JP2003313642A - 高速度工具鋼及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性，潤滑性，靭性において優れた特性
を有する高速度工具鋼を提供することにある。 【解決手段】 質量％で、 Ｃ：０．８５〜１．５０
％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｃｒ：
３．０〜５．０％、２Ｍｏ＋Ｗ：１４．０〜２４．０
％、Ｖ：２．０〜４．０％、Ｃｏ：０．８〜１０．０％
およびＳ：０．００１〜０．０５０％、さらに希土類元
素のうちの一種または二種以上を０．００５〜０．２０
０％含み、残部が実質的にＦｅおよび不可避的不純物か
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑性と耐摩耗性
において優れた高速度工具鋼及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】切削加工には切削油剤を用いた湿式加工
が主であるが、クーラントに費やすエネルギーの低減と
環境保全の点から、切削油剤を用いないドライ加工が進
んでいる。しかしながら、切削油剤には、（イ）切削工
具とワーク材，切りくずとの間に潤滑膜を作り、切削抵
抗を減少させる。（ロ）切削加工時に発生する摩擦熱を
冷却し、切削工具の軟化を防ぐ。（ハ）切りくずの排出
を助ける。等の役割があり、ドライ化は一部の加工にし
か適用されていない。

【０００３】そこで、特開２０００−８４７０４号公報
には、湿式，乾式に限らず刃先部の摩耗、チッピングの
少ない材料を用いた切削工具、さらには耐熱性に優れ、
コーティング膜との相性の良い材料を用いた切削工具を
提供する手段が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開２０００−８４７０４号公報のものは、炭化物の最大
径が大きすぎ靭性の点で問題があること、切削工具のす
くい面にはコーティングが施されていない場合が多く乾
式切削には不向きであること、コーティング膜が剥がれ
るとその後はもたなくなり耐久性に欠ける、といった諸
問題点がある。本発明は、上記のような従来の諸問題点
に鑑み、切削工具の母材そのものに耐摩耗性，潤滑性，
靭性において優れた特性を付与することにより解決した
高速度工具鋼及びその製造方法を提供することを目的と
したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本願の第１発明においては、質量％で、Ｃ：０．８
５〜１．５０％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０．５％
以下、Ｃｒ：３．０〜５．０％、２Ｍｏ＋Ｗ：１４．０
〜２４．０％、Ｖ：２．０〜４．０％、Ｃｏ：０．８〜
１０．０％およびＳ：０．００１〜０．０５０％、さら
に希土類元素のうちの一種又は二種以上を０．００５〜
０．２００％含み、残部が実質的にＦｅおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする。このような構成とす
ることにより、高速度鋼中に形成された球状の希土類硫
化物が、切削加工時に切削工具とワーク材との間に潤滑
剤の役目を果たして摩擦抵抗を低減するとゝもに、硫化
物が球状となることで靭性の低下が抑制された高速度工
具鋼が得られる。

【０００６】また、前記の目的を達成するため、本願の
第２発明においては、円相当径で１．５μｍ以上３．０
μｍ未満のＭＣ型炭化物の面積率が１．０〜３．０％
（条件Ａ）、円相当径で３．０μｍ以上７．０μｍ未満
のＭＣ型炭化物の面積率が０．２〜２．０％（条件
Ｂ）、円相当径で７．０μｍ以上のＭＣ型炭化物の面積
率が０．５％以下（条件Ｃ）、及び円相当径で０．５μ
ｍ以上のＭＣ型炭化物の面積率が合計で３．０〜８．０
％（条件Ｄ）の条件を満たすことを特徴とする。このよ
うな構成とすることにより、高い耐引っかき摩耗性と靭
性が確保される。

【０００７】そして、本願の第３発明においては、円相
当径で０．５μｍ以上のＭ_６Ｃ型炭化物の面積率が５．
０％以上１５．０％未満であり、Ｍ_６Ｃ型炭化物の最大
径が円相当径で７．０μｍ未満であることを特徴とす
る。このような構成とすることにより、高い耐凝着摩耗
性を得ながら靭性が維持される。

