JP2005325407A - Cold working tool steel - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide cold working tool steel having a hardness (by HRC) of ≥61 after tempering and excellent in processability. <P>SOLUTION: The cold working tool steel has a K-value of 0.4-2.6 (wherein, K-value = Cr(wt%)-6.8C(wt%)) and a L-value of 15.5-21.0 (wherein, L-value = Cr(wt%)+15.5C(wt%)), contains, by weight, >0.60 to 2.0% Si, 0.10-1.0% Mn, >0.03 to 0.2% S, >1.25 to <3.0% of Mo+0.5W, and 0.05-1.0% V, and the balance Fe with inevitable impurities, and exhibits a maximum hardness (by HRC) of ≥61 after tempering at a temperature of ≥450°C. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、冷間工具鋼に関し、さらに詳しくは、冷鍛パンチ・ダイス、高張力鋼板の成形型、曲げ型、冷間鍛造金型、スエージングダイス、ネジ転造ダイス、パンチ部材、スリッターナイフ、リードフレーム打抜型、ゲージ、深絞りパンチ、曲げ型パンチ、シャーブレード、ステンレス鋼の曲げ型、絞り型、圧造などの塑性加工工具、歯車用パンチ、カム部品、プレス打抜型、順送打抜き型、土砂送給装置のシールプレート、スクリュー部材、コンクリート吹付機用ロータリープレート、IC封止型、高い寸法精度が要求される精密プレス型、CVD処理、PVD処理、TD処理等の表面処理を行った上で使用される上記の各種冷間金型等に好適な冷間工具鋼に関する。   The present invention relates to cold tool steel, and more particularly, cold forging punch dies, high-tensile steel plate forming dies, bending dies, cold forging dies, swaging dies, screw rolling dies, punch members, slitter knives. , Lead frame punching die, gauge, deep drawing punch, bending die punch, shear blade, stainless steel bending die, drawing die, plastic working tools such as forging, gear punch, cam parts, press punching die, progressive punching die , Surface treatment such as seal plate of earth and sand feeder, screw member, rotary plate for concrete spraying machine, IC sealing mold, precision press mold requiring high dimensional accuracy, CVD treatment, PVD treatment, TD treatment, etc. The present invention relates to a cold tool steel suitable for the various cold molds and the like used above.

JIS鋼SKD11に代表される冷間工具鋼は、高硬度の炭化物を多量に晶出又は析出により分散させて耐摩耗性を高めたものであり、耐摩耗性や耐かじり性が要求される各種の用途(例えば、冷鍛パンチ・ダイス、冷間鍛造金型等)に用いられている。しかしながら、従来の冷間工具鋼は、(1)靱性が不足している、(2)成形加工条件等が厳しくなるに伴い、金型の硬度も不十分となる場合がある、(3)ワイヤー放電加工時に割れる場合がある、等の問題があった。   Cold tool steel represented by JIS steel SKD11 is a high-hardness carbide that is dispersed by crystallization or precipitation in a large amount to improve wear resistance, and various types that require wear resistance and galling resistance. (For example, cold forging punch dies, cold forging dies, etc.). However, the conventional cold tool steel has (1) lack of toughness, (2) as the molding process conditions become severe, the hardness of the mold may become insufficient, (3) wire There were problems such as cracking during EDM.

そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。例えば、特許文献1には、C:0.75〜1.75wt%、Si:0.5〜3.0wt%、Mn:0.1〜2.0wt%、Cr:5.0〜11.0wt%、Mo:1.3〜5.0wt%、V:0.1〜5.0wt%を含有し、残部Fe及び不純物からなり、450℃以上の温度で焼戻しされた冷間工具鋼が開示されている。同文献には、一次の共晶炭化物を少なくすることによって靱性が向上する点、及び、各成分を調整し450℃以上の焼戻しで二次硬化硬さを上昇させることによって、工具寿命と放電加工性が大幅に改善される点が記載されている。   In order to solve this problem, various proposals have heretofore been made. For example, in Patent Document 1, C: 0.75 to 1.75 wt%, Si: 0.5 to 3.0 wt%, Mn: 0.1 to 2.0 wt%, Cr: 5.0 to 11.0 wt% , Mo: 1.3 to 5.0 wt%, V: 0.1 to 5.0 wt%, the balance is made of Fe and impurities, and a cold tool steel tempered at a temperature of 450 ° C or higher is disclosed. ing. In this document, tool life and electrical discharge machining are achieved by improving the toughness by reducing the primary eutectic carbide, and by increasing the secondary hardening hardness by adjusting each component and tempering at 450 ° C or higher. It describes that the performance is greatly improved.

また、特許文献2には、所定の組成を有し、かつ、炭化物凝集部の凝集サイズが100μm以下である冷間工具鋼が開示されている。同文献には、凝集サイズを100μm以下とすると、炭化物における亀裂発生及び亀裂伝搬が抑制され、工具寿命が向上する点が記載されている。   Patent Document 2 discloses a cold tool steel having a predetermined composition and an aggregate size of carbide aggregate portions of 100 μm or less. This document describes that when the aggregate size is 100 μm or less, crack generation and crack propagation in the carbide are suppressed, and the tool life is improved.

また、特許文献3には、所定の組成を有し、かつ、α値(=0.706+0.541C−0.063Cr+0.033Mo−0.232V)が0.7〜1.0、β値(=Mo当量+1.9V当量)が3.0〜6.0である高硬度冷間工具鋼が開示されている。同文献には、α値及びβ値のこの範囲とすることによって、粗大炭化物及び凝集炭化物の形成が抑制され、硬質表面層との密着性が向上する点が記載されている。   Patent Document 3 has a predetermined composition, and an α value (= 0.706 + 0.541C−0.063Cr + 0.033Mo−0.232V) is 0.7 to 1.0, and a β value (= A high hardness cold tool steel having a Mo equivalent of 1.9 V equivalent) of 3.0 to 6.0 is disclosed. This document describes that by setting the α value and β value in this range, the formation of coarse carbides and aggregated carbides is suppressed, and the adhesion to the hard surface layer is improved.

