JP2002535496A - 硬質工具鋼およびそれによる粉末冶金鋼材 - Google Patents
硬質工具鋼およびそれによる粉末冶金鋼材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬質工具鋼およびそれによる粉末冶金鋼材
【解決手段】 固有の硬度および靱性の組合せを持つ工具鋼合金を開示する。そこに含まれる各成分の重量パ−セント（ＷＬ％）の概略は、Ｃ１．８５〜２．３０、Ｍｎ０．１５〜１．０、Ｓｉ０．１５〜１．０、Ｐ最大０．０３０、Ｓ０〜０．３０、Ｃｒ３．７〜５．０、Ｎｉ＋Ｃｕ最大０．７５、Ｍｏ最大１．０、Ｃｏ６〜１２、Ｗ１２．０〜１３．５、Ｖ４．５〜７．５である。残部は実質的に鉄と通常の不純物である。そのＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＶの各要素は、−０．０５≦ΔＣ≦−０．４２の関係となるように調整される。ここで、ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋（０．２Ｖ））−Ｃである。前記重量パ−セントの各成分を持つ焼結合金粉末で製造された粉末冶金工具鋼鋼材に対して熱処理を行うと、そのロックウェルＣ硬度は少なくとも約６９．５となる。
Description
【０００１】
本発明は、工具鋼合金に関し、より詳しくは、高速度工具鋼合金およびそれに
より製造される、固有の硬度および靱性の組合せを有する粉末冶金鋼材に関する
。
より製造される、固有の硬度および靱性の組合せを有する粉末冶金鋼材に関する
。
【０００２】
ＡＩＳＩタイプＴ１５合金は、周知のタングステン高速度鋼合金である。タイ
プＴ１５合金は、タイプＭ２およびＭ４など他の高速度工具鋼合金より固有の硬
度および耐摩耗性の組合せを持つため、高速度工具鋼の等級において最上位に属
すると見なされている。タイプＴ１５合金は常温で約６６〜６７ＨＲＣの硬度を
持つ。これより優れたカ−ボン版のタイプＴ１５合金は、常温で６７〜６８ＨＲ
Ｃの硬度を実現可能であり、米国内で販売されている。しかし工具製造業界では
、高温硬度と耐摩耗性を含む複合硬度レベルの点でタイプＴ１５など周知の等級
の高速度鋼合金よりも優れている高速度工具鋼合金に対する需要が生じている。
プＴ１５合金は、タイプＭ２およびＭ４など他の高速度工具鋼合金より固有の硬
度および耐摩耗性の組合せを持つため、高速度工具鋼の等級において最上位に属
すると見なされている。タイプＴ１５合金は常温で約６６〜６７ＨＲＣの硬度を
持つ。これより優れたカ−ボン版のタイプＴ１５合金は、常温で６７〜６８ＨＲ
Ｃの硬度を実現可能であり、米国内で販売されている。しかし工具製造業界では
、高温硬度と耐摩耗性を含む複合硬度レベルの点でタイプＴ１５など周知の等級
の高速度鋼合金よりも優れている高速度工具鋼合金に対する需要が生じている。
【０００３】 現在、金属切削工具やギアホブなど要求レベルの高い工具で利用可能な素材と
しては、基本的に２種類ある。従来の高速度工具鋼と超硬合金素材である。周知
の高速度鋼合金は、粉末冶金工法で生産されたものでも、長時間にわたる工具の
運用では何らかの問題を残す。この素材で製造された工具の耐摩耗性、常温硬度
および高温硬度が十分でないからである。従来の切削油は環境汚染を引き起こす
恐れがあるため、業界では切削油を用いないドライマシニングを選択する傾向が
ある。金属切削工具は、ドライマシニングに適用されると、非常に高い動作温度
に達しがちである。周知の高速度鋼合金のほとんどは、その耐摩耗性と硬度が極
端な温度条件の下で急速に劣化するため、乾式切削には不向きである。
しては、基本的に２種類ある。従来の高速度工具鋼と超硬合金素材である。周知
の高速度鋼合金は、粉末冶金工法で生産されたものでも、長時間にわたる工具の
運用では何らかの問題を残す。この素材で製造された工具の耐摩耗性、常温硬度
および高温硬度が十分でないからである。従来の切削油は環境汚染を引き起こす
恐れがあるため、業界では切削油を用いないドライマシニングを選択する傾向が
ある。金属切削工具は、ドライマシニングに適用されると、非常に高い動作温度
に達しがちである。周知の高速度鋼合金のほとんどは、その耐摩耗性と硬度が極
端な温度条件の下で急速に劣化するため、乾式切削には不向きである。
【０００４】 周知の高速度工具鋼の限界による問題を避ける方法の１つとして、極めて硬い
表面コ−ティングを切削工具に施し、その寿命を延ばすやり方がある。このコ−
ティングは、物理気相成長（ＰＶＤ）または化学気相成長（ＣＶＤ）によって施
すのが一般的である。このコ−ティングの硬度は通常、ＨＲＣ７０を越え、ベ−
スとなる工具鋼の硬度より遙かに大きい。このように非常に硬度の高いコ−ティ
ングと組み合わせるには、工具鋼合金の側でも硬度を高めることが望ましいであ
ろう。
表面コ−ティングを切削工具に施し、その寿命を延ばすやり方がある。このコ−
ティングは、物理気相成長（ＰＶＤ）または化学気相成長（ＣＶＤ）によって施
すのが一般的である。このコ−ティングの硬度は通常、ＨＲＣ７０を越え、ベ−
スとなる工具鋼の硬度より遙かに大きい。このように非常に硬度の高いコ−ティ
ングと組み合わせるには、工具鋼合金の側でも硬度を高めることが望ましいであ
ろう。
【０００５】 前述したように周知の高速度鋼合金には欠点があるため、超硬合金は切削工具
の素材として大いに注目されるようになった。この素材は、常温および高温の両
方において非常に高い硬度を持ち、非常に優れた耐摩耗性も有している。ただし
、硬度と耐摩耗性の面では優れていても、欠点もある。例えば、カ−バイドブラ
ンクの製造コストは高く、そのブランクから切削工具を製造するのにも余計なコ
ストがかかるため、カ−バイド工具の生産費用は相当高い。また、カ−バイド工
具の靱性は極めて低いため、使用中に破損を防ぐために特別な注意を払わねばな