【０００８】更に、本願の第４発明においては、凝固時
のＭＣ型炭化物の晶出温度と、Ｍ_６Ｃ型またはＭ_２Ｃ型
共晶炭化物の晶出温度との差（ΔＴ）が１５≦ΔＴ
（℃）≦５０であり、第５発明においては、質量％で、
０．００５％≦Ｔｉ＋Ｎ≦０．０４０％を含むことを特
徴とする。このような構成とすることにより、ＭＣ型炭
化物の粒径が制御され、耐引っかき摩耗性と靭性の維持
が兼ね備えられる。

【０００９】また、前記の目的を達成するため、本願の
第６発明においては、鋼塊の外周からＤ／５におけるデ
ンドライトセルサイズが１２５μｍ以下であることを特
徴とする。このような構成とすることにより、炭化物の
分布が均一なものとなり、偏摩耗や刃先のチッピングを
引き起こすことのない長寿命のものとなる。

【００１０】そして更に、本願の第７発明においては、
鋼塊の外周からＤ／５における平均凝固速度が１０℃／
ｍｉｎ以上であることを特徴とする製造方法にある。こ
のような構成とすることにより、デンドライトセルサイ
ズとＭＣ型炭化物の粒径を制御することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態により詳
細に説明する。本発明者らは、高速度鋼中にＳと希土類
元素を複合添加することによって球状の希土類硫化物が
形成され、これが切削加工時に切削工具とワーク材との
間に潤滑剤の役目を果たして摩擦抵抗を低減するとゝも
に、希土類硫化物が球状となることから工具材の靭性を
損なわない利点があることを知見した。すなわち、Ｓ量
が増加すると磨耗係数が小さくなるが、これに比例して
靭性が低下するとゝもに異方性が顕著となる。しかし、
これに希土類元素を添加して硫化物を球状化させること
により、靭性の低下が抑制されることを知見した。本発
明はこの知見に基づいて成されたものである。

【００１２】一方、希土類元素の添加はＭＣ型炭化物を
微細化する作用があることが知られているが、ＭＣ型炭
化物が細かすぎると十分な耐摩耗性が得られないといっ
た問題点がある。すなわち、溶解法，粉末法を問わず、
ＭＣ型炭化物を微細化した高速度工具鋼は炭化物が細か
すぎるため、工具使用時に発生する切りくずや硬質粒子
によってマトリックスとともに炭化物も除去されてしま
い、十分な耐摩耗性が得られないといった問題点があ
る。

【００１３】また、断続切削工具のように摩耗形態が引
っかき・凝着複合型の摩耗の場合、切削初期に発生する
引っかき摩耗に対してはＭＣ型炭化物の生成量は多く、
粒径は大きい方が有利であるが、生成量が多すぎたり粒
度が大きすぎると靭性や被研削性が損なわれる。更に
は、工具の摩耗が進み、切削抵抗が上がったときに発生
する凝着摩耗に対してはＭ_６Ｃ型炭化物が多く存在する
方が有利であるが、Ｍ_６Ｃ型炭化物の生成量が多すぎた
り分布が不均一であると、偏摩耗から刃先の欠けを引き
起こすといった問題もある。

【００１４】そこで、切削工具として十分な耐摩耗性を
維持するためには、炭化物の粒度，生成量および分布の
制御を行う必要がある。すなわち、炭化物の粒径と生成
量および分布の制御は高速度工具鋼の耐摩耗性と靭性を
最大限に引き出す上で重要な第二の要素であるとの結論
を得た。本発明は、炭化物粒度の制御も同時に行うこと
により完成したものである。

【００１５】詳述すると、ＭＣ型炭化物の粒径が及ぼす
引っかき摩耗特性および靭性への影響を詳細に調べた結
果、円相当径１．５μｍ以上の炭化物は引っかき摩耗特
性を向上させる一方、円相当径３．０μｍ以上の炭化物
は靭性を著しく低下させる知見を得た。さらには、７．
０μｍ以上の炭化物が存在するとチッピングの発生頻度
が著しく高くなることを見いだした。これより、高い摩
耗性を得ながら靭性を確保するには１．５μｍ〜３．０
μｍの炭化物を富加し、３．０μｍ以上の炭化物を制限
することが有効となる。ここで言う炭化物の円相当径と
は粒径であり、断面の個々の炭化物の面積を測定し、そ
れらを真円に置き換えた場合の円の直径を指す。