また、特許文献4には、所定の組成を有し、かつ、5〜35vol%の残留オーステナイトを平均粒径0.01〜2μmに微細分散させた冷間工具鋼が開示されている。同文献には、所定量の残留オーステナイトを微細分散させることにより、耐疲労性が向上する点が記載されている。   Patent Document 4 discloses a cold tool steel having a predetermined composition and finely dispersing 5-35 vol% retained austenite to an average particle size of 0.01 to 2 μm. This document describes that fatigue resistance is improved by finely dispersing a predetermined amount of retained austenite.

さらに、特許文献5には、所定の組成を有し、かつ、被削性を改善するために快削元素を含有させるとともに、C含有量を減少させることが開示されている。また、高温焼戻しにより残留応力が除去されて放電加工による割れを防止することができることが記載されている。   Furthermore, Patent Document 5 discloses that a free-cutting element is contained in order to improve the machinability, and the C content is reduced in order to improve the machinability. Further, it is described that residual stress is removed by high-temperature tempering and cracking due to electric discharge machining can be prevented.

特開昭59−179762号公報JP 59-179762 A 特開2002−12952号公報JP 2002-12952 A 特開2000−073142号公報JP 2000-073142 A 特開2004−035920号公報JP 2004-035920 A 特開2000−355737号公報JP 2000-355737 A

試作用の金型やロット数の少ない金型では、特に型寿命よりも優れた加工性が要求される。すなわち、加工方法には、切削加工、放電加工、ワイヤー放電加工等があるが、ある種の用途においては、いずれの加工方法でも加工しやすく、かつ、通常の金型と同じ硬さであるHRC60以上を確保することができる冷間工具鋼が求められている。   In the case of a prototype mold or a mold with a small number of lots, workability superior to the mold life is particularly required. In other words, the machining methods include cutting, electric discharge machining, wire electric discharge machining, etc., but in certain applications, HRC60 is easily machined by any machining method and has the same hardness as a normal mold. There is a need for cold work tool steel that can ensure the above.

しかしながら、SKD11に代表される従来の冷間工具鋼は、所定の耐摩耗性を確保するために晶出炭化物を多量に分散させているので、焼なまし状態であっても切削加工性に劣るという問題がある。また、ワイヤー放電加工時に、晶出炭化物によってワイヤーが切断される場合がある。   However, since the conventional cold tool steel represented by SKD11 has a large amount of crystallized carbide dispersed in order to ensure a predetermined wear resistance, it is inferior in machinability even in the annealed state. There is a problem. Moreover, a wire may be cut | disconnected by the crystallization carbide | carbonized_material at the time of wire electric discharge machining.

また、加工性を改善するために晶出炭化物の量を減少させた材料も知られているが、従来の材料では、高温焼戻し時にHRC60以上を確保することが困難である。一方、このような材料において、高硬度を得るために低温焼き戻しを行うと、焼入れ時に材料内部に発生した残留応力を除去することができない。そのため、このような材料に対して放電加工やワイヤー放電加工を行うと、その残留応力がバランスを失い、材料に亀裂が発生したり、あるいは、割れる場合がある。   In addition, a material in which the amount of crystallized carbide is reduced in order to improve workability is also known, but it is difficult to ensure HRC 60 or more at high temperature tempering with conventional materials. On the other hand, in such a material, if low temperature tempering is performed in order to obtain high hardness, the residual stress generated in the material during quenching cannot be removed. Therefore, when electric discharge machining or wire electric discharge machining is performed on such a material, the residual stress may lose balance, and the material may crack or crack.

これに対し、特許文献1に開示されている冷間工具鋼は、SKD11よりも晶出炭化物を減少させると同時に、成分調整を行っているので、HRC60以上の硬度を確保でき、かつ、加工性もある程度改善されている。しかしながら、特許文献1に開示された冷間工具鋼であっても、加工性の改善は、不十分である。また、特許文献2〜5には、高い硬度を維持しつつ、加工性を改善する具体的手段については、開示されていない。   On the other hand, the cold tool steel disclosed in Patent Document 1 reduces the amount of crystallized carbide as compared with SKD11, and at the same time, adjusts the components, so it can secure hardness of HRC60 or higher and workability. Has also been improved to some extent. However, even with the cold tool steel disclosed in Patent Document 1, improvement in workability is insufficient. Patent Documents 2 to 5 do not disclose specific means for improving workability while maintaining high hardness.

本発明が解決しようとする課題は、焼戻し後の硬さがHRC60以上であり、かつ、加工性に優れた冷間工具鋼を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a cold tool steel having a hardness after tempering of HRC60 or more and excellent workability.

上記課題を解決するために本発明に係る冷間工具鋼は、
0.4≦K値≦2.6(但し、K値=Cr(wt%)−6.8C(wt%))、
15.5≦L値≦21.0(但し、L値=Cr(wt%)+15.5C(wt%))、
0.60wt%<Si≦2.0wt%、
0.10wt%≦Mn≦1.0wt%、
0.03wt%<S≦0.2wt%、
1.25wt%<Mo+0.5W<3.0wt%、及び、
0.05wt%≦V≦1.0wt%、
を含み、残部がFe及び不可避的な不純物からなり、
焼入れ後、450℃以上での焼戻しにより得られる最高硬さがHRC61以上であることを要旨とする。
In order to solve the above problems, the cold work tool steel according to the present invention,
0.4 ≦ K value ≦ 2.6 (where K value = Cr (wt%) − 6.8 C (wt%)),
15.5 ≦ L value ≦ 21.0 (where L value = Cr (wt%) + 15.5 C (wt%)),
0.60 wt% <Si ≦ 2.0 wt%,
0.10 wt% ≦ Mn ≦ 1.0 wt%,
0.03 wt% <S ≦ 0.2 wt%,
1.25 wt% <Mo + 0.5 W <3.0 wt%, and
0.05 wt% ≦ V ≦ 1.0 wt%,
And the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The gist is that the maximum hardness obtained by tempering at 450 ° C. or higher after quenching is HRC 61 or higher.