らない。さらに、カ−バイド工具は極度に堅牢なマシンを必要とするため、既存
の切削マシンの大部分では安全な運用が不可能である。
の素材として大いに注目されるようになった。この素材は、常温および高温の両
方において非常に高い硬度を持ち、非常に優れた耐摩耗性も有している。ただし
、硬度と耐摩耗性の面では優れていても、欠点もある。例えば、カ−バイドブラ
ンクの製造コストは高く、そのブランクから切削工具を製造するのにも余計なコ
ストがかかるため、カ−バイド工具の生産費用は相当高い。また、カ−バイド工
具の靱性は極めて低いため、使用中に破損を防ぐために特別な注意を払わねばな
らない。さらに、カ−バイド工具は極度に堅牢なマシンを必要とするため、既存
の切削マシンの大部分では安全な運用が不可能である。
【０００６】
本発明による合金と、その焼結粉末冶金鋼材は、周知の高速度工具鋼と超硬合
金素材にまつわる問題の幾つかをかなりの程度解決するものである。一般に、本
発明による硬質の高速度鋼合金は、固有の硬度、高温硬度および靱性の組合せを
特長とする。以下の表１に、本発明による合金の一般クラス、中間クラスおよび
最上クラスの各組成の重量％を示す。
金素材にまつわる問題の幾つかをかなりの程度解決するものである。一般に、本
発明による硬質の高速度鋼合金は、固有の硬度、高温硬度および靱性の組合せを
特長とする。以下の表１に、本発明による合金の一般クラス、中間クラスおよび
最上クラスの各組成の重量％を示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】 本合金の残部は、鉄ならびに本合金と同様の使用目的を持つ汎用品の高速度工
具鋼に含まれる通常の不純物である。本発明による合金のカ−ボン含有量は、パ
ラメ−タΔＣが約−０．０５〜−０．４２、より好ましくは約−０．１０〜−０
．３５、好ましくは約−０．１５〜−０．２５となるように調整される。ΔＣは
以下のように計算される。 ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋（０．
２Ｖ））−Ｃ
具鋼に含まれる通常の不純物である。本発明による合金のカ−ボン含有量は、パ
ラメ−タΔＣが約−０．０５〜−０．４２、より好ましくは約−０．１０〜−０
．３５、好ましくは約−０．１５〜−０．２５となるように調整される。ΔＣは
以下のように計算される。 ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋（０．
２Ｖ））−Ｃ
【０００９】 ここで、（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋（０
．２Ｖ））は合金のカ−ボン収支であり、Ｃは合金の実際のカ−ボン含有量であ
り、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、ＶおよびＣは重量％で表す。 以降、「パ−セント」または符号「％」は特に指定のない限り重量％とする。
．２Ｖ））は合金のカ−ボン収支であり、Ｃは合金の実際のカ−ボン含有量であ
り、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、ＶおよびＣは重量％で表す。 以降、「パ−セント」または符号「％」は特に指定のない限り重量％とする。
【００１０】
【詳細な説明】 本合金は、焼き入れ、焼き戻し後に硬度を高めるために、少なくとも約１．８
５％のカ−ボンを含有する。カ−ボンは、本合金のカ−バイド生成要素と結合し
て、本合金の耐摩耗性を高めるカ−バイドを形成する。本合金は、少なくとも約
１．９０％のカ−ボンを含有するのが望ましい。カ−ボンが多いと本合金の靱性
は低下し、非常に多い場合は、本合金で実現できる硬度も低下する可能性がある
。したがってカ−ボンは、約２．３０％以下に抑えるが、好ましくは約２．２０
％以下に抑えるのが望ましい。カ−ボンは本合金におけるカ−バイドの生成時に
消費されるため、本合金に所望の硬度を与え、適切な量の硬質カ−バイド粒子に
より所望の耐摩耗性も与えるに十分なカ−ボンが確保されるようにカ−ボン量を
調整する。そのために前記ファクタΔＣを使用し、これによって、カ−ボン量を
調整し、本合金に固有の特性の組合せを実現することができる。
５％のカ−ボンを含有する。カ−ボンは、本合金のカ−バイド生成要素と結合し
て、本合金の耐摩耗性を高めるカ−バイドを形成する。本合金は、少なくとも約
１．９０％のカ−ボンを含有するのが望ましい。カ−ボンが多いと本合金の靱性
は低下し、非常に多い場合は、本合金で実現できる硬度も低下する可能性がある
。したがってカ−ボンは、約２．３０％以下に抑えるが、好ましくは約２．２０
％以下に抑えるのが望ましい。カ−ボンは本合金におけるカ−バイドの生成時に
消費されるため、本合金に所望の硬度を与え、適切な量の硬質カ−バイド粒子に
より所望の耐摩耗性も与えるに十分なカ−ボンが確保されるようにカ−ボン量を
調整する。そのために前記ファクタΔＣを使用し、これによって、カ−ボン量を
調整し、本合金に固有の特性の組合せを実現することができる。
【００１１】 本合金は、焼き入れ性を高めるために、少なくとも約０．１５％のマンガンを
含有する。本発明による合金の再硫化形態では、マンガンは硫黄と結合してマン
ガンを多く含む硫化物を生成し、これは、本合金の被切削性を高める上で非常に
効果的である。ただしマンガンが多いと、本合金に脆弱性が生じる。したがって
、マンガンは約１．０％以下に抑えるが、好ましくは約０．９０％以下に抑える
のが望ましい。
含有する。本発明による合金の再硫化形態では、マンガンは硫黄と結合してマン
ガンを多く含む硫化物を生成し、これは、本合金の被切削性を高める上で非常に
効果的である。ただしマンガンが多いと、本合金に脆弱性が生じる。したがって
