JP2003055734A - 被削性に優れたオーステナイト工具鋼及びオーステナイト工具の製造方法 - Google Patents
被削性に優れたオーステナイト工具鋼及びオーステナイト工具の製造方法Info
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- JP2003055734A JP2003055734A JP2001244846A JP2001244846A JP2003055734A JP 2003055734 A JP2003055734 A JP 2003055734A JP 2001244846 A JP2001244846 A JP 2001244846A JP 2001244846 A JP2001244846 A JP 2001244846A JP 2003055734 A JP2003055734 A JP 2003055734A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金型形状に加工する際の加工性が良好であり、
尚且つ部分的な過冷（サブゼロ）処理によって切り刃等
の所要部分に工具として必要な硬さを発現させることが
でき、従って硬さを出すための焼入焼戻し処理及びこれ
に伴う歪みの除去のための精加工を不要となし得て、金
型製造のための工程を簡略化でき、コストも安価となし
得る工具鋼を提供する。 【解決手段】工具鋼を重量％でC：0.6〜2.0％，Si：≦
3.0％，Mn：0.2〜15.0％，Cr：0.2〜10.0％，Ni：0.2〜
10.0％，2Mo+W：0.1〜4.0％，S：0.02〜0.4％残部実質
的にFeの組成を有し且つオーステナイト化温度から冷却
後の常温状態でオーステナイト量が８０％以上のオース
テナイト工具鋼となす。
尚且つ部分的な過冷（サブゼロ）処理によって切り刃等
の所要部分に工具として必要な硬さを発現させることが
でき、従って硬さを出すための焼入焼戻し処理及びこれ
に伴う歪みの除去のための精加工を不要となし得て、金
型製造のための工程を簡略化でき、コストも安価となし
得る工具鋼を提供する。 【解決手段】工具鋼を重量％でC：0.6〜2.0％，Si：≦
3.0％，Mn：0.2〜15.0％，Cr：0.2〜10.0％，Ni：0.2〜
10.0％，2Mo+W：0.1〜4.0％，S：0.02〜0.4％残部実質
的にFeの組成を有し且つオーステナイト化温度から冷却
後の常温状態でオーステナイト量が８０％以上のオース
テナイト工具鋼となす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷間金型，熱間
金型，プラスチック成形用金型，耐衝撃工具等の各種工
具に適用可能で短期間，低コストで工具の製造が可能な
被削性に優れたオーステナイト工具鋼及びこれを用いた
オーステナイト工具の製造方法に関する。
金型，プラスチック成形用金型，耐衝撃工具等の各種工
具に適用可能で短期間，低コストで工具の製造が可能な
被削性に優れたオーステナイト工具鋼及びこれを用いた
オーステナイト工具の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
この種金型等の工具を製造する場合、焼鈍し状態の鋼材
（工具鋼）を金型等の工具形状に切削加工し、その後に
焼入焼戻し処理を行った上で、歪み取りのための精加工
を行っていた。ここで焼入焼戻し処理を行うのは、鋼材
の組織を十分にマルテンサイト化して工具として必要な
硬さを発現させるためであるが、このような焼入焼戻し
処理を行うとその熱処理によって歪みが発生するのが避
けられない。そこでこのような熱処理後において歪み取
りのための精加工を行い、工具として必要な形状寸法出
しを行う。
この種金型等の工具を製造する場合、焼鈍し状態の鋼材
（工具鋼）を金型等の工具形状に切削加工し、その後に
焼入焼戻し処理を行った上で、歪み取りのための精加工
を行っていた。ここで焼入焼戻し処理を行うのは、鋼材
の組織を十分にマルテンサイト化して工具として必要な
硬さを発現させるためであるが、このような焼入焼戻し
処理を行うとその熱処理によって歪みが発生するのが避
けられない。そこでこのような熱処理後において歪み取
りのための精加工を行い、工具として必要な形状寸法出
しを行う。
【０００３】しかしながらこのような工程を経て工具の