本発明に係る冷間工具鋼は、K値を所定の範囲としたので、高温焼戻し後の最高硬さをHRC61以上とすることができる。また、L値を所定の範囲としたので、切削性が向上し、かつ、ワイヤー放電加工時におけるワイヤー切断を抑制することができる。さらに、Sに加えて、0.6wt%以上のSiを添加したので、従来の快削鋼と同等以上の被削性が得られる。   Since the cold tool steel according to the present invention has a K value in a predetermined range, the maximum hardness after high-temperature tempering can be HRC 61 or more. Moreover, since L value was made into the predetermined range, machinability improves and the wire cutting at the time of wire electric discharge machining can be suppressed. Furthermore, since 0.6 wt% or more of Si is added in addition to S, machinability equivalent to or higher than that of conventional free-cutting steel can be obtained.

以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。本発明に係る冷間工具鋼は、以下のような元素を含み、残部が実質的にFe及び不可避的不純物からなる。添加元素の種類、その成分範囲、及びその限定理由は、以下の通りである。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. The cold tool steel according to the present invention contains the following elements, with the balance being substantially composed of Fe and inevitable impurities. The kind of additive element, its component range, and the reason for limitation are as follows.

(1) 0.4≦K値≦2.6(但し、K値=Cr(wt%)−6.8C(wt%))。
K値は、適正な焼入れ温度におけるマトリックス中の残留Cr量を表す。K値が0.4未満である場合又は2.6を超える場合、いずれも、焼戻しの際の二次硬化に寄与する炭化物の形成量が減少し、450℃以上の高温焼戻しで硬さHRC61以上を得ることが困難となる。K値は、さらに好ましくは、0.45以上2.5以下、さらに好ましくは、0.6以上2.4以下である。
(1) 0.4 ≦ K value ≦ 2.6 (where K value = Cr (wt%) − 6.8 C (wt%)).
The K value represents the amount of residual Cr in the matrix at an appropriate quenching temperature. When the K value is less than 0.4 or exceeds 2.6, the amount of carbides that contribute to secondary hardening during tempering is reduced, and the hardness is HRC 61 or more at high temperature tempering of 450 ° C. or higher. It becomes difficult to obtain. The K value is more preferably 0.45 or more and 2.5 or less, and further preferably 0.6 or more and 2.4 or less.

(2) 15.5≦L値≦21.0(但し、L値=Cr(wt%)+15.5C(wt%))。
L値は、材料中に含まれる晶出炭化物の量を表し、L値が大きくなるほど、晶出炭化物の量が多くなることを意味する。L値が15.5未満である場合、晶出炭化物がほぼ形成されなくなるだけでなく、適正な焼入れ温度でのマトリックス成分が変化してしまうため、必要な硬さを得ることができない。一方、L値が21.0を超える場合、晶出炭化物の量が過剰となり、切削加工性、放電加工性、及び、靱性が低下する。但し、完全に晶出炭化物を無くすと、焼入れ時に結晶粒が粗大化し、あるいは、混粒となるので、晶出炭化物は、ある程度残っていた方がよい。L値は、さらに好ましくは、15.8以上20.8以下、さらに好ましくは、16.0以上20.5以下である。
(2) 15.5 ≦ L value ≦ 21.0 (where L value = Cr (wt%) + 15.5 C (wt%)).
The L value represents the amount of crystallized carbide contained in the material, and means that the amount of crystallized carbide increases as the L value increases. When the L value is less than 15.5, not only crystallized carbides are hardly formed, but also the matrix component at an appropriate quenching temperature changes, so that the required hardness cannot be obtained. On the other hand, when the L value exceeds 21.0, the amount of crystallized carbide becomes excessive, and the machinability, electrical discharge machinability, and toughness are reduced. However, if the crystallized carbide is completely eliminated, the crystal grains become coarse or mixed during quenching, so it is better that the crystallized carbide remains to some extent. The L value is more preferably 15.8 or more and 20.8 or less, and further preferably 16.0 or more and 20.5 or less.

なお、晶出炭化物とは、円相当径で約10μmを超える大きな炭化物であり、主にM(Mは、Cr、Moなど)で表されるものをいう。L値が15.5〜21.0というのは、晶出炭化物の占める重量割合では、0.20wt%〜4.0wt%に相当する。 The crystallized carbide is a large carbide having an equivalent circle diameter exceeding about 10 μm, and is mainly expressed by M 7 C 3 (M is Cr, Mo, etc.). The L value of 15.5 to 21.0 corresponds to 0.20 wt% to 4.0 wt% in terms of the weight ratio occupied by the crystallized carbide.