【００１６】具体的には、耐摩耗性を得るには円相当径
で１．５μｍ以上３．０μｍ未満のＭＣ型炭化物の面積
率は少なくとも１．０％以上、３．０μｍ以上７．０μ
ｍ未満のＭＣ型炭化物の面積率は０．２％以上存在する
ことが望ましい。また、円相当径で３．０μｍ以上７．
０μｍ未満のＭＣ型炭化物の面積率は、２．０％を越え
ると工具として必要な靭性が得られないため上限を２．
０％とする。１．５μｍ以上３．０μｍ未満のＭＣ型炭
化物の面積率が３．０％をを越えると３．０μｍ以上の
ＭＣ型炭化物面積率もまた許容範囲を越えるため、上限
を３．０％とする（上記の条件Ａ，Ｂ）。なお、ここで
言う面積率とは炭化物の生成量であり、鍛伸，圧延方向
と平行な断面において炭化物の占める面積の割合を指
す。

【００１７】また、上記のように、円相当径で７．０μ
ｍ以上のＭＣ型炭化物が存在すると工具の欠けなどを著
しく引き起こすため、面積率で０．５％以下に制限す
る。そして更に、工具として十分な耐摩耗性を有するに
は、円相当径で０．５μｍ以上のＭＣ型炭化物の生成量
が面積率にして合計で３．０％以上必要であるが、生成
量が多くなりすぎると靭性が低下するため、靭性を維持
する上限として８．０％とする（上記の条件Ｃ，Ｄ）。

【００１８】しかし、ＭＣ型炭化物の生成量（面積率）
と粒径が適正に制御されていても、Ｍ_６Ｃ型炭化物が少
なすぎては耐凝着摩耗性が得られないため、面積率でＭ
_６Ｃ型炭化物は５．０％以上必要である。しかしなが
ら、多すぎると靭性が低下するため上限を１５．０％未
満とする。また、粗大なＭ_６Ｃ型炭化物が存在すると工
具刃先の偏摩耗や欠けを引き起こすため、Ｍ_６Ｃ型炭化
物の最大径は円相当径で７．０μｍ未満であることが望
ましい。また、個々のＭ_６Ｃ型炭化物は細かくとも、図
１に示すような密集炭化物も単体の粗大なＭ_６Ｃ型炭化
物と同様の挙動を示すため、密集炭化物の集合体大きさ
も７．０μｍ未満に制限する。

【００１９】以上の炭化物粒径制御において、凝固時の
ＭＣ型炭化物晶出温度とＭ_６Ｃ型またはＭ_２Ｃ型共晶炭
化物の晶出温度との差（ΔＴ）はＭＣ型炭化物の粒径を
決定する上で重要な要素である。ΔＴが小さすぎると晶
出するＭＣ型炭化物が細かすぎ、ΔＴが大きすぎるとＭ
Ｃ型炭化物が粗大化しすぎる。耐摩耗性に寄与する円相
当径１．５μｍ以上３．０μｍ未満ＭＣ型炭化物を１．
０〜３．０％、また靭性を著しく損なう３．０μｍ以上
７．０μｍ未満のＭＣ型炭化物を０．２〜２．０％、さ
らには７．０μｍ以上のＭＣ型炭化物を０．５％以下に
制御するには、１５≦ΔＴ（℃）≦５０が適正範囲であ
る。

【００２０】つぎに、工具の寿命には炭化物の分布状態
が重要な要素となる。すなわち、炭化物粒径が適正であ
っても、炭化物の分布が不均一で偏りがあると偏摩耗を
起こし、ひいては刃先のチッピングを引き起こす。図２
にデンドライトの組織写真を示す。デンドライトセルサ
イズが十分小さいと、鋼塊を熱間および冷間加工して断
面形状を小さくしたときに炭化物が均一に分布するが、
デンドライトセルサイズが大きいと加工後も不均一に分
布する。

