〜１質量％となるようにＳとＳｅとＴｅとから
   選ばれる１種又は２種以上を含有し、 かつ、Ｔｉ及び／又はＺｒを金属元素成分の主成分と
   し、該金属元素成分との結合成分として、Ｃを必須と
   し、Ｓ、Ｓｅ及びＴｅの少なくともいずれかを含有する
   快削性付与化合物相が組織中に分散形成されていること
   を特徴とする快削性工具鋼。
2. 【請求項２】 前記Ｘ及び前記Ｙの値が、１≦Ｘ／Ｙ≦
   ４となるように定められている請求項１記載の快削性工
   具鋼。
3. 【請求項３】 前記快削性付与化合物相は、組成式Ｍ_４
   Ｑ_２Ｃ_２（ただし、ＭはＴｉ及び／又はＺｒを主成分と
   する金属元素成分、ＱはＳ、Ｓｅ及びＴｅの少なくとも
   いずれか）にて表される化合物相を主体とするものであ
   る請求項１又は２に記載の快削性工具鋼。
4. 【請求項４】 前記工具鋼の鍛伸材から、ＪＩＳ：Ｚ２
   ２０２に規定された３号試験片として、ノッチ方向が鍛
   伸方向と平行となるＴ方向試験片と、同じく垂直となる
   Ｌ方向試験片とを作製し、 それら試験片を用いてＪＩＳ：Ｚ２２４２に規定された
   シャルピー衝撃試験を行ったときに、前記Ｔ方向試験片
   について得られるシャルピー衝撃値をＩ_Ｔ、 前記Ｌ方向試験片について得られるシャルピー衝撃値を
   Ｉ_Ｌとして、Ｉ_Ｔ／Ｉ _Ｌが０．３以上となる請求項１な
   いし３のいずれか１項に記載の快削性工具鋼。
5. 【請求項５】 材料の研磨表面にて観察される快削性付
   与化合物相の面積率が０．１〜１０％である請求項１な
   いし４のいずれか１項に記載の快削性工具鋼。
6. 【請求項６】 Ｃの含有量をＷC（質量％）として、 ０．２Ｘ≦Ｙ≦Ｘ、かつ、 ０．０７Ｘ≦ＷC≦０．７５Ｘ、 を満足する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の快
   削性工具鋼。
7. 【請求項７】 ２２質量％以下のＣｒを含有し、 また、Ｍｏの含有量をＷMo（質量％）とし、Ｗの含有量
   をＷW（質量％）として、ＷMo＋０．５ＷWが４質量％以
   下となるＭｏ及び／又はＷと、３質量％以下のＭｎと、
   ２質量％以下のＣｏと、１質量％以下のＮｂと、１質量
   ％以下のＶと、から選ばれる１種又は２種以上を含有す
   る請求項１ないし６のいずれか１項に記載の快削性工具
   鋼。
8. 【請求項８】 Ｓｉの含有量が２質量％以下、Ｎの含有
   量が０．０４質量％以下、及びＯの含有量が０．０３質
   量％以下とされる請求項１ないし７のいずれか１項に記
   載の快削性工具鋼。
9. 【請求項９】 ０．００５質量％以下のＣａ、０．２質
   量％以下のＰｂ、０．２質量％以下のＢｉ、０．０５質
   量％以下のＴａ、０．０１質量％以下のＢ及び０．５質
   量％以下の希土類元素から選ばれる一種又は二種以上を
   含有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の快削
   性工具鋼。
10. 【請求項１０】 ０．００１〜０．４質量％のＣと、
    ０．５〜５質量％のＣｕと、１〜５質量％のＮｉと、
    ０．５〜３質量％のＡｌとを含有し、さらにＣｒの含有
    率が１０質量％以下である請求項１ないし９のいずれか
    １項に記載の快削性工具鋼。
11. 【請求項１１】 Ｃｒの含有率が１０〜２２質量％であ
    る請求項１ないし９のいずれか１項に記載の快削性工具
    鋼。
12. 【請求項１２】 プラスチックの成形用金型として使用
    される請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の快削
    性工具鋼。