製造を行った場合、焼入焼戻し処理と、その後の精加工
が必要となって工具の製造工程数が多くなり、工具の製
造能率が低くなるとともに加工時間も長くなって、コス
トの増大を招く。
製造を行った場合、焼入焼戻し処理と、その後の精加工
が必要となって工具の製造工程数が多くなり、工具の製
造能率が低くなるとともに加工時間も長くなって、コス
トの増大を招く。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために案出されたものである。而して請求項
１は、オーステナイト工具鋼に係るもので、重量％で、
C：0.6〜2.0％， Si：≦3.0％，Mn：0.2〜15.0％，Cr：
0.2〜10.0％，Ni：0.2〜10.0％，2Mo+W：0.1〜4.0％，
S：0.02〜0.4％，残部実質的にFeの組成を有し、且つオ
ーステナイト化温度から冷却後の常温状態でオーステナ
イト量が８０％以上であることを特徴とする。
を解決するために案出されたものである。而して請求項
１は、オーステナイト工具鋼に係るもので、重量％で、
C：0.6〜2.0％， Si：≦3.0％，Mn：0.2〜15.0％，Cr：
0.2〜10.0％，Ni：0.2〜10.0％，2Mo+W：0.1〜4.0％，
S：0.02〜0.4％，残部実質的にFeの組成を有し、且つオ
ーステナイト化温度から冷却後の常温状態でオーステナ
イト量が８０％以上であることを特徴とする。
【０００５】請求項２のものは、請求項１において重量
％で、Co：0.2〜10.0％，V：0.05〜3.0％，Nb：0.02〜
2.0％，Ta：0.02〜2.0％，Ti：0.02〜2.0％の１種又は
２種以上を更に含有していることを特徴とする。
％で、Co：0.2〜10.0％，V：0.05〜3.0％，Nb：0.02〜
2.0％，Ta：0.02〜2.0％，Ti：0.02〜2.0％の１種又は
２種以上を更に含有していることを特徴とする。
【０００６】請求項３のものは、請求項１，２の何れか
において重量％で、Ca：0.0002〜0.02％，Te：0.005〜
0.05％，Pb：0.05〜0.5％，Bi：0.015〜0.15％，Se：0.
005〜0.20％，Zr：0.005〜0.05％，REM：≦0.01％の１
種又は２種以上を更に含有していることを特徴とする。
において重量％で、Ca：0.0002〜0.02％，Te：0.005〜
0.05％，Pb：0.05〜0.5％，Bi：0.015〜0.15％，Se：0.
005〜0.20％，Zr：0.005〜0.05％，REM：≦0.01％の１
種又は２種以上を更に含有していることを特徴とする。
【０００７】請求項４は、オーステナイトナイト工具の
製造方法に係るもので、請求項１〜３の何れかのオース
テナイト工具鋼を工具形状に加工した後表層部分を過冷
処理等して切り刃の部分を部分的にマルテンサイト化
し、硬化させることを特徴とする。
製造方法に係るもので、請求項１〜３の何れかのオース
テナイト工具鋼を工具形状に加工した後表層部分を過冷
処理等して切り刃の部分を部分的にマルテンサイト化
し、硬化させることを特徴とする。
【０００８】
【作用及び発明の効果】以上のように本発明は工具鋼
を、オーステナイト化温度から冷却後の常温状態でオー
ステナイト量を８０％以上含むオーステナイト工具鋼と
して組成したもので、このオーステナイト工具鋼の場
合、軟らかい状態で必要な工具形状に切削加工すること
ができ、その後において表層部をサブゼロ処理等過冷処
理したりショットピーニング処理したりすることで、切
り刃部等の所要部分を部分的にマルテンサイト化させ、
工具として必要な硬さを発現させることができる（請求
項４）。
を、オーステナイト化温度から冷却後の常温状態でオー
ステナイト量を８０％以上含むオーステナイト工具鋼と
して組成したもので、このオーステナイト工具鋼の場
合、軟らかい状態で必要な工具形状に切削加工すること
ができ、その後において表層部をサブゼロ処理等過冷処
理したりショットピーニング処理したりすることで、切
り刃部等の所要部分を部分的にマルテンサイト化させ、
工具として必要な硬さを発現させることができる（請求
項４）。
【０００９】この場合、従来のように工具形状に加工し
た後において工具全体を焼入焼戻し処理してマルテンサ
イト変態させた場合のように歪みを多く発生させるとい
ったことがなく、従ってその後の歪み取りのための精加