【００２１】ここで、タップやホブ等の切削工具の刃部
は鋼塊の外周からＤ／５に相当するため、粒径制御した
ＭＣ型炭化物が熱間および冷間加工後に均一に分布せし
めるためには、鋼塊の外周からＤ／５におけるデンドラ
イトセルサイズが１２５μｍ以下であることが好まし
い。ここで言うデンドライトセルサイズとは、組織図中
にランダムに線を引いて、共晶相を横切った数を測定し
て平均間隔を測定する交線法により求めたものを指す。

【００２２】また、デンドライトセルサイズは合金成分
によらず溶鋼の凝固速度によって変動する。そこで、鋼
塊の外周からＤ／５におけるデンドライトセルサイズが
１２５μｍ以下となるには、鋼塊のＤ／５の平均凝固速
度が１０℃／ｍｉｎ以上必要となる。ここで言う平均凝
固速度とは、溶鋼が１４００℃から１２００℃まで冷却
する際の速度を平均したものを指す。つぎに、本発明に
係る高速度工具鋼において各成分元素を前記の範囲に限
定した理由について述べる。

【００２３】Ｃ：０．８５〜１．５０％ Ｃは炭化物形成元素と結合して炭化物を形成するとゝも
に、マトリックスに固溶して、高速度工具鋼として必要
な強度，硬さおよび耐摩耗性等を確保するのに重要な元
素である。これらの効果を得るために０．８５％以上必
要とするが、多すぎると靭性および加工性が低下するた
め上限を１．５０％とする。 Ｓｉ：１．０％以下 Ｓｉは脱酸剤として作用するとゝもに基地の固溶強化に
寄与する元素である。しかしながら、添加が多すぎると
偏析を助長し、希土類硫化物や炭化物の分布が不均一に
なり、潤滑性や耐摩耗性を損なうとゝもに、靭性が低下
するため上限を１．０％とする。

【００２４】Ｍｎ：０．５％以下 Ｍｎもまた脱酸，脱硫剤として添加する。しかしなが
ら、多量に入れすぎるとＳとともにＭｎＳを形成し、鍛
伸方向に長く伸びて靭性を低下させるため上限を０．５
％以下とする。 Ｃｒ：３．０〜５．０％ ＣｒはＣと結合して複炭化物を形成し、焼入焼戻し硬さ
を高めるとともに耐摩耗性に寄与するとゝもに、焼入性
を向上させる。このためには、少なくとも３．０％以上
添加させる必要があるが、５．０％を越えると著しい効
果が認められないことから上限を５．０％とする。

【００２５】２Ｍｏ＋Ｗ：１４．０〜２４．０％ ＭｏおよびＷはＣと結びついてＭ_６Ｃ，Ｍ_２Ｃ炭化物を
形成する。凝固過程で晶出するＭ_６Ｃ炭化物は主に耐凝
着摩耗性に寄与し、熱処理時に析出する二次炭化物はマ
トリックス強度に寄与するため重要な元素である。これ
らの効果を得るには、少なくとも２Ｍｏ＋Ｗで１４．０
％以上を必要とする。しかしながら、２４．０％を越え
ると熱間加工性および靭性を阻害することから上限を２
４％とする。

【００２６】Ｖ：２．０％〜４．０％ ＶはＣとともに非常に硬度の高いＭＣ型炭化物を形成す
る。凝固過程で晶出するＭＣ型炭化物は凝着摩耗特性，
引っかき摩耗特性ともに大きく寄与し、熱処理時に析出
する二次炭化物はマトリックス強度に寄与するため重要
な元素である。これらの効果を得るには少なくとも２．
０％含有させる必要があるが、４．０％を越えるとＭＣ
型炭化物の粒度制御が困難となるため上限を４．０％と
する。

【００２７】Ｃｏ：０．８０〜１０．０％ Ｃｏは基地を強化して熱処理硬さを高めるとともに耐熱
性を付与する元素であり、マトリックスの高温軟化とそ
れに伴う凝着摩耗を低減させる。これらの効果を得るに
は０．８０％を必要とするが、多量に添加すると靭性が
低下するため上限を１０．０％とする。