、マンガンは約１．０％以下に抑えるが、好ましくは約０．９０％以下に抑える
のが望ましい。
【００１２】 本合金は、焼き入れ性と硬度応答性を高めるために、少なくとも約０．１５％
、より好ましくは少なくとも約０．５０％、好ましくは少なくとも約０．５５％
のシリコンを含有する。シリコンは溶解状態の本合金の流動性も高めるため、そ
れによって粉末冶金処理の場合に本合金の霧化が容易となる。シリコンが多いと
、本合金の靱性が低下する。したがって、シリコンは約１．０％以下に抑え、よ
り好ましい量として約０．８０％以下に抑えるが、好ましくは約０．７５％以下
に抑えるのが望ましい。
、より好ましくは少なくとも約０．５０％、好ましくは少なくとも約０．５５％
のシリコンを含有する。シリコンは溶解状態の本合金の流動性も高めるため、そ
れによって粉末冶金処理の場合に本合金の霧化が容易となる。シリコンが多いと
、本合金の靱性が低下する。したがって、シリコンは約１．０％以下に抑え、よ
り好ましい量として約０．８０％以下に抑えるが、好ましくは約０．７５％以下
に抑えるのが望ましい。
【００１３】 本合金は、約０．３０％以下の硫黄を含有する場合もある。これは、マンガン
を多く含む硫化物を生成することで上記のように本合金の被切削性を高めるため
である。そのためには、少なくとも約０．０６％の硫黄が効果的であることは判
明している。被切削性を向上させるに十分な硫化物を生成するには、本合金でＭ
ｎ対Ｓ比（Ｍｎ：Ｓ）が少なくとも約２：１〜４：１、好ましくは約２．５：１
〜３．５：１となるようにマンガンと硫黄のそれぞれの量を選択する。硫黄は本
合金の靱性を低下させるため、被切削性の高められた本合金では硫黄を約０．３
０％以下に抑える。高い被切削性が不要である場合、硫黄は可能な限り少なくす
る。したがって、本合金を再硫化しないなら、硫黄は約０．０６％以下に抑え、
より好ましい量としては約０．０３０％以下に抑えるが、好ましくは約０．０２
０％以下に抑えるのが望ましい。
を多く含む硫化物を生成することで上記のように本合金の被切削性を高めるため
である。そのためには、少なくとも約０．０６％の硫黄が効果的であることは判
明している。被切削性を向上させるに十分な硫化物を生成するには、本合金でＭ
ｎ対Ｓ比（Ｍｎ：Ｓ）が少なくとも約２：１〜４：１、好ましくは約２．５：１
〜３．５：１となるようにマンガンと硫黄のそれぞれの量を選択する。硫黄は本
合金の靱性を低下させるため、被切削性の高められた本合金では硫黄を約０．３
０％以下に抑える。高い被切削性が不要である場合、硫黄は可能な限り少なくす
る。したがって、本合金を再硫化しないなら、硫黄は約０．０６％以下に抑え、
より好ましい量としては約０．０３０％以下に抑えるが、好ましくは約０．０２
０％以下に抑えるのが望ましい。
【００１４】 本合金は、焼き入れ性を高めるために、少なくとも３．７％のクロムを含有す
る。その目的のために、好ましくはクロムを少なくとも約４．０％とし、より好
ましい量としては少なくとも約４．２５％とする。クロムは、利用可能なカ−ボ
ンと結合してクロムカ−バイドを生成する。その際、カ−ボンの合金を消費する
。このようなカ−ボンの消費によってΔＣの値は増加する傾向にあり、その結果
、本合金の硬度と靱性が低下する。したがって、本合金ではクロムを約５．０％
以下に抑える。
る。その目的のために、好ましくはクロムを少なくとも約４．０％とし、より好
ましい量としては少なくとも約４．２５％とする。クロムは、利用可能なカ−ボ
ンと結合してクロムカ−バイドを生成する。その際、カ−ボンの合金を消費する
。このようなカ−ボンの消費によってΔＣの値は増加する傾向にあり、その結果
、本合金の硬度と靱性が低下する。したがって、本合金ではクロムを約５．０％
以下に抑える。
【００１５】 本合金は、常温硬度と高温硬度の両方を高めるために、コバルトを含有する。
そのため、本合金は少なくとも約６％、より好ましくは少なくとも約７％、好ま
しくは少なくとも約７．５％のコバルトを含有する。コバルトが多いと、本合金
の靱性は低下する恐れがある。したがって、本合金のコバルトは約１２％以下、
より好ましい量として約１１％以下に抑えるが、好ましくは約１０．５％以下に
抑えるのが望ましい。
そのため、本合金は少なくとも約６％、より好ましくは少なくとも約７％、好ま
しくは少なくとも約７．５％のコバルトを含有する。コバルトが多いと、本合金
の靱性は低下する恐れがある。したがって、本合金のコバルトは約１２％以下、
より好ましい量として約１１％以下に抑えるが、好ましくは約１０．５％以下に
抑えるのが望ましい。
【００１６】 本合金は、二次硬度、耐摩耗性および高温硬度を高めるために、少なくとも約
１２．０％のタングステンを含有する。タングステンが少ないと、ΔＣは負の小
さい値となり、そのため本合金の硬度と靱性が低下する。したがって、本合金は
好ましくは少なくとも約１２．２５％、より好ましくは少なくとも約１２．５％
のタングステンを含有する。タングステンが多いと、ΔＣは正の大きい値となり
、そのため本合金の硬度が低下する。したがって、本合金のタングステンは１３
．５％以下に抑える。
１２．０％のタングステンを含有する。タングステンが少ないと、ΔＣは負の小
さい値となり、そのため本合金の硬度と靱性が低下する。したがって、本合金は
好ましくは少なくとも約１２．２５％、より好ましくは少なくとも約１２．５％
のタングステンを含有する。タングステンが多いと、ΔＣは正の大きい値となり
、そのため本合金の硬度が低下する。したがって、本合金のタングステンは１３
．５％以下に抑える。
【００１７】 バナジウムは、本合金に固有の焼き戻し抵抗と二次硬化応答性を高める。バナ
ジウムは、利用可能なカ−ボンと結合してバナジウムカ−バイドを生成し、これ
は、本合金の耐摩耗性を高める。また、バナジウムカ−バイドは結晶粒界の固定
によるオ−ステナイト化熱処理の過程において本合金の粒度を調整するのにも役