工を省略し得て、工具製造に必要な工程数を少なくで
き、金型等の工具を短期間で安価に且つ高精度で製造可
能となる。
た後において工具全体を焼入焼戻し処理してマルテンサ
イト変態させた場合のように歪みを多く発生させるとい
ったことがなく、従ってその後の歪み取りのための精加
工を省略し得て、工具製造に必要な工程数を少なくで
き、金型等の工具を短期間で安価に且つ高精度で製造可
能となる。
【００１０】但し本発明において、常温で切削加工する
際に削り易い硬さであるＨＲＣ４５以下とするために
は、オーステナイトを８０％以上の量で存在した状態と
しておくことが必要である。オーステナイト量がこれよ
りも少ないと材料が硬すぎて切削加工を良好に行えなく
なってしまう。本発明でオーステナイト量を８０％以上
と規定しているのは、この理由による。
際に削り易い硬さであるＨＲＣ４５以下とするために
は、オーステナイトを８０％以上の量で存在した状態と
しておくことが必要である。オーステナイト量がこれよ
りも少ないと材料が硬すぎて切削加工を良好に行えなく
なってしまう。本発明でオーステナイト量を８０％以上
と規定しているのは、この理由による。
【００１１】尚、常温でオーステナイト量を８０％以上
とするためには以下の式で表されるＭｓ点（マルテンサ
イト変態開始温度）を150℃以下としておくことが望ま
しい（より望ましくは室温以下）。 Ｍｓ点＝545-330C+2Al+7Co-14Cr-13Cu-23Mn-5Mo-4Nb-13Ni-7Si+3Ti+4V （各合金元素は重量％）・・・（式１）
とするためには以下の式で表されるＭｓ点（マルテンサ
イト変態開始温度）を150℃以下としておくことが望ま
しい（より望ましくは室温以下）。 Ｍｓ点＝545-330C+2Al+7Co-14Cr-13Cu-23Mn-5Mo-4Nb-13Ni-7Si+3Ti+4V （各合金元素は重量％）・・・（式１）
【００１２】本発明のオーステナイト工具鋼では、オー
ステナイト量を多くすることで切削加工の際の硬さは低
くなるが、その量が９５％を超えると、冷却前のオース
テナイト化温度での加熱の際、加熱温度を高くしなけれ
ばならず、これにより結晶粒が粗大化してしまう。この
意味でオーステナイト量は９５％以下としておくことが
望ましい。
ステナイト量を多くすることで切削加工の際の硬さは低
くなるが、その量が９５％を超えると、冷却前のオース
テナイト化温度での加熱の際、加熱温度を高くしなけれ
ばならず、これにより結晶粒が粗大化してしまう。この
意味でオーステナイト量は９５％以下としておくことが
望ましい。
【００１３】ところで、本発明に従ってオーステナイト
量を多量に存在させた場合、硬さは低くなるものの切削
加工の際の加工硬化が大きくなるといった問題が生ず
る。而して加工硬化の程度が大きくなれば被削性が低下
してしまう。ここにおいて本発明では快削成分としてS
を所定量含有させてあるため、良好な被削性を確保する
ことができる。
量を多量に存在させた場合、硬さは低くなるものの切削
加工の際の加工硬化が大きくなるといった問題が生ず
る。而して加工硬化の程度が大きくなれば被削性が低下
してしまう。ここにおいて本発明では快削成分としてS
を所定量含有させてあるため、良好な被削性を確保する
ことができる。
【００１４】尚、本発明ではCo,V,Nb,Ta,Tiの１種又は
２種以上を上記所定範囲で含有させることができる（請
求項２）。更にまたCa,Te,Pb,Bi,Se,Zr,REMの１種又は
２種以上を上記所定範囲で含有させておくことができる
（請求項３）。
２種以上を上記所定範囲で含有させることができる（請
求項２）。更にまたCa,Te,Pb,Bi,Se,Zr,REMの１種又は
２種以上を上記所定範囲で含有させておくことができる
（請求項３）。
【００１５】次に本発明における各化学成分の限定理由
を以下に詳述する。 C:0.6〜2.0％ Cは焼入れ時（ここで言う焼入れは、オーステナイト化
温度に加熱した後に冷却することを意味する。以下同
様）にオーステナイト中に固溶して冷却後の残留オース
テナイト量を増加させるとともに、積層欠陥エネルギー
の増加によりオーステナイトの加工硬化を抑え、更にマ
ルテンサイト変態後の基地の硬さを高めるために含有さ
せる元素である。但しその量が0.6％より少ないとマル
テンサイトの硬さを確保することができない。一方で過