【００２８】希土類元素：０．００５〜０．２００％ Ｓ：０．００１〜０．０５０％以下 希土類元素はＭｎよりもＳと結合しやすく、球状の硫化
物を形成する。希土類硫化物は切削加工時の工具とワー
ク材との潤滑剤の役目を果たし、摩擦抵抗を低減すると
ともに球状に形成することから工具材の靭性を損なわな
い利点がある。しかしながら、希土類元素にはＭＣ型炭
化物の晶出温度を低め、炭化物粒度を微細にする効果が
あるため、多すぎると耐摩耗性を損なう。さらに、Ｓは
偏析係数が高く、多すぎると偏析して地きずや炭化物偏
析の原因となるため、希土類元素の一種または二種以上
を合計で下限を０．００５％，上限を０．２００％と
し、Ｓの下限を０．００１％，上限を０．００５０％と
する。

【００２９】Ｔｉ＋Ｎ：０．００５〜０．０４０％ ＭＣ型炭化物の生成核となるＴｉ及びＮはＭＣ型炭化物
の晶出温度を高め、ＭＣ型炭化物の粒度に大きく影響す
る。希土類元素の添加によって成長が抑制されるＭＣ型
炭化物を、十分な耐摩耗性が得られる粒度に制御する目
的で添加する。少なすぎるとＭＣ型炭化物が細かすぎ、
工具として必要な耐摩耗性が得られないが、多すぎると
ＭＣ型炭化物が粗大化しすぎて切削工具の偏摩耗や欠け
を引き起こすため、合計で下限を０．００５％，上限を
０．０４０％とする。

【００３０】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。 （実施例１）：表１に、本発明鋼１乃至１０、比較鋼１
１乃至１６の化学成分および凝固速度を示す。供試料は
１０ｋｇの小型溶解炉で溶製し、１２００℃に保持した
加熱ヒーター中にセットされたルツボに鋳込んだ。凝固
速度はヒーターの冷却速度を変えることにより変動さ
せ、溶鋼が１４００℃から１２００℃に冷却するまでの
速度をルツボ内にセットした熱電対で測定した。

【００３１】

【表 １】

【００３２】８７０℃の焼きなまし後に供試材より２５
ｍｍ角の試験片を採取し、交線法によりデンドライトセ
ルサイズを求めた。また、試験片を１５００℃に加熱し
て溶融させ、平均冷却速度を先の凝固速度におのおの合
わせて冷却し、示差熱分析計を用いて凝固時のＭＣ型炭
化物晶出温度とＭ_６Ｃ型又はＭ_２Ｃ型共晶炭化物の晶出
温度をそれぞれ測定した。これらＭＣ型炭化物晶出温度
とＭ_６Ｃ型又はＭ_２Ｃ型共晶炭化物の晶出温度との差を
ΔＴ（℃）として求めた。結果を表２に示す。

【００３３】

【表 ２】

【００３４】試験片を採取した後の鋼塊は、１１１０℃
に加熱して２５ｍｍ角まで熱間鍛造及び焼きなましを行
なった。鍛造材から各種試験用の試験片をそれぞれ採取
し、 固相線温度：Ｔｓ（℃）＝５／９×（（２３１０−２０
０〔Ｃ％〕＋４０〔Ｖ％〕＋８〔Ｗ％〕＋５〔Ｍｏ
％〕）＋３２）より５０℃低い温度で焼入れし、５６０
℃の焼戻しを３回実施後、所定寸法に加工した。画像解
析は、１０％シュウ酸電解腐食した試験片の縦断面でＭ
Ｃ型炭化物及びＭ_６Ｃ型炭化物の面積率および粒径を測
定した。これらの結果を表２に示す。摩擦摩耗試験は、
ボールオンディスク型摩擦・摩耗試験により回転速度１
００ｍ／ｓｅｃ，荷重５Ｎ，回転距離４００ｍで実施し
た。相手材にはＳＣｒ４２０を使用した。