立つ。これらの理由により、本合金は少なくとも約４．５％のバナジウムを含有
する。少なくとも約５．０％のバナジウムを含有し、ΔＣが前記範囲内に収まっ
ているとき、本合金に固有の高い硬度レベルにおいて本合金の靱性は予想以上に
改善されることが判明した。バナジウムが多いと、本合金の硬度と靱性が低下す
る。言い換えれば、過度のバナジウムにより脆弱になる恐れがある。また、バナ
ジウムが本合金のカ−ボンと適切に釣り合っていず、バナジウムと結合するカ−
ボンが不足すると、本合金の硬度は低下する。したがって、バナジウムは約７．
５％以下、より好ましくは約７．０％以下に抑えるが、好ましくは約６．５％以
下に抑えるのが望ましい。
ジウムは、利用可能なカ−ボンと結合してバナジウムカ−バイドを生成し、これ
は、本合金の耐摩耗性を高める。また、バナジウムカ−バイドは結晶粒界の固定
によるオ−ステナイト化熱処理の過程において本合金の粒度を調整するのにも役
立つ。これらの理由により、本合金は少なくとも約４．５％のバナジウムを含有
する。少なくとも約５．０％のバナジウムを含有し、ΔＣが前記範囲内に収まっ
ているとき、本合金に固有の高い硬度レベルにおいて本合金の靱性は予想以上に
改善されることが判明した。バナジウムが多いと、本合金の硬度と靱性が低下す
る。言い換えれば、過度のバナジウムにより脆弱になる恐れがある。また、バナ
ジウムが本合金のカ−ボンと適切に釣り合っていず、バナジウムと結合するカ−
ボンが不足すると、本合金の硬度は低下する。したがって、バナジウムは約７．
５％以下、より好ましくは約７．０％以下に抑えるが、好ましくは約６．５％以
下に抑えるのが望ましい。
【００１８】 本合金は、タングステンの一部の代わりとして少量のモリブデンを含有するこ
ともある。好ましくはモリブデンは１．０％以下に抑えられる。これが多いとΔ
Ｃは正の大きい値となり、本合金の硬度が低下するからである。
ともある。好ましくはモリブデンは１．０％以下に抑えられる。これが多いとΔ
Ｃは正の大きい値となり、本合金の硬度が低下するからである。
【００１９】 本合金の残部は、鉄ならびに本合金と同様の目的を持った汎用品の高速度工具
鋼合金において一般に少量含まれる不純物である。具体的に言うと、本合金にお
けるニッケルと銅の量は、高温オ−ステナイト化熱処理の後に本合金中にある残
留オ−ステナイトの量を最小にするように制限される。本合金は最大０．７５％
のニッケルまたは最大０．７５％の銅を含有できるが、両方を含有するとき、総
量は約０．７５％以下に抑える。好ましくは、合金中のニッケルと銅は約０．５
０％である。本合金は、最大約０．１％のマグネシウムと最大約０．１％のチタ
ニウムを含有できる。さらに、本合金が窒素ガスによって霧化されるとき、窒素
を含有することもある。ただし、約０．１２％以下、好ましくは約０．０８％以
下の窒素を、窒素により霧化された本合金の金属粉末に含めることが要求される
。燐は約０．０３０％以下に抑える。
鋼合金において一般に少量含まれる不純物である。具体的に言うと、本合金にお
けるニッケルと銅の量は、高温オ−ステナイト化熱処理の後に本合金中にある残
留オ−ステナイトの量を最小にするように制限される。本合金は最大０．７５％
のニッケルまたは最大０．７５％の銅を含有できるが、両方を含有するとき、総
量は約０．７５％以下に抑える。好ましくは、合金中のニッケルと銅は約０．５
０％である。本合金は、最大約０．１％のマグネシウムと最大約０．１％のチタ
ニウムを含有できる。さらに、本合金が窒素ガスによって霧化されるとき、窒素
を含有することもある。ただし、約０．１２％以下、好ましくは約０．０８％以
下の窒素を、窒素により霧化された本合金の金属粉末に含めることが要求される
。燐は約０．０３０％以下に抑える。
【００２０】 本合金は、高速度工具鋼を製造するための従来のいかなるプロセスによっても
製造可能である。好ましくは、粉末冶金技法によって製造するのが望ましい。例
えば、金属粉末を得るには、好ましくは窒素ガスによってヒ−トを溶解、霧化す
るのが望ましい。この金属粉末は所望のメッシュサイズで選別し、ブレンドし、
焼結させて十分な密度のビレットやその他の形状とする。焼結処理は、熱間等方
加圧、高速等方加圧または同時圧縮・還元など、周知のいかなるプロセスによっ
ても実行可能である。その結果得られた焼結体には、加圧鍛造、回転鍛造、圧延
などによる金属加工が施される。
製造可能である。好ましくは、粉末冶金技法によって製造するのが望ましい。例
えば、金属粉末を得るには、好ましくは窒素ガスによってヒ−トを溶解、霧化す
るのが望ましい。この金属粉末は所望のメッシュサイズで選別し、ブレンドし、
焼結させて十分な密度のビレットやその他の形状とする。焼結処理は、熱間等方
加圧、高速等方加圧または同時圧縮・還元など、周知のいかなるプロセスによっ
ても実行可能である。その結果得られた焼結体には、加圧鍛造、回転鍛造、圧延
などによる金属加工が施される。
【００２１】
本発明による合金に固有の特性の組合せを明示するために、１１個の実験用ヒ−
トを作成した。各ヒ−トの組成の重量パ−セントを以下の表２に示す。各ケ−ス
の残部は鉄と通常の不純物である。
トを作成した。各ヒ−トの組成の重量パ−セントを以下の表２に示す。各ケ−ス
の残部は鉄と通常の不純物である。
【００２２】
【表２】
【００２３】 例１〜６は本発明の適用範囲に入る合金であり、ヒ−トＡ〜Ｅは比較対象の合
金である。公称３００ｌｂ（１３６ｋｇ）のヒ−トを窒素ガスの分圧で誘導溶解
してから、窒素ガスで霧化した。その結果得られた各ヒ−トの金属粉末を４０メ
ッシュで選別、ブレンドしてから、周囲８インチｘ長さ２３インチ（２０．３ｃ
ｍｘ５８．４ｃｍ）の軟鋼カンに充填した。軟鋼カンについては、４００°Ｆ（
７０３℃）において真空中でガス抜きを行い、次に２０５０°Ｆ（１１２１℃）