度に添加すると凝固時の粗大な晶出炭化物及び焼入れ時
の未固溶炭化物生成の原因となり、靭性及び被削性が低
下するので2.0％を上限とする。
を以下に詳述する。 C:0.6〜2.0％ Cは焼入れ時（ここで言う焼入れは、オーステナイト化
温度に加熱した後に冷却することを意味する。以下同
様）にオーステナイト中に固溶して冷却後の残留オース
テナイト量を増加させるとともに、積層欠陥エネルギー
の増加によりオーステナイトの加工硬化を抑え、更にマ
ルテンサイト変態後の基地の硬さを高めるために含有さ
せる元素である。但しその量が0.6％より少ないとマル
テンサイトの硬さを確保することができない。一方で過
度に添加すると凝固時の粗大な晶出炭化物及び焼入れ時
の未固溶炭化物生成の原因となり、靭性及び被削性が低
下するので2.0％を上限とする。
【００１６】Si：≦3.0％
Siはパーライト及びベイナイト焼入れ性を向上させるた
め（パーライト及びベイナイト変態し難くするため）に
含有させる元素であるが、過度に添加すると靭性の低下
及びオーステナイトの積層欠陥エネルギーを低下させ、
加工硬化量の増加を招くので3.0％以下とする。
め（パーライト及びベイナイト変態し難くするため）に
含有させる元素であるが、過度に添加すると靭性の低下
及びオーステナイトの積層欠陥エネルギーを低下させ、
加工硬化量の増加を招くので3.0％以下とする。
【００１７】Mn：0.2〜15.0％
Mnはパーライト及びベイナイト焼入れ性を向上させ、焼
入れ時の残留オーステナイト量を増加させるとともにMn
Sを生成させるための元素で、0.2％より少ないとMnSの
生成量が少なくなり被削性を向上させることができず、
また過度に添加すると靭性が低下するので15.0％を上限
とする。
入れ時の残留オーステナイト量を増加させるとともにMn
Sを生成させるための元素で、0.2％より少ないとMnSの
生成量が少なくなり被削性を向上させることができず、
また過度に添加すると靭性が低下するので15.0％を上限
とする。
【００１８】Cr：0.2〜10.0％
Crは焼入れ性向上のために含有させる元素で0.2％より
少ないとその効果が小さく、逆に10.0％を超えると高硬
度炭化物が多くなることによって被削性が低下するので
10.0％を上限とする。
少ないとその効果が小さく、逆に10.0％を超えると高硬
度炭化物が多くなることによって被削性が低下するので
10.0％を上限とする。
【００１９】Ni：0.2〜10.0％以下
Niはパーライト及びベイナイト焼入れ性の向上と残留オ
ーステナイト量を増加させ、更にオーステナイトの積層
欠陥エネルギーを増加させて加工硬化を抑えるための元
素であり、0.2％より少ないとMnSの生成量が少なくなり
被削性を向上させることができず、また過度に添加する
と靭性が低下するので10.0％を上限とする。
ーステナイト量を増加させ、更にオーステナイトの積層
欠陥エネルギーを増加させて加工硬化を抑えるための元
素であり、0.2％より少ないとMnSの生成量が少なくなり
被削性を向上させることができず、また過度に添加する
と靭性が低下するので10.0％を上限とする。
【００２０】2Mo+W：0.1〜4.0％
Mo及びWはベイナイト焼入れ性向上のために含有させる
元素で、0.1％より少ないとベイナイト焼入れ性を向上
させることができず、逆に4.0％を超えると難固溶の一
次炭化物量が増大して靭性及び被削性が低下するので、
その含有量を0.1〜4.0％とした。
元素で、0.1％より少ないとベイナイト焼入れ性を向上
させることができず、逆に4.0％を超えると難固溶の一
次炭化物量が増大して靭性及び被削性が低下するので、
その含有量を0.1〜4.0％とした。
【００２１】S：0.02〜0.4％
Sは被削性を向上させるために含有させる元素で、0.02
％より少ないと被削性が改善されず、0.4％を超えると
靭性,硬さ及び熱間加工性が低下するのでその含有量を
0.02〜0.4％とした。
％より少ないと被削性が改善されず、0.4％を超えると
靭性,硬さ及び熱間加工性が低下するのでその含有量を
0.02〜0.4％とした。
【００２２】Co：0.2〜10.0％
Coは炭化物の析出を遅らせ、鋼材の焼入れ硬さを下げる
ために含有させる元素で、0.2％より少ないとその効果
が得られず、逆に10.0％を超えるとMs点の上昇により焼
入れ硬さが上昇し靭性が低下するので、その含有量を0.