【００３５】さらに、摩耗試験は大越式摩耗試験により
摩擦距離２００ｍ，最終荷重１８．９ｋｇ，摩擦速度を
引っかき摩耗域の０．３０ｍ／ｓｅｃと凝着摩耗域の
２．８６ｍ／ｓｅｃの２条件で実施した。相手材にはＳ
Ｃｒ４２０を使用した。抗折試験は、スパン２０ｍｍの
３点曲げ試験を実施した。抗折試験片は３ｍｍ×５ｍｍ
×３０ｍｍ、摩耗試験片は２０ｍｍ×１０ｍｍ×３５ｍ
ｍである。試験結果を表３に示す。

【００３６】

【表 ３】

【００３７】図３にＳ量と摩擦係数との関係を示すが、
本発明鋼１，２および比較鋼１１，１２から、Ｓが増加
すると摩擦係数が小さくなることがわかる。一方、図４
にＳ量と抗折力との関係を示すが、Ｓが増加すると鍛伸
方向に硫化物が伸びて靭性が低下するとゝもに、異方性
が顕著になる。これに希土類元素を添加して硫化物を球
状化させることにより、靭性の低下が制御されることが
わかる。希土類元素の添加により抗折力のレベルが全体
的に向上しているのは、ＭＣ型炭化物が微細化している
ためである。しかしながら、ＭＣ型炭化物の微細化は、
断続切削工具の寿命を決定する上で最も重要な因子であ
る耐引っかき摩耗性を低下させる。

【００３８】図５にＴｉおよびＮの添加による耐摩耗性
への影響を示すが、ＴｉおよびＮの添加により耐引っか
き摩耗性が向上することがわかる。一方、図６に示すよ
うにＴｉおよびＮを過剰に添加することにより靭性が著
しく低下する。これは、図７に示すようにＴｉおよびＮ
の増加に伴い粗大なＭＣ型炭化物が増大するためで、こ
のことから、Ｓ添加による摩擦係数の低減と希土類元素
添加による硫化物の形態制御に伴う靭性の向上および異
方性の低減を行なう一方で、ＭＣ型炭化物の粒度を適正
な範囲に制御することが好ましいことがわかる。

【００３９】ＭＣ型炭化物の粒度は、ＭＣ型炭化物晶出
温度とＭ_６Ｃ型またはＭ_２Ｃ型共晶炭化物の晶出温度と
の差（ΔＴ）によって決定づけられる。図８にΔＴ
（℃）と耐引っかき摩耗性および靭性の関係を示す。Δ
Ｔが同程度であってもＳが低い比較鋼１２は耐摩耗性に
劣り、希土類元素の添加されていない比較鋼１１は靭性
に劣ることがこのことからもわかる。

【００４０】次に、工具の引っかき摩耗が進み、切削抵
抗が上がったときに起こる凝着摩耗及び靭性に対するＭ
_６Ｃ型炭化物の量と粒径の影響を図９，１０に示す。
０．５μｍ以上のＭ_６Ｃ型炭化物面積率が５％以上で耐
凝着摩耗性が向上していることがわかる。また、７．０
μｍ以上の粗大な炭化物もしくは密集炭化物が存在する
ことにより、靭性が低下する傾向が認められる。

【００４１】さらに、炭化物の均一分布により靭性を維
持するには、凝固時のセルサイズが平均で１２５μｍ以
下であることが好ましいことが図１１からわかる。図１
２に凝固セルサイズと凝固速度の関係を示すが、鋼種に
かかわらず凝固セルサイズは凝固速度によって決定づけ
られるため、凝固速度によってセルサイズを制御するこ
とが可能である。

【００４２】（実施例２）：表１に示す本発明鋼１と４
および比較鋼１２に相当する鋼を量産規模の溶製炉で溶
解し、同一鋼塊型に鋳込んだ後、１１１０℃に加熱して
φ１００熱間鍛造し、焼きなましを実施した。この素材
を外径φ８０ｍｍのホブに成形し、実施例１と同様、
（固相線温度−５０）℃で焼入れ、５６０℃の焼戻しを
３回実施後、仕上げ加工，Ｔｉ系コーティングを行なっ
た。