の温度において４〜５時間かけて１５ｋｓｉ（１０３．４ＭＰａ）の熱間等方加
圧（ＨＩＰ）を実施した。
金である。公称３００ｌｂ（１３６ｋｇ）のヒ−トを窒素ガスの分圧で誘導溶解
してから、窒素ガスで霧化した。その結果得られた各ヒ−トの金属粉末を４０メ
ッシュで選別、ブレンドしてから、周囲８インチｘ長さ２３インチ（２０．３ｃ
ｍｘ５８．４ｃｍ）の軟鋼カンに充填した。軟鋼カンについては、４００°Ｆ（
７０３℃）において真空中でガス抜きを行い、次に２０５０°Ｆ（１１２１℃）
の温度において４〜５時間かけて１５ｋｓｉ（１０３．４ＭＰａ）の熱間等方加
圧（ＨＩＰ）を実施した。
【００２４】 このようにＨＩＰ処理された軟鋼カンは、２１００°Ｆ（１１４９℃）の鍛造
温度によって５ １／２インチ（１４ｃｍ）の二重八角形のビレットに変形した
。これらのビレットについては、バ−ミキュライト冷却を行い、１４００°Ｆ（
７６０℃）で６時間かけて応力除去を行ってから、空冷を実行した。応力除去を
したビレットは、２１００°Ｆ（１１４９℃）の鍛造温度で回転鍛造によって４
インチ（１０．２ｃｍ）の丸棒に変形した。このように鍛造された丸棒について
は、１４００°Ｆ（７６０℃）で４時間かけて応力除去を行ってから、空冷を実
行した。これらの丸棒は、１６１６°Ｆ（８８０℃）で８時間かけて焼きなまし
、１８°Ｆ／時（１０℃／時）の冷却速度で１２０２°Ｆ（６５０℃）まで冷却
した後、炉冷した。
温度によって５ １／２インチ（１４ｃｍ）の二重八角形のビレットに変形した
。これらのビレットについては、バ−ミキュライト冷却を行い、１４００°Ｆ（
７６０℃）で６時間かけて応力除去を行ってから、空冷を実行した。応力除去を
したビレットは、２１００°Ｆ（１１４９℃）の鍛造温度で回転鍛造によって４
インチ（１０．２ｃｍ）の丸棒に変形した。このように鍛造された丸棒について
は、１４００°Ｆ（７６０℃）で４時間かけて応力除去を行ってから、空冷を実
行した。これらの丸棒は、１６１６°Ｆ（８８０℃）で８時間かけて焼きなまし
、１８°Ｆ／時（１０℃／時）の冷却速度で１２０２°Ｆ（６５０℃）まで冷却
した後、炉冷した。
【００２５】 ロックウェル硬度試験用に、標準サイズの立方形試料を各ヒ−トの焼きなまし
済み丸棒から切り出した。立方形試料は、５分間だけ１６００°Ｆ（８７１℃）
の塩浴熱処理で予熱し、３分間だけ２２５０°Ｆ（１２３２℃）の塩浴熱処理で
オ−ステナイト化し、油冷却した。立法形試料の１つのグル−プを１０００°Ｆ
（５３８℃）で２時間だけ焼き戻し、もう１つのグル−プは１０２５°Ｆ（５５
２℃）で２時間だけ焼き戻した。焼き戻し後、すべての立法形試料を−１００°
Ｆ（−７３．３℃）で１時間かけて冷却し、次に常温となるまで空気中で暖めた
。最初のグル−プは１０００°Ｆ（５３８℃）で２時間＋２時間だけ焼き戻し、
２番目のグル−プは１０２５°Ｆ（５５２℃）で２時間＋２時間だけ焼き戻した
。
済み丸棒から切り出した。立方形試料は、５分間だけ１６００°Ｆ（８７１℃）
の塩浴熱処理で予熱し、３分間だけ２２５０°Ｆ（１２３２℃）の塩浴熱処理で
オ−ステナイト化し、油冷却した。立法形試料の１つのグル−プを１０００°Ｆ
（５３８℃）で２時間だけ焼き戻し、もう１つのグル−プは１０２５°Ｆ（５５
２℃）で２時間だけ焼き戻した。焼き戻し後、すべての立法形試料を−１００°
Ｆ（−７３．３℃）で１時間かけて冷却し、次に常温となるまで空気中で暖めた
。最初のグル−プは１０００°Ｆ（５３８℃）で２時間＋２時間だけ焼き戻し、
２番目のグル−プは１０２５°Ｆ（５５２℃）で２時間＋２時間だけ焼き戻した
。
【００２６】 オ−ステナイト化の温度として２２５０°Ｆ（１２３２℃）を選択したのは、
合金が既に量産可能な状態となってはいても、その組成を最適化するためである
。冷却処理と３回の焼き戻しを行ったのは、オ−ステナイト化後に合金中にある
残留オ−ステナイトの量を最小限度に抑えるためである。１０００°Ｆ（５３８
℃）の焼き戻し温度は本合金の硬度を最高にするために選択したのであり、１０
２５°Ｆ（５５２℃）の焼き戻し温度は多少低めの硬度レベルで本合金の靱性を
高めるために選択したのである。
合金が既に量産可能な状態となってはいても、その組成を最適化するためである
。冷却処理と３回の焼き戻しを行ったのは、オ−ステナイト化後に合金中にある
残留オ−ステナイトの量を最小限度に抑えるためである。１０００°Ｆ（５３８
℃）の焼き戻し温度は本合金の硬度を最高にするために選択したのであり、１０
２５°Ｆ（５５２℃）の焼き戻し温度は多少低めの硬度レベルで本合金の靱性を
高めるために選択したのである。
【００２７】 上記のように焼き戻した各ヒ−トの試料に対する常温硬度試験の結果を以下の
表３に示す。これは、ロックウェルＣスケ−ル（ＨＲＣ）単位のデ−タであり、
各試料ごとに５回行った記録の平均値である。
表３に示す。これは、ロックウェルＣスケ−ル（ＨＲＣ）単位のデ−タであり、
各試料ごとに５回行った記録の平均値である。
【００２８】
【表３】
【００２９】 高温硬度試験のために、１インチｘ２インチｘ３インチ（２．５ｃｍｘ５．１
ｃｍｘ７．６ｃｍ）の試験用サンプルを各ヒ−トの焼きなまし済み丸棒から切り
出した。これらのサンプルについて、常温硬度試験の場合と同じ熱処理によって
焼き入れ、焼き戻しを行った。ただし、この高温硬度試験の試料は１０２５°Ｆ
（５５２℃）のみで焼き戻している。以下の表４に、各サンプルに対する高温硬
度試験の結果を示す。硬度の値は、試料の温度を１０００°Ｆ（５３８℃）に維
持しているときに測定した。この場合、高温硬度試験はＢｒｉｎｅｌｌ硬度試験
であり、Ｂｒｉｎｅｌｌ硬度の値をＨＲＣに換算している。試験結果は、ロック
ウェルＣスケ−ル（ＨＲＣ）単位のデ−タであり、各試料ごとに２回行った記録
の平均値である。
ｃｍｘ７．６ｃｍ）の試験用サンプルを各ヒ−トの焼きなまし済み丸棒から切り