2〜10.0％とした。
ために含有させる元素で、0.2％より少ないとその効果
が得られず、逆に10.0％を超えるとMs点の上昇により焼
入れ硬さが上昇し靭性が低下するので、その含有量を0.
2〜10.0％とした。
【００２３】V：0.05〜3.0％
Vは結晶粒の粗大化を防止するために含有させる元素
で、0.05％より少ないとその効果がなく、3.0％を超え
ると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度を上昇
し靭性，被削性が低下するので、その含有量を0.05〜3.
0％とした。
で、0.05％より少ないとその効果がなく、3.0％を超え
ると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度を上昇
し靭性，被削性が低下するので、その含有量を0.05〜3.
0％とした。
【００２４】Nb：0.02〜2.0％
Nbは結晶粒の粗大化を防止するために含有させる元素
で、0.02％より少ないとその効果がなく、2.0％を超え
ると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度が上昇
し靭性，被削性が低下するので、その含有量を0.02〜2.
0％とした。
で、0.02％より少ないとその効果がなく、2.0％を超え
ると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度が上昇
し靭性，被削性が低下するので、その含有量を0.02〜2.
0％とした。
【００２５】Ta：0.02〜2.0％
Taは結晶粒の粗大化を防止するために含有させる元素
で、0.02％より少ないとその効果がなく、2.0％を超え
ると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度が上昇
し靭性，被削性が低下するので、その含有量を0.02〜2.
0％とした。
で、0.02％より少ないとその効果がなく、2.0％を超え
ると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度が上昇
し靭性，被削性が低下するので、その含有量を0.02〜2.
0％とした。
【００２６】Ti：0.02〜2.0％
Tiは結晶粒の粗大化を防止するために含有させる元素
で、0.02％より少ないとその効果がなく、2.0％を超え
ると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度が上昇
し靭性，被削性が低下するので、その含有量を0.02〜2.
0％とした。
で、0.02％より少ないとその効果がなく、2.0％を超え
ると難固溶の一次炭化物量が増大して焼入れ温度が上昇
し靭性，被削性が低下するので、その含有量を0.02〜2.
0％とした。
【００２７】Ca：0.0002〜0.02％
CaはMnSに固溶すること、又は酸化物としてMnSの核とな
ることによりMnSを均一微細に分散させ、靭性の劣化を
抑制し被削性を向上するために含有させる元素で、0.00
02％より少ないとその効果がなく、0.02％を超えると靭
性が低下するので、その含有量を0.0002〜0.02％とし
た。
ることによりMnSを均一微細に分散させ、靭性の劣化を
抑制し被削性を向上するために含有させる元素で、0.00
02％より少ないとその効果がなく、0.02％を超えると靭
性が低下するので、その含有量を0.0002〜0.02％とし
た。
【００２８】Te：0.005〜0.05％
TeはMnTeを形成して靭性の劣化を抑制し被削性を向上さ
せるために含有させる元素である。その量が0.005％よ
り少ないとその効果がなく、0.05％を超えると靭性及び
熱間加工性が低下するので、含有量を0.005〜0.05％と
した。
せるために含有させる元素である。その量が0.005％よ
り少ないとその効果がなく、0.05％を超えると靭性及び
熱間加工性が低下するので、含有量を0.005〜0.05％と
した。
【００２９】Pb：0.05〜0.50％
Pbは被削性を向上させるために添加する元素であり、0.
05％より少ないとその効果がなく、0.50％を超えると熱
間加工性を悪くするので、その含有量を0.05〜0.50％と
した。
05％より少ないとその効果がなく、0.50％を超えると熱
間加工性を悪くするので、その含有量を0.05〜0.50％と
した。
【００３０】Bi：0.015〜0.15％
Biは被削性を向上させるために添加する元素であり、0.
015％より少ないとその効果がなく、0.15％を超えると
靭性を低下させるので、その含有量を0.015〜0.15％と
した。
015％より少ないとその効果がなく、0.15％を超えると
靭性を低下させるので、その含有量を0.015〜0.15％と
した。
【００３１】Se：0.005〜0.20％
Seは被削性を向上させるために添加する元素であり、0.