(3) 0.60wt%<Si≦2.0wt%以下。
Siは、脱酸元素として添加されるため、通常、鋼中に含まれる。本発明においては、切削加工を容易にするために、Siを積極的に添加する。Si添加による切削性の向上は、焼きなまし後の低硬度(HRB95前後)の状態だけでなく、焼入れ焼戻し後の高硬度(HRC61以上)の状態でも得られる。また、Si添加は、高温焼戻し硬さの向上にも寄与する。
このような効果を得るためには、Siは、0.6wt%を超える添加が必要である。一方、Siを過剰に添加しても、その効果は飽和する。従って、Si量は、2.0wt%以下が好ましい。Si量は、さらに好ましくは、0.65wt%以上1.8wt%以下、さらに好ましくは、0.70wt%以上1.5wt%以下である。
(3) 0.60 wt% <Si ≦ 2.0 wt% or less.
Since Si is added as a deoxidizing element, it is usually contained in steel. In the present invention, Si is positively added to facilitate cutting. The improvement of machinability by adding Si can be obtained not only in a low hardness state after annealing (around HRB95) but also in a high hardness state after quenching and tempering (HRC 61 or higher). Moreover, Si addition contributes also to the improvement of high temperature tempering hardness.
In order to obtain such an effect, Si needs to be added exceeding 0.6 wt%. On the other hand, even if Si is added excessively, the effect is saturated. Accordingly, the Si amount is preferably 2.0 wt% or less. The amount of Si is more preferably 0.65 wt% or more and 1.8 wt% or less, and further preferably 0.70 wt% or more and 1.5 wt% or less.

(4) 0.10wt%≦Mn≦1.0wt%。
Mnは、焼入れ性を高め、硬さ及び強度を向上させる作用がある。また、快削化元素であるSと反応して介在物を形成し、切削性を向上させる効果がある。このような効果を得るためには、Mnは、0.10wt%以上の添加が必要である。一方、Mnを過剰に添加すると、熱間加工性が低下する。従って、Mn量は、1.0wt%以下が好ましい。
(4) 0.10 wt% ≦ Mn ≦ 1.0 wt%.
Mn has the effect of increasing the hardenability and improving the hardness and strength. Moreover, it reacts with S which is a free-cutting element, forms an inclusion, and has the effect of improving machinability. In order to obtain such an effect, Mn needs to be added in an amount of 0.10 wt% or more. On the other hand, when Mn is added excessively, the hot workability is lowered. Therefore, the amount of Mn is preferably 1.0 wt% or less.

(5) 0.03wt%≦S≦0.20wt%。
Sは、快削化元素であり、Mnと結合して介在物を形成し、切削性を向上させる。S添加による切削性の向上は、焼きなまし後の低硬度(HRB95前後)の状態だけでなく、焼入れ焼戻し後の高硬度(HRC61以上)の状態でも得られる。
このような効果を得るためには、Sは、0.03wt%以上の添加が必要である。但し、S量が多すぎると、材料断面方向でのシャルピー衝撃試験が大きく低下し、熱間加工性も低下する。従って、S量は、0.20wt%以下が好ましい。
(5) 0.03 wt% ≦ S ≦ 0.20 wt%.
S is a free-cutting element and combines with Mn to form inclusions, thereby improving machinability. The improvement in machinability by adding S can be obtained not only in a low hardness state after annealing (around HRB95) but also in a high hardness state after quenching and tempering (HRC 61 or more).
In order to obtain such an effect, S needs to be added in an amount of 0.03 wt% or more. However, if the amount of S is too large, the Charpy impact test in the material cross-sectional direction is greatly reduced, and hot workability is also reduced. Therefore, the amount of S is preferably 0.20 wt% or less.

(6) 1.25wt%<Mo+0.5W<3.0wt%。
Mo及びWは、炭化物を形成し、450℃以上の焼戻しでの二次硬化量を大きくする。また、MoとWは同様の効果をもたらすが、Moと同等の効果を得るには、2倍のW量が必要である。そのため、Mo+0.5Wで記述されるMo当量で規定する。
焼入れ焼戻し後の硬さHRC61以上を得るためには、Mo当量は、1.25wt%より多くする必要がある。但し、Mo当量が多くなりすぎると、熱間加工性の低下、靱性の低下、被削性の低下がおこる。従って、Mo当量は、3.0wt%より少なくするのが好ましい。
(6) 1.25 wt% <Mo + 0.5 W <3.0 wt%.
Mo and W form carbides and increase the amount of secondary hardening in tempering at 450 ° C. or higher. Mo and W bring about the same effect, but in order to obtain the same effect as Mo, twice the amount of W is required. Therefore, it is defined by the Mo equivalent described by Mo + 0.5W.
In order to obtain hardness HRC61 or more after quenching and tempering, the Mo equivalent needs to be greater than 1.25 wt%. However, if the Mo equivalent is too large, the hot workability, the toughness, and the machinability are reduced. Therefore, the Mo equivalent is preferably less than 3.0 wt%.

(7) 0.05wt%≦V≦1.0wt%。
Vは、安定な炭化物を形成し、結晶粒粗大化防止に効果がある。また、炭化物の形成により耐摩耗性や硬さ向上に寄与する。これらの効果を得るためには、Vは、0.05wt%以上の添加が必要である。但し、V量が多くなりすぎると、炭化物量の増加による被削性の低下、熱間加工性の低下がおこる。従って、V量は、1.0wt%以下が好ましい。
(7) 0.05 wt% ≦ V ≦ 1.0 wt%.
V forms a stable carbide and is effective in preventing crystal grain coarsening. In addition, the formation of carbides contributes to improved wear resistance and hardness. In order to obtain these effects, V needs to be added at 0.05 wt% or more. However, if the amount of V becomes too large, the machinability and hot workability deteriorate due to an increase in the amount of carbide. Therefore, the V amount is preferably 1.0 wt% or less.

また、本発明に係る冷間工具鋼は、上述した元素に加えて、以下のような1種又は2種以上の元素をさらに含んでいても良い。各元素の成分範囲及び限定理由は、以下の通りである。   Moreover, in addition to the element mentioned above, the cold tool steel which concerns on this invention may further contain the following 1 type, or 2 or more types of elements. The component ranges of each element and the reasons for limitation are as follows.