出した。これらのサンプルについて、常温硬度試験の場合と同じ熱処理によって
焼き入れ、焼き戻しを行った。ただし、この高温硬度試験の試料は１０２５°Ｆ
（５５２℃）のみで焼き戻している。以下の表４に、各サンプルに対する高温硬
度試験の結果を示す。硬度の値は、試料の温度を１０００°Ｆ（５３８℃）に維
持しているときに測定した。この場合、高温硬度試験はＢｒｉｎｅｌｌ硬度試験
であり、Ｂｒｉｎｅｌｌ硬度の値をＨＲＣに換算している。試験結果は、ロック
ウェルＣスケ−ル（ＨＲＣ）単位のデ−タであり、各試料ごとに２回行った記録
の平均値である。
【００３０】
【表４】
【００３１】 高速度工具用素材として機械工具業界のさらに厳しい条件を満たすには、高速
度工具鋼合金で少なくとも約７０ＨＲＣの硬度を要求される。実際の場合、テス
トブロックのばらつきや所望の硬度レベルにおける周知の試験用機械の精度を考
慮すれば、約６９．５ＨＲＣの硬度でも問題はないと見なされる。表３のデ−タ
を見れば、本発明による合金の例１〜６は各焼き戻し温度で所望の常温硬度レベ
ルを達成しているが、ヒ−トＡ〜Ｅが所望の硬度レベルを達成していないことは
明らかである。表４のデ−タを見れば、本発明による合金の例はすべて６０ＨＲ
Ｃを越える高温硬度を達成しているが、比較対象のヒ−トのうちにはそうでない
ものもあることが分かる。
度工具鋼合金で少なくとも約７０ＨＲＣの硬度を要求される。実際の場合、テス
トブロックのばらつきや所望の硬度レベルにおける周知の試験用機械の精度を考
慮すれば、約６９．５ＨＲＣの硬度でも問題はないと見なされる。表３のデ−タ
を見れば、本発明による合金の例１〜６は各焼き戻し温度で所望の常温硬度レベ
ルを達成しているが、ヒ−トＡ〜Ｅが所望の硬度レベルを達成していないことは
明らかである。表４のデ−タを見れば、本発明による合金の例はすべて６０ＨＲ
Ｃを越える高温硬度を達成しているが、比較対象のヒ−トのうちにはそうでない
ものもあることが分かる。
【００３２】 本発明による合金には、もう１つの重要な側面がある。本合金に固有の極めて
高い硬度レベルにおいても靱性が受け入れられることである。本合金の優れた靱
性を実証するために、各ヒ−トの丸棒から切り出した、標準のノッチなしＩｚｏ
ｄ試験サンプルについてＩｚｏｄ試験を行った。試験サンプルの切断は縦方向で
ある。Ｉｚｏｄ試験サンプルは、上述した常温硬度試験の試料と同じやり方で焼
き入れ、焼き戻した。その後で、各試験サンプルの硬度を測定した。
高い硬度レベルにおいても靱性が受け入れられることである。本合金の優れた靱
性を実証するために、各ヒ−トの丸棒から切り出した、標準のノッチなしＩｚｏ
ｄ試験サンプルについてＩｚｏｄ試験を行った。試験サンプルの切断は縦方向で
ある。Ｉｚｏｄ試験サンプルは、上述した常温硬度試験の試料と同じやり方で焼
き入れ、焼き戻した。その後で、各試験サンプルの硬度を測定した。
【００３３】 表５Ａと表５Ｂは、常温試験の結果として、各試験試料のロックウェル硬度（
ＨＲＣ）とｆｔ−ｌｂｓ（Ｊ）単位のＩｚｏｄ耐衝撃性を示している。表５Ａは
１０００°Ｆ（５３８℃）で焼き戻した試料の試験結果であり、表５Ｂは１０２
５°Ｆ（５５２℃）で焼き戻した試料の試験結果である。ここでは、各合金の３
個の試料について試験を行い、それぞれの耐衝撃性の試験結果をそれらの平均と
共に示してある。Ｉｚｏｄ試験では測定値に相当なバラツキが出ることもあるの
で、試験結果の比較には平均値の方が適している。
ＨＲＣ）とｆｔ−ｌｂｓ（Ｊ）単位のＩｚｏｄ耐衝撃性を示している。表５Ａは
１０００°Ｆ（５３８℃）で焼き戻した試料の試験結果であり、表５Ｂは１０２
５°Ｆ（５５２℃）で焼き戻した試料の試験結果である。ここでは、各合金の３
個の試料について試験を行い、それぞれの耐衝撃性の試験結果をそれらの平均と
共に示してある。Ｉｚｏｄ試験では測定値に相当なバラツキが出ることもあるの
で、試験結果の比較には平均値の方が適している。
【００３４】
【表５Ａ】
【００３５】
【表５Ｂ】
【００３６】 本発明による合金のように硬質の高速度工具鋼合金で受け入れられる靱性をＩ
ｚｏｄ耐衝撃性の値で示すと、１０００°Ｆ（５３８℃）で焼き戻した素材の場
合は少なくとも６ｆｔ−ｌｂｓ（８．１Ｊ）、または１０２５°Ｆ（５５２℃）
で焼き戻した素材の場合は少なくとも７ｆｔ−ｌｂｓ（９．５Ｊ）である。これ
らの閾値は周知の高速度工具鋼合金の耐衝撃性レベルより多少低いが、周知の合
金は本発明による合金ほど高い硬度を備えてはいないことに注意する必要がある
。また、これらの閾値は、非常に硬度の高い超硬工具用素材の靱性より格段に優
れている。１０２５°Ｆ（５５２℃）による焼き戻し後で高速度工具鋼合金の持
つ靱性は極めて重要である。なぜならば、たいていの工具製造業者は商品化のた
めに、焼き戻し温度として少なくとも１０２５°Ｆ（５５２℃）を使って工具の
靱性と作業温度を高めようとするからである。
ｚｏｄ耐衝撃性の値で示すと、１０００°Ｆ（５３８℃）で焼き戻した素材の場
合は少なくとも６ｆｔ−ｌｂｓ（８．１Ｊ）、または１０２５°Ｆ（５５２℃）
で焼き戻した素材の場合は少なくとも７ｆｔ−ｌｂｓ（９．５Ｊ）である。これ
らの閾値は周知の高速度工具鋼合金の耐衝撃性レベルより多少低いが、周知の合
金は本発明による合金ほど高い硬度を備えてはいないことに注意する必要がある
。また、これらの閾値は、非常に硬度の高い超硬工具用素材の靱性より格段に優
れている。１０２５°Ｆ（５５２℃）による焼き戻し後で高速度工具鋼合金の持
つ靱性は極めて重要である。なぜならば、たいていの工具製造業者は商品化のた
めに、焼き戻し温度として少なくとも１０２５°Ｆ（５５２℃）を使って工具の
靱性と作業温度を高めようとするからである。
【００３７】 表５Ａと表５Ｂのデ−タ全体について言えば、本発明による合金は他の合金の