005％より少ないとその効果がなく、0.20％を超えると
靭性を低下させるので、その含有量を0.005〜0.20％と
した。望ましい下限値は0.02％であり、望ましい上限値
は0.05％である。
005％より少ないとその効果がなく、0.20％を超えると
靭性を低下させるので、その含有量を0.005〜0.20％と
した。望ましい下限値は0.02％であり、望ましい上限値
は0.05％である。
【００３２】Zr：0.005〜0.05％
Zrは被削性を向上させるために添加する元素であり、0.
005％より少ないとその効果がなく、0.05％を超えると
靭性を低下させるので、その含有量を0.005〜0.05％と
した。
005％より少ないとその効果がなく、0.05％を超えると
靭性を低下させるので、その含有量を0.005〜0.05％と
した。
【００３３】REM：≦0.01％
被削性を向上させるために添加する元素であり、0.01％
を超えると靭性を低下させるので、その含有量を≦0．0
1％とした。
を超えると靭性を低下させるので、その含有量を≦0．0
1％とした。
【００３４】
【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。表１
に示す組成の工具鋼150kgを高周波真空誘導炉にて溶解
し、その後球状化焼鈍し処理を行った。
に示す組成の工具鋼150kgを高周波真空誘導炉にて溶解
し、その後球状化焼鈍し処理を行った。
【００３５】
【表１】
【００３６】この球状化焼鈍し処理は870℃×３時間の
条件で加熱した後、15℃／時の条件で冷却し、更に600
℃以下では空冷を行った。この球状化焼鈍し材から、
硬さ試験片，被削性試験片，オーステナイト量測定
用試験片をそれぞれ粗加工した。尚各試験片は角形でそ
の大きさについては、の硬さ試験片が１０×１０ｍ
ｍ，の被削性試験片が６０×２００ｍｍ，のオース
テナイト量測定用試験片が１０×２ｍｍである。
条件で加熱した後、15℃／時の条件で冷却し、更に600
℃以下では空冷を行った。この球状化焼鈍し材から、
硬さ試験片，被削性試験片，オーステナイト量測定
用試験片をそれぞれ粗加工した。尚各試験片は角形でそ
の大きさについては、の硬さ試験片が１０×１０ｍ
ｍ，の被削性試験片が６０×２００ｍｍ，のオース
テナイト量測定用試験片が１０×２ｍｍである。
【００３７】次に，，の各試験片を真空炉で900
〜1050℃×１時間保持の条件で加熱後、ガス冷却を行う
ことにより焼入れ処理した。 （Ａ）その後の硬さ試験片について研磨加工後、ロッ
クウェル硬度計により焼入れままで硬さ測定を行った。
その結果が表２に示してある。
〜1050℃×１時間保持の条件で加熱後、ガス冷却を行う
ことにより焼入れ処理した。 （Ａ）その後の硬さ試験片について研磨加工後、ロッ
クウェル硬度計により焼入れままで硬さ測定を行った。
その結果が表２に示してある。
【００３８】（Ｂ）被削性評価（焼入れままでの工具寿
命） 他方の被削性試験片について超硬エンドミル試験を行
い、被削性の評価を行った。この試験では超硬エンドミ
ルで切削加工を行い、逃げ面摩耗＝0.3ｍｍとなるまで
の切削長を超硬エンドミルの寿命として測定し、被削性
の評価を行った。表２中のエンドミル工具の寿命につい
ては、快削元素を含有しない汎用冷間ダイス鋼焼鈍し材
（比較鋼１１）での工具寿命を１００とする指数で評価
してある。
命） 他方の被削性試験片について超硬エンドミル試験を行
い、被削性の評価を行った。この試験では超硬エンドミ
ルで切削加工を行い、逃げ面摩耗＝0.3ｍｍとなるまで
の切削長を超硬エンドミルの寿命として測定し、被削性
の評価を行った。表２中のエンドミル工具の寿命につい
ては、快削元素を含有しない汎用冷間ダイス鋼焼鈍し材
（比較鋼１１）での工具寿命を１００とする指数で評価
してある。
【００３９】尚、試験条件は下記とした。
≪試験条件≫
・工具：超硬エンドミル（UTI20T），１枚刃
・切削幅：4.0mm
・切削深さ：1.0mm
・切削速度：100ｍ／min
・送り：0.15mm／刃
・切削油：乾式
【００４０】（Ｃ）サブゼロ処理後の硬さ測定
上記の硬さ試験片について焼入れままで硬さ測定した
後、その試験片を再度研磨し、液体窒素中に１時間浸漬
して表層部をサブゼロ処理し、その後に硬さ測定を行っ
た。結果が表２に示してある。
後、その試験片を再度研磨し、液体窒素中に１時間浸漬
して表層部をサブゼロ処理し、その後に硬さ測定を行っ
た。結果が表２に示してある。
【００４１】（Ｄ）オーステナイト量測定
のオーステナイト量測定用試験片について、電解研磨
した後Ｘ線回折法によりオーステナイト量を測定した。
結果が表２に示してある。
した後Ｘ線回折法によりオーステナイト量を測定した。
結果が表２に示してある。
【００４２】（Ｅ）結晶粒度測定
上記（Ｃ）のサブゼロ処理後の硬さ測定を行った同じ試
験片を用いて、ＪＩＳＧ ０５５１に定める結晶粒度測
定法に従って結晶粒度を測定した。結果が表２に同じく
示してある。但し表中の粒度番号は１０視野の結晶粒度
番号の平均値を代表値とした。
験片を用いて、ＪＩＳＧ ０５５１に定める結晶粒度測
定法に従って結晶粒度を測定した。結果が表２に同じく
示してある。但し表中の粒度番号は１０視野の結晶粒度