(8) 0.005wt%≦Se≦0.10wt%。
(9) 0.005wt%≦Te≦0.10wt%。
(10) 0.0002wt%≦Ca≦0.010wt%。
(11) 0.005wt%≦Pb≦0.10wt%。
(12) 0.005wt%≦Bi≦0.10wt%。
(8) 0.005 wt% ≦ Se ≦ 0.10 wt%.
(9) 0.005 wt% ≦ Te ≦ 0.10 wt%.
(10) 0.0002 wt% ≦ Ca ≦ 0.010 wt%.
(11) 0.005 wt% ≦ Pb ≦ 0.10 wt%.
(12) 0.005 wt% ≦ Bi ≦ 0.10 wt%.

Se、Te、Ca、Pb、及び/又は、Biは、切削性を向上させる目的で添加することができる。また、これらの元素の添加は、いずれも、Si添加による切削性向上を阻害しない。
Se及びTeは、Mn硫化物のSの代替元素として利用することができる。また、Caは、酸化物を形成するか、あるいは、Mn硫化物中に固溶し、切削加工時に切削工具表面に保護膜を形成することによって、切削性を向上させる。さらに、Pb及びBiは、低融点の物質であるため、切削加工により発生する熱によって溶融し、切削工具と切屑の間に潤滑効果をもたらし、切削性を向上させる。
これらの効果を得るためには、上述した下限以上の添加が必要である。但し、添加量が多くなりすぎると、機械的特性の劣化を招くので、添加量は、上述した上限以下とするのが好ましい。
Se, Te, Ca, Pb, and / or Bi can be added for the purpose of improving machinability. In addition, any of these elements does not hinder improvement in machinability due to the addition of Si.
Se and Te can be used as substitute elements for S in Mn sulfide. Moreover, Ca improves the machinability by forming an oxide or forming a protective film on the surface of the cutting tool at the time of cutting by forming a solid solution in Mn sulfide. Furthermore, since Pb and Bi are substances having a low melting point, they are melted by the heat generated by the cutting process, provide a lubricating effect between the cutting tool and the chips, and improve the machinability.
In order to obtain these effects, addition above the lower limit described above is necessary. However, if the addition amount is too large, the mechanical properties are deteriorated, so the addition amount is preferably set to the upper limit or less.

(13) 0.01wt%≦Cu≦2.0wt%。
(14) 0.01wt%≦Ni≦2.0wt%。
(15) 0.20wt%≦Co≦1.0wt%。
(16) 0.0003wt%≦B≦0.010wt%。
(13) 0.01 wt% ≦ Cu ≦ 2.0 wt%.
(14) 0.01 wt% ≦ Ni ≦ 2.0 wt%.
(15) 0.20 wt% ≦ Co ≦ 1.0 wt%.
(16) 0.0003 wt% ≦ B ≦ 0.010 wt%.

Cu、Ni、Co、及び、Bは、いずれも、マトリックス中に固溶し、焼入れ性を向上させる効果がある。また、Niは、衝撃遷移温度を低下させることによる靱性の向上、及び、靱性向上による溶接性の劣化を防止する効果もある。さらに、冷間金型では高張力鋼や加工条件によっては、加工発熱により局部的に金型温度が上昇することもある。Coは、高温強度を向上させ、このような温度上昇による金型のへたれを防止する効果がある。
これらの効果を得るためには、これらの元素の添加量は、上述した下限値以上とするのが好ましい。但し、添加量が多くなりすぎると、機械的特性の劣化を招くので、添加量は、上述した上限以下とするのが好ましい。
Cu, Ni, Co, and B are all dissolved in the matrix and have the effect of improving the hardenability. Ni also has an effect of improving toughness by lowering the impact transition temperature and preventing deterioration of weldability by improving toughness. Furthermore, in the cold mold, depending on the high-tensile steel and the processing conditions, the mold temperature may rise locally due to processing heat generation. Co has the effect of improving the high-temperature strength and preventing the mold from sagging due to such a temperature rise.
In order to obtain these effects, it is preferable that the amount of these elements added be equal to or higher than the lower limit value described above. However, if the addition amount is too large, the mechanical properties are deteriorated, so the addition amount is preferably set to the upper limit or less.

(17) 0.001wt%≦P≦0.030wt%。
(18) 0.0050wt%≦N≦0.050wt%。
(19) 0.001wt%≦Al≦0.10wt%。
(20) 0.0002wt%≦O≦0.010wt%。
(17) 0.001 wt% ≦ P ≦ 0.030 wt%.
(18) 0.0050 wt% ≦ N ≦ 0.050 wt%.
(19) 0.001 wt% ≦ Al ≦ 0.10 wt%.
(20) 0.0002 wt% ≦ O ≦ 0.010 wt%.

P、N、Oは、鋼中に不可避的に含まれる。Pは結晶粒界に偏析し、Oは酸化物を形成し、Nは窒化物を形成する。また、Alは、鋼中のOやNと反応し、酸化粒や窒化物を形成する。これらの元素は、添加量を低減させることにより靱性を向上させることが可能となる。このような効果を得るためには、これらの元素の添加量は、上述した上限値以下にすることが望ましい。望ましくは、P≦0.020wt%以下、N≦0.030wt%以下、Al≦0.050wt%以下、O≦0.050wt%以下である。
但し、Alの酸化物や窒化物は、結晶粒の粗大化防止に寄与するので、これらの元素を低減させすぎると、逆に結晶粒を粗大化させ、靱性を低下させる。また、これらの元素を必要以上に低減させることは、製造コストの増加につながる。さらに、これらの元素がある一定値以下になると、靱性向上の効果も飽和する。従って、これらの元素は、上述した下限値以上とするのが好ましい。
P, N, and O are inevitably contained in the steel. P segregates at the grain boundaries, O forms an oxide, and N forms a nitride. Al reacts with O and N in steel to form oxide grains and nitrides. These elements can improve toughness by reducing the addition amount. In order to obtain such an effect, it is desirable that the addition amount of these elements be equal to or less than the above-described upper limit value. Desirably, P ≦ 0.020 wt% or less, N ≦ 0.030 wt% or less, Al ≦ 0.050 wt% or less, and O ≦ 0.050 wt% or less.
However, Al oxides and nitrides contribute to prevention of coarsening of crystal grains. Therefore, if these elements are excessively reduced, the crystal grains are conversely coarsened and toughness is lowered. Moreover, reducing these elements more than necessary leads to an increase in manufacturing costs. Furthermore, when these elements are below a certain value, the effect of improving toughness is saturated. Therefore, these elements are preferably set to be equal to or higher than the lower limit value described above.