ヒ−トより硬度および靱性の組合せの点で優れていることが分かる。表５Ａでは
、例１、２および５がＩｚｏｄ耐衝撃性は最低６ｆｔ−ｌｂ（８．１Ｊ）という
条件を比較対象のヒ−トＡ〜Ｄより遙かに高い硬度レベルにおいて満たしている
。高い硬度は高速度工具用素材の基本的な特性として要求されるので、例３、４
および６は、靱性がそれほど重要視されない工具を製造する場合では受け入れら
れる合金であろう。ヒ−トＥは硬度と靱性の最低必要条件を満たしていない。表
５Ｂ表では、例１、２、３および４がＩｚｏｄ耐衝撃性は最低７ｆｔ−ｌｂ（９
．５Ｊ）という条件を比較対象のヒ−トＡとＢより遙かに高い硬度レベルにおい
て満たしている。ヒ−トＣ、ＤおよびＥは硬度と靱性の最低必要条件を満たして
いない。
ヒ−トより硬度および靱性の組合せの点で優れていることが分かる。表５Ａでは
、例１、２および５がＩｚｏｄ耐衝撃性は最低６ｆｔ−ｌｂ（８．１Ｊ）という
条件を比較対象のヒ−トＡ〜Ｄより遙かに高い硬度レベルにおいて満たしている
。高い硬度は高速度工具用素材の基本的な特性として要求されるので、例３、４
および６は、靱性がそれほど重要視されない工具を製造する場合では受け入れら
れる合金であろう。ヒ−トＥは硬度と靱性の最低必要条件を満たしていない。表
５Ｂ表では、例１、２、３および４がＩｚｏｄ耐衝撃性は最低７ｆｔ−ｌｂ（９
．５Ｊ）という条件を比較対象のヒ−トＡとＢより遙かに高い硬度レベルにおい
て満たしている。ヒ−トＣ、ＤおよびＥは硬度と靱性の最低必要条件を満たして
いない。
【００３８】 本明細書の用語と表現は、制限ではなく説明を目的としている。これらを使用
する際は、表示と説明の対象となる要素や特長の全体または一部と等価であるも
のを除外しようとする意図は一切ない。各種の変更は、本発明の適用範囲内にお
いて可能であることが認められている。
する際は、表示と説明の対象となる要素や特長の全体または一部と等価であるも
のを除外しようとする意図は一切ない。各種の変更は、本発明の適用範囲内にお
いて可能であることが認められている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デル コルソ，グレゴリ−，ジェイ． アメリカ合衆国，ペンシルベニア州 19608，シンキング スプリング，ア−ル ア−ル ナンバ−６ ボックス 335 ２ (72)発明者 ガ−ナ−，ハリソン，エイ．，ジュニア アメリカ合衆国，ペンシルベニア州 19520，エルバ−ソン，ベテスダ ロ−ド 302
Claims (30)
- 【請求項１】 固有の硬度および靱性の組合せを持つ工具鋼合金において、
前記合金を構成する基本的な各成分の重量パ−セントが、およそ： 重量％ Ｃ １．８５−２．３０ Ｍｎ ０．１５−１．０ Ｓｉ ０．１５−１．０ Ｐ 最大０．０３０ Ｓ ０−０．３０ Ｃｒ ３．７−５．０ Ｎｉ＋Ｃｕ 最大０．７５ Ｍｏ 最大１．０ Ｃｏ ６−１２ Ｗ １２．０−１３．５ Ｖ ４．５−７．５ であり、また、残部は実質的に鉄と通常の不純物であり、そのＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、
ＷおよびＶの各要素は以下の関係となるように調整され： −０．０５≦ΔＣ≦−０．４２ ここで、ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋
（０．２Ｖ））−Ｃである、合金。 - 【請求項２】 少なくとも約１．９０％のカ−ボンを含む、請求項１に記載
の工具鋼合金。 - 【請求項３】 少なくとも約４．０％のクロムを含む、請求項１に記載の工
具鋼合金。 - 【請求項４】 少なくとも約７％のコバルトを含む、請求項１に記載の工具
鋼合金。 - 【請求項５】 少なくとも約１２．２５％のタングステンを含む、請求項１
に記載の工具鋼合金。 - 【請求項６】 少なくとも約５．０％のバナジウムを含む、請求項１に記載
の工具鋼合金。 - 【請求項７】 少なくとも約０．０６％の硫黄を含む、請求項１に記載の工
具鋼合金。 - 【請求項８】 固有の硬度および靱性の組合せを持つ工具鋼合金において、
前記合金を構成する基本的な各成分の重量パ−セントは、およそ： 重量％ Ｃ １．９０−２．２０ Ｍｎ ０．１５−０．９０ Ｓｉ ０．５０−０．８０ Ｐ 最大０．０３０ Ｓ ０−０．３０ Ｃｒ ４．０−５．０ Ｎｉ＋Ｃｕ 最大０．５０ Ｍｏ 最大１．０ Ｃｏ ７−１１ Ｗ １２．２５−１３．５ Ｖ ５．０−７．０ であり、残部は実質的に鉄と通常の不純物であり、そのＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗおよ
びＶの各要素は以下の関係となるように調整され： −０．１０≦ΔＣ≦−０．３５ ここで、ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋
（０．２Ｖ））−Ｃである、合金。 - 【請求項９】 少なくとも約４．２５％のクロムを含む、請求項８に記載の
工具鋼合金。 - 【請求項１０】 少なくとも約７．５％のコバルトを含む、請求項８に記載
の工具鋼合金。 - 【請求項１１】 少なくとも約１２．５％のタングステンを含む、請求項８
に記載の工具鋼合金。 - 【請求項１２】 −０．１５≦ΔＣ≦−０．２５である、請求項８に記載の
工具鋼合金。 - 【請求項１３】 約０．０６％以下の硫黄を含む、請求項８に記載の工具鋼
合金。 - 【請求項１４】 固有の硬度および靱性の組合せを持つ工具鋼合金において
、前記合金を構成する基本的な各成分の重量比は、およそ： 重量％ Ｃ １．９０−２．２０ Ｍｎ ０．１５−０．９０ Ｓｉ ０．５５−０．７５ Ｐ 最大０．０３０ Ｓ ０−０．３０ Ｃｒ ４．２５−５．００ Ｎｉ＋Ｃｕ 最大０．５０ Ｍｏ 最大１．０ Ｃｏ ７．５−１０．５ Ｗ １２．５−１３．５ Ｖ ５．０−６．５ であり、残部は実質的に鉄と通常の不純物であり、そのＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗおよ
びＶの各要素は以下の関係となるように調整され： −０．１５≦ΔＣ≦−０．２５ ここで、ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋
（０．２Ｖ））−Ｃである、合金。 - 【請求項１５】 約０．０６％以下の硫黄を含む、請求項１４に記載の工具
鋼合金。 - 【請求項１６】 固有の硬度および靱性の組合せを持つ粉末冶金工具鋼鋼材
において、前記鋼材は焼結合金粉末で製造され、その各成分の重量パ−セントは
： 重量％ Ｃ １．８５−２．３０ Ｍｎ ０．１５−１．０ Ｓｉ ０．１５−１．０ Ｐ 最大０．０３０ Ｓ ０−０．３０ Ｃｒ ３．７−５．０ Ｎｉ＋Ｃｕ 最大０．７５ Ｍｏ 最大１．０ Ｃｏ ６−１２ Ｗ １２．０−１３．５ Ｖ ４．５−７．５ であり、残部は実質的に鉄と通常の不純物であり、そのＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗおよ
びＶの各要素は以下の関係となるように調整され： −０．０５≦ΔＣ≦−０．４２ ここで、ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋
（０．２Ｖ））−Ｃであり、本鋼材に対して熱処理を行うと、そのロックウェル
Ｃ硬度は少なくとも約６９．５となる、鋼材。 - 【請求項１７】 合金粉末が約１．９０〜２．２０％のカ−ボンを含む、請
求項１６に記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項１８】 合金粉末が約４．０〜５．０％のクロムを含む、請求項１
６に記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項１９】 合金粉末が約７〜１１％のコバルトを含む、請求項１６に
記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２０】 合金粉末が約１２．２５〜１３．５％のタングステンを含
む、請求項１６に記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２１】 合金粉末が約５．０〜７．０％のバナジウムを含む、請求
項１６に記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２２】 合金粉末が約０．０６％以下の硫黄を含む、請求項１６に
記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２３】 固有の硬度および靱性の組合せを持つ粉末冶金工具鋼鋼材
において、前記鋼材は焼結合金粉末で作成され、その各成分の重量パ−セントは
： 重量％ Ｃ １．９０−２．２０ Ｍｎ ０．１５−０．９０ Ｓｉ ０．５０−０．８０ Ｐ 最大０．０３０ Ｓ ０−０．３０ Ｃｒ ４．０−５．０ Ｎｉ＋Ｃｕ 最大０．５０ Ｍｏ 最大１．０ Ｃｏ ７−１１ Ｗ １２．２５−１３．５ Ｖ ５．０−７．０ であり、残部は実質的に鉄と通常の不純物であり、そのＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗおよ
びＶの各要素は以下の関係となるように調整され： −０．１０≦ΔＣ≦−０．３５ ここで、ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋
（０．２Ｖ））−Ｃであり、本鋼材に対して熱処理を行うと、そのロックウェル
Ｃ硬度は少なくとも約６９．５となる、鋼材。 - 【請求項２４】 合金粉末が約４．２５〜５．００％のクロムを含む、請求
項２３に記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２５】 合金粉末が約７．５〜１０．５％のコバルトを含む、請求
項２３に記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２６】 合金粉末が約１２．５〜１３．５％のタングステンを含む
、請求項２３に記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２７】 合金粉末が約５．０〜６．５％のバナジウムを含む、請求
項２３に記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２８】 合金粉末が約０．０６％以下の硫黄を含む、請求項２３に
記載の工具鋼鋼材。 - 【請求項２９】 固有の硬度および靱性の組合せを持つ粉末冶金工具鋼鋼材
において、前記鋼材は焼結合金粉末で製造され、その各成分の重量パ−セントは
： 重量％ Ｃ １．９０−２．２０ Ｍｎ ０．１５−０．９０ Ｓｉ ０．５５−０．７５ Ｐ 最大０．０３０ Ｓ ０−０．３０ Ｃｒ ４．２５−５．００ Ｎｉ＋Ｃｕ 最大０．５０ Ｍｏ 最大１．０ Ｃｏ ７．５−１０．５ Ｗ １２．２５−１３．５ Ｖ ５．０−６．５ であり、残部は実質的に鉄と通常の不純物であり、そのＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗおよ
びＶの各要素は以下の関係となるように調整され： −０．１５≦ΔＣ≦−０．２５ ここで、ΔＣ＝（（０．０３３Ｗ）＋（０．０６３Ｍｏ）＋（０．０６Ｃｒ）＋
（０．２Ｖ））−Ｃであり、本鋼材に対して熱処理を行うと、そのロックウェル
Ｃ硬度は少なくとも約６９．５となる、鋼材。 - 【請求項３０】 約０．０６％以下の硫黄を含む合金粉末から成る、請求項
２９に記載の工具鋼鋼材
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