番号の平均値を代表値とした。
【００４３】
【表２】
【００４４】以上の結果に見られるように焼入れまま
の、つまり常温状態でオーステナイト量が８０％以上の
本発明に従うオーステナイト工具鋼にあっては、焼入れ
ままの硬さがＨＲＣ４５以下と小さく、また超硬エンド
ミル試験による被削性が良好であり、更にサブゼロ処理
による部分的なマルテンサイト化による硬さが何れもＨ
ＲＣ５５以上であって、金型等の工具として十分な硬さ
を有しており、更に結晶粒度も細かくなっている。
の、つまり常温状態でオーステナイト量が８０％以上の
本発明に従うオーステナイト工具鋼にあっては、焼入れ
ままの硬さがＨＲＣ４５以下と小さく、また超硬エンド
ミル試験による被削性が良好であり、更にサブゼロ処理
による部分的なマルテンサイト化による硬さが何れもＨ
ＲＣ５５以上であって、金型等の工具として十分な硬さ
を有しており、更に結晶粒度も細かくなっている。
【００４５】尚、比較例１１〜１４については焼入れま
まの状態でオーステナイト量が少なく、大部分がマルテ
ンサイト変態しており、焼入れままの硬さも高いものと
なっている。このため被削性が不十分で、超硬エンドミ
ル試験による工具寿命は短いものとなっている。
まの状態でオーステナイト量が少なく、大部分がマルテ
ンサイト変態しており、焼入れままの硬さも高いものと
なっている。このため被削性が不十分で、超硬エンドミ
ル試験による工具寿命は短いものとなっている。
【００４６】一方焼入れままの状態でオーステナイト量
が８０％よりも少ない比較例１６,１７については、オ
ーステナイト量が少ないことから被削性が低く、超硬エ
ンドミル試験における工具寿命が短いものとなってい
る。他方、比較例１８は焼入れままの状態でオーステナ
イト量が８０％以上であるものの、オーステナイト量が
９５％より多く、即ちオーステナイト量が過剰であるた
めに結晶粒度が粗いものとなっている。
が８０％よりも少ない比較例１６,１７については、オ
ーステナイト量が少ないことから被削性が低く、超硬エ
ンドミル試験における工具寿命が短いものとなってい
る。他方、比較例１８は焼入れままの状態でオーステナ
イト量が８０％以上であるものの、オーステナイト量が
９５％より多く、即ちオーステナイト量が過剰であるた
めに結晶粒度が粗いものとなっている。
【００４７】これら比較例と発明例とを比べて明らかな
ように、発明例のオーステナイト工具鋼は焼入れままで
十分な被削性を備えており、また部分的なマルテンサイ
ト変態によって十分な硬さが得られるために、従来のよ
うに金型等工具形状に加工した後において焼入焼戻し処
理するのを不要化でき、これによりその焼入焼戻し処理
と、これに続く歪み取りのための精加工を省略し得て、
工具製造のための工程を簡略化でき、コストも低減する
ことができる。
ように、発明例のオーステナイト工具鋼は焼入れままで
十分な被削性を備えており、また部分的なマルテンサイ
ト変態によって十分な硬さが得られるために、従来のよ
うに金型等工具形状に加工した後において焼入焼戻し処
理するのを不要化でき、これによりその焼入焼戻し処理
と、これに続く歪み取りのための精加工を省略し得て、
工具製造のための工程を簡略化でき、コストも低減する
ことができる。
【００４８】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり本発明は他の種々態様で実施可能で
ある。
くまで一例示であり本発明は他の種々態様で実施可能で
ある。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松田 幸紀
愛知県名古屋市南区大同町二丁目30番地
大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内
(72)発明者 田中 敬三
埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン
ダエンジニアリング株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】重量％で、 C ：0.6〜2.0％ Si：≦3.0％ Mn：0.2〜15.0％ Cr：0.2〜10.0％ Ni：0.2〜10.0％ 2Mo+W：0.1〜4.0％ S ：0.02〜0.4％ 残部実質的にFeの組成を有し、且つオーステナイト化温
度から冷却後の常温状態でオーステナイト量が８０％以
上であることを特徴とする被削性に優れたオーステナイ
ト工具鋼。 - 【請求項２】請求項１において重量％で、 Co：0.2〜10.0％ V ：0.05〜3.0％ Nb：0.02〜2.0％ Ta：0.02〜2.0％ Ti：0.02〜2.0％ の１種又は２種以上を更に含有していることを特徴とす
る被削性に優れたオーステナイト工具鋼。 - 【請求項３】請求項１，２の何れかにおいて重量％で、 Ca：0.0002〜0.02％ Te：0.005〜0.05％ Pb：0.05〜0.50％ Bi：0.015〜0.15％ Se：0.005〜0.20％ Zr：0.005〜0.05％ REM：≦0.01％ の１種又は２種以上を更に含有していることを特徴とす