(21) 0.010wt%≦Nb≦0.10wt%。
(22) 0.005wt%≦Ta≦0.10wt%。
(23) 0.005wt%≦Ti≦0.10wt%。
(24) 0.005wt%≦Zr≦0.10wt%。
(25) 0.005wt%≦Mg≦0.10wt%。
(26) 0.005wt%≦REM≦0.10wt%。
(21) 0.010 wt% ≦ Nb ≦ 0.10 wt%.
(22) 0.005 wt% ≦ Ta ≦ 0.10 wt%.
(23) 0.005 wt% ≦ Ti ≦ 0.10 wt%.
(24) 0.005 wt% ≦ Zr ≦ 0.10 wt%.
(25) 0.005 wt% ≦ Mg ≦ 0.10 wt%.
(26) 0.005 wt% ≦ REM ≦ 0.10 wt%.

Nb、Ta、Ti、Zr、Mg、及び、REMは、いずれも靱性を向上させる効果がある。これらの内、Nb、Ta、Ti、及び、Zrは、微細な炭窒化物を形成し、結晶粒を微細化させることによって靱性を向上させる効果がある。一方、Mg、REMは、マトリックス中の酸素量を低減させることによって靱性を向上させる効果がある。
このような効果を得るためには、これらの元素の添加量は、上述した下限値以上とするのが好ましい。但し、添加量が多くなりすぎると、靱性の低下や溶接性の低下がおこる。従って、これらの元素の添加量は、上述した上限値以下とするのが好ましい。
Nb, Ta, Ti, Zr, Mg, and REM are all effective in improving toughness. Among these, Nb, Ta, Ti, and Zr have the effect of improving toughness by forming fine carbonitrides and making crystal grains finer. On the other hand, Mg and REM have the effect of improving toughness by reducing the amount of oxygen in the matrix.
In order to obtain such an effect, the amount of these elements added is preferably equal to or greater than the lower limit value described above. However, if the amount added is too large, the toughness and weldability are reduced. Therefore, it is preferable that the addition amount of these elements is not more than the above-described upper limit value.

上述のような組成を有する材料に対して焼入れ焼戻しを行うと、本発明に係る冷間工具鋼が得られる。この場合、焼戻し温度が低いと、焼入れ時に導入された残留応力の開放が不十分となり、放電加工性が低下する。従って、焼戻し温度は、450℃以上が好ましい。本発明に係る冷間工具鋼は、合金成分が最適化されているので、450℃以上の高温で焼戻しを行っても、高い硬度(具体的には、最高硬さがHRC61以上)が得られる。   When the material having the above composition is quenched and tempered, the cold tool steel according to the present invention is obtained. In this case, if the tempering temperature is low, the residual stress introduced at the time of quenching is insufficiently released, and the electric discharge processability is lowered. Accordingly, the tempering temperature is preferably 450 ° C. or higher. In the cold tool steel according to the present invention, the alloy components are optimized, so that even when tempering is performed at a high temperature of 450 ° C. or higher, high hardness (specifically, the maximum hardness is HRC 61 or higher) is obtained. .

また、旧オーステナイトの結晶粒径は、靱性に影響を与える。高い靱性を有する冷間工具鋼を得るためには、旧オーステナイトの結晶粒径は、小さい方が好ましい。但し、結晶粒径が小さくなりすぎても、その効果は小さく、むしろ高コスト化を招く。従って、旧オーステナイトの粒径は、結晶粒度Gqに換算して、3.0以上8.0以下が好ましい。なお、「結晶粒度Gq」とは、JIS G0551に記載の方法を用いて測定された、焼入れ後の旧オーステナイトの結晶粒度である。   Moreover, the crystal grain size of prior austenite affects toughness. In order to obtain a cold work tool steel having high toughness, the crystal grain size of prior austenite is preferably smaller. However, even if the crystal grain size becomes too small, the effect is small, and the cost is rather increased. Therefore, the grain size of the prior austenite is preferably 3.0 or more and 8.0 or less in terms of the crystal grain size Gq. The “crystal grain size Gq” is the crystal grain size of prior austenite after quenching, measured using the method described in JIS G0551.

冷間工具鋼中に含まれる炭化物は、焼入れ時などでの結晶粒径の粗大化を防止させる効果を持つ。しかしながら、本発明においては、SKD11等の従来の冷間工具鋼に比べて炭化物量を少なくしているので、比較的結晶粒径が粗大化しやすい。従って、結晶粒度Gqを適正化し、高い靱性を得るためには、適正な温度で焼入れ処理を行う必要がある。焼入れ温度は、具体的には、950℃以上1080℃以下が好ましい。この温度範囲で焼入れを行うと、結晶粒径の粗大化を防止することができる。   The carbide contained in the cold tool steel has an effect of preventing the crystal grain size from becoming coarse during quenching. However, in the present invention, the amount of carbide is reduced as compared with the conventional cold tool steel such as SKD11, so that the crystal grain size is relatively likely to become coarse. Therefore, in order to optimize the crystal grain size Gq and obtain high toughness, it is necessary to perform a quenching process at an appropriate temperature. Specifically, the quenching temperature is preferably 950 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower. When quenching is performed within this temperature range, the crystal grain size can be prevented from becoming coarse.