【００４３】ホブによる切削試験は、ホブの寿命とされ
る最大逃げ面摩耗が０．２ｍｍに達するまで下記の条件
にて実施し、寿命に達するまでの切削長で性能比較を行
なった。切削試験の結果を表４に示す。なお、被削材：
ＳＣｒ４２０、切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、切込み深
ささ：５．０ｍｍ、送り：２．０ｍｍ／ｒｅｖ、切削
油：なし、の条件で行った。

【００４４】

【表 ４】

【００４５】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるから、
潤滑性及び靭性の特性を有するとゝもに、工具として十
分な高い耐摩耗性を有する高速度工具鋼を得ることがで
きるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】細かいＭ_６Ｃ型炭化物が密集した状態を示す組
織写真である。

【図２】デンドライトの組織写真である。

【図３】Ｓ量と摩擦係数との関係を示す図である。

【図４】Ｓ量と抗析力との関係を示す図である。

【図５】ＴｉおよびＮの添加と耐摩耗性の関係を示す図
である。

【図６】ＴｉおよびＮの添加と靭性との関係を示す図で
ある。

【図７】ＴｉおよびＮの添加とＭＣ型炭化物の面積率と
の関係を示す図である。

【図８】ΔＴ（℃）と耐引っかき摩耗性および靭性の関
係を示す図である。

【図９】Ｍ_６Ｃ型炭化物面積率と凝着摩耗域の耐摩耗性
との関係を示す図である。

【図１０】Ｍ_６Ｃ型炭化物面積率と靭性との関係を示す
図である。

【図１１】凝固セルサイズと靭性との関係を示す図であ
る。

【図１２】凝固セルサイズと凝固速度との関係を示す図
である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％で、 Ｃ：０．８５〜１．５０
   ％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｃｒ：
   ３．０〜５．０％、２Ｍｏ＋Ｗ：１４．０〜２４．０
   ％、Ｖ：２．０〜４．０％、Ｃｏ：０．８〜１０．０％
   およびＳ：０．００１〜０．０５０％、さらに希土類元
   素のうちの一種または二種以上を０．００５〜０．２０
   ０％含み、残部が実質的にＦｅおよび不可避的不純物か
   らなることを特徴とする高速度工具鋼。
2. 【請求項２】 請求項１記載の高速度鋼で以下の条件を
   満たすことを特徴とする高速度工具鋼。 （Ａ）円相当径で１．５μｍ以上３．０μｍ未満のＭＣ
   型炭化物の面積率が１．０〜３．０％ （Ｂ）円相当径で３．０μｍ以上７．０μｍ未満のＭＣ
   型炭化物の面積率が０．２〜２．０％ （Ｃ）円相当径で７．０μｍ以上のＭＣ型炭化物の面積
   率が０．５％以下 （Ｄ）円相当径で０．５μｍ以上のＭＣ型炭化物の面積
   率が合計で３．０〜８．０％
3. 【請求項３】 円相当径で０．５μｍ以上のＭ_６Ｃ型炭
   化物の面積率が５．０％以上１５．０％未満であり、Ｍ
   _６Ｃ型炭化物の最大径が円相当径で７．０μｍ未満であ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の高速度工具
   鋼。
4. 【請求項４】 凝固時のＭＣ型炭化物の晶出温度と、Ｍ
   _６Ｃ型またはＭ_２Ｃ型共晶炭化物の晶出温度との差（Δ
   Ｔ）が１５≦ΔＴ（℃）≦５０であることを特徴とする
   請求項１ないし３のうちいずれか一つに記載の高速度工
   具鋼。
5. 【請求項５】 質量％で、０．００５％≦Ｔｉ＋Ｎ≦
   ０．０４０％を含むことを特徴とする請求項１ないし４
   のうちいずれか一つに記載の高速度工具鋼。
6. 【請求項６】 鋼塊の外周からＤ／５におけるデンドラ
   イトセルサイズが１２５μｍ以下であることを特徴とす
   る請求項１ないし６のうちいずれか一つに記載の高速度
   工具鋼。
7. 【請求項７】 鋼塊の外周からＤ／５における平均凝固
   速度が１０℃／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求
   項１ないし７のうちいずれか一つに記載の高速度工具鋼
   の製造方法。