る被削性に優れたオーステナイト工具鋼。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れかのオーステナイト
工具鋼を工具形状に加工した後表層部分を過冷処理等し
て切り刃の部分を部分的にマルテンサイト化し、硬化さ
せることを特徴とするオーステナイト工具の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244846A JP4877688B2 (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 被削性に優れたオーステナイト工具鋼及びオーステナイト工具の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244846A JP4877688B2 (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 被削性に優れたオーステナイト工具鋼及びオーステナイト工具の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003055734A true JP2003055734A (ja) | 2003-02-26 |
| JP4877688B2 JP4877688B2 (ja) | 2012-02-15 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4877688B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009010726B3 (de) * | 2009-02-26 | 2010-12-09 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenringe und Zylinderlaufbuchsen |
| WO2014038548A1 (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-13 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 熱処理変形の小さい機械構造用鋼材 |
| CN103667945A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-03-26 | 马鞍山市益丰实业集团有限公司 | 一种耐磨高锰钢衬板材料及其制备方法 |
| CN104136647A (zh) * | 2011-12-28 | 2014-11-05 | Posco公司 | 在焊接热影响区具有优异机械加工性及韧性的耐磨奥氏体钢及其生产方法 |
| CN104204262A (zh) * | 2011-12-28 | 2014-12-10 | Posco公司 | 具有优异的机械加工性及延展性的耐磨奥氏体钢其生产方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105088080A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-11-25 | 霍邱县忠振耐磨材料有限公司 | 一种用于颚式破碎机的高耐磨高锰钢颚板及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000282179A (ja) * | 1999-03-29 | 2000-10-10 | Hitachi Metals Ltd | 溶接性および被削性に優れた工具鋼 |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001244846A patent/JP4877688B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9650703B2 (en) | 2011-12-28 | 2017-05-16 | Posco | Wear resistant austenitic steel having superior machinability and toughness in weld heat affected zones thereof and method for producing same |
| WO2014038548A1 (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-13 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 熱処理変形の小さい機械構造用鋼材 |
| JP2014047419A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 熱処理変形の小さい機械構造用鋼材 |
| CN103667945A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-03-26 | 马鞍山市益丰实业集团有限公司 | 一种耐磨高锰钢衬板材料及其制备方法 |
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