本発明は、基本的にはS添加による快削化であるため、A系介在物は、ある一定の範囲にあることが望ましい。ここで、「A系介在物」とは、JIS G0555に記載の介在物評価方法を用いて判定される介在物であり、主に硫化物が相当する。   Since the present invention is basically free-cutting by adding S, it is desirable that the A-based inclusions are in a certain range. Here, “A inclusions” are inclusions determined using the inclusion evaluation method described in JIS G0555, and mainly sulfides.

被削性に優れた冷間工具鋼を得るためには、dA60×400は、0.10%以上1.50%以下が好ましい。ここで、「dA60×400」とは、JIS G0555に記載の方法に基づいて測定されたA系介在物の清浄度であって、光学顕微鏡400倍視野にて、60視野観察した時の清浄度である。また、さらに高い被削性を得るためには、その最大長さが20μm以下であるA系介在物の割合が、A系介在物全体の30%以上であることが好ましい。   In order to obtain a cold tool steel excellent in machinability, dA60 × 400 is preferably 0.10% or more and 1.50% or less. Here, “dA60 × 400” is the cleanliness of the A-based inclusions measured based on the method described in JIS G0555, and the cleanliness when 60 fields are observed with an optical microscope 400 times field of view. It is. In order to obtain even higher machinability, the ratio of A-based inclusions having a maximum length of 20 μm or less is preferably 30% or more of the entire A-based inclusions.

このようなA系介在物を形成するためには、S量に適したMn量が添加されていなければならない。Mn量は、最低限、1.7×S量以上が必要である。但し、Mnは、焼入れ性を高めるためにも必要とされるため、通常は、S量に適したMn量よりも多く添加される。   In order to form such A-based inclusions, an amount of Mn suitable for the amount of S must be added. The minimum amount of Mn is 1.7 × S or more. However, since Mn is also required for enhancing the hardenability, it is usually added more than the Mn amount suitable for the S amount.

また、B系介在物及びC系介在物(アルミナ、他の酸化物など)は、快削化の弊害となるだけでなく、シャルピー衝撃値の低下を引き起こすため、できる限り低減することが好ましい。ここで、「B系介在物」、及び、「C系介在物」とは、JIS G0555に記載の介在物評価方法を用いて判定される介在物をいう。
快削性及び耐衝撃性に優れた冷間工具鋼を得るためには、d(B+C)60×400は、具体的には、0.05%以下が好ましい。ここで、「d(B+C)60×400」とは、JIS G0555に記載の方法に基づいて測定されたB系介在物及びC系介在物の清浄度であって、光学顕微鏡400倍視野にて、60視野観察した時の清浄度である。
In addition, B-based inclusions and C-based inclusions (alumina, other oxides, etc.) not only cause adverse effects of free cutting, but also cause a decrease in Charpy impact value, so it is preferable to reduce them as much as possible. Here, “B inclusions” and “C inclusions” refer to inclusions determined using the inclusion evaluation method described in JIS G0555.
In order to obtain a cold tool steel excellent in free cutting property and impact resistance, d (B + C) 60 × 400 is specifically preferably 0.05% or less. Here, “d (B + C) 60 × 400” is the cleanliness of B-type inclusions and C-type inclusions measured based on the method described in JIS G0555, and the optical microscope has a 400 × field of view. The cleanliness when 60 fields of view are observed.

次に、本発明に係る冷間工具鋼の作用について説明する。晶出炭化物は硬度が高いので、これを多量に分散させると、冷間工具鋼の耐摩耗性を高くすることができる。しかしながら、多量の晶出炭化物は、被削性を低下させるだけでなく、ワイヤー放電加工時におけるワイヤー断線の原因となる。また、晶出炭化物は、一般にサイズが大きいので、割れの起点となりやすい。一方、晶出炭化物の量が少なすぎると、硬度低下、結晶粒の粗大化、及び、靱性の低下を招く。   Next, the operation of the cold tool steel according to the present invention will be described. Since the crystallized carbide has high hardness, the wear resistance of the cold tool steel can be increased by dispersing the crystallized carbide in a large amount. However, a large amount of crystallized carbide not only lowers machinability but also causes wire breakage during wire electric discharge machining. In addition, the crystallized carbide is generally large in size, and therefore tends to be a starting point of cracking. On the other hand, if the amount of crystallized carbide is too small, the hardness decreases, the crystal grains become coarse, and the toughness decreases.

これに対し、本発明に係る冷間工具鋼は、L値を最適化し、晶出炭化物の量を相対的に低減したので、切削性が向上し、ワイヤー放電加工時におけるワイヤー断線のトラブルも減少する。また、割れの起点となる粗大な晶出炭化物の量が少なくなり、かつ、結晶粒も微細化されるので、高い靱性を得ることができる。   On the other hand, the cold tool steel according to the present invention optimizes the L value and relatively reduces the amount of crystallized carbide, so that the machinability is improved and the trouble of wire breakage during wire electric discharge machining is also reduced. To do. Further, since the amount of coarse crystallized carbide that becomes the starting point of cracking is reduced and the crystal grains are also refined, high toughness can be obtained.

また、上述したように、K値は、適正な焼入れ温度におけるマトリックス中での残留Cr量を表し、K値を最適化することによって、必要な二次硬化が得られる。Siは、快削化元素であると同時に、焼戻し温度全般にわたって、硬さの向上に寄与する。さらに、Mo当量は、二次硬化硬さに影響を与える。   Further, as described above, the K value represents the amount of residual Cr in the matrix at an appropriate quenching temperature, and the necessary secondary hardening can be obtained by optimizing the K value. Si is a free-cutting element and at the same time contributes to the improvement of hardness over the entire tempering temperature. Further, the Mo equivalent affects the secondary curing hardness.

本発明に係る冷間工具鋼は、K値を最適化することに加えて、Si量、Mo当量等の他の成分を最適化したので、焼入れ焼戻し時に冷間工具鋼として必要な硬さHRC61以上を確保することができる。
しかも、高温焼戻しが可能であるので、焼入れ時に発生した材料内部の残留応力を十分開放することができる。そのため、切削加工性に優れるだけでなく、放電加工やワイヤー放電加工した際にも、亀裂や割れの発生を防ぐことができる。
In the cold tool steel according to the present invention, in addition to optimizing the K value, other components such as the Si amount and the Mo equivalent have been optimized. Therefore, the hardness HRC61 required as a cold tool steel during quenching and tempering The above can be ensured.
Moreover, since high temperature tempering is possible, the residual stress inside the material generated during quenching can be sufficiently released. Therefore, not only is it excellent in machinability, but also generation of cracks and cracks can be prevented when electric discharge machining or wire electric discharge machining is performed.

さらに、高速域(回転速度が速い)での切削加工では、すくい面上への材料の溶着が発生しやすい。そのため、溶着部の形成と脱離が繰り返され、工具の摩耗が進行しやすい。これに対し、本発明に係る冷間工具鋼は、Siを0.6wt%以上添加したので、溶着が発生しにくくなり、工具摩耗を抑制することができる。そのため、従来の快削鋼以上の加工性を保有させることが可能となる。   Furthermore, in the cutting process in a high speed range (high rotation speed), the material is likely to be welded onto the rake face. Therefore, formation and detachment of the welded portion are repeated, and tool wear tends to proceed. On the other hand, since the cold tool steel according to the present invention is added with 0.6 wt% or more of Si, welding hardly occurs and tool wear can be suppressed. Therefore, it becomes possible to have workability higher than that of conventional free-cutting steel.

表1に示す成分組成の80kgの鋼材(実施例1〜20、及び、比較例1〜10)を高周波真空溶解炉で溶製した。次いで、これを造塊し、鋼塊を熱間鍛造して、対辺35×55mmの角棒とした。熱間鍛造後は、880℃から7℃/hrの冷却速度で徐冷する球状化焼きなましを行った。   80 kg of steel materials (Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 10) having the composition shown in Table 1 were melted in a high-frequency vacuum melting furnace. Next, this was ingoted, and the steel ingot was hot forged to obtain a square bar having a side of 35 × 55 mm. After hot forging, spheroidizing annealing was performed in which cooling was performed at a cooling rate of 880 ° C. to 7 ° C./hr.

Figure 2005325407
Figure 2005325407

得られた各鋼材について、被削性試験(エンドミル加工試験)、ワイヤー放電加工試験、硬さ評価、シャルピー衝撃試験、焼入れ後の結晶粒度Gq、及び、介在物の清浄度の評価を行った。   About each obtained steel material, machinability test (end mill processing test), wire electric discharge machining test, hardness evaluation, Charpy impact test, crystal grain size Gq after quenching, and cleanliness of inclusions were evaluated.

なお、被削性試験(エンドミル加工試験)は、焼きなまし状態の鋼材から切り出した試験片に対して行った。試験条件は、以下の通りである。
工具 :超硬M20(φ32mm)。
速度 :200m/min。
送り :0.15mm/rev。
切り込み幅 :4.5mm。
切り込み高さ:1.2mm。
切削油 :なし。
工具寿命 :横逃げ面最大摩耗量0.3mm到達時の切削距離。
評価方法 :比較鋼No.1の工具寿命を100とした時の相対評価。
In addition, the machinability test (end milling test) was performed on a test piece cut out from an annealed steel material. The test conditions are as follows.
Tool: Carbide M20 (φ32 mm).
Speed: 200 m / min.
Feed: 0.15 mm / rev.
Cutting width: 4.5 mm.
Cutting height: 1.2 mm.
Cutting oil: None.
Tool life: Cutting distance when the maximum amount of side flank wear reaches 0.3 mm.
Evaluation method: Comparative steel No. Relative evaluation with 1 tool life as 100.

ワイヤー放電加工試験は、以下の手順により行った。すなわち、焼きなまし後の鋼材から30×50×200mmの試験片を切り出し、試験片に対して所定の条件下で焼入れ焼戻しを行った。次に、試験片にドリルによりφ4mmの穴を開けた後、ワイヤー放電加工機により10×20mmの四角形状をくり付いた。放電加工後、1日放置し、試験片に発生したクラック数を測定した。   The wire electric discharge machining test was performed according to the following procedure. That is, a 30 × 50 × 200 mm test piece was cut out from the steel material after annealing, and the test piece was quenched and tempered under predetermined conditions. Next, after a hole of φ4 mm was drilled in the test piece, a 10 × 20 mm square shape was stuck with a wire electric discharge machine. After electric discharge machining, the sample was left for 1 day, and the number of cracks generated in the test piece was measured.

硬さは、焼きなまし後の鋼材から20mm四方の板形状の試験片を切り出し、所定の温度で焼入れ焼戻しを行った後の硬さを測定した。なお、硬さは、表2に示す特定の温度で焼戻しを行った時の値(試験硬さ)と、100〜600℃で焼戻しを行った時の硬さの最大値(最高硬さ)とを測定した。   The hardness was measured after cutting a 20 mm square plate-shaped test piece from the annealed steel material and quenching and tempering at a predetermined temperature. The hardness is a value when tempering at a specific temperature shown in Table 2 (test hardness) and a maximum value (maximum hardness) of hardness when tempering at 100 to 600 ° C. Was measured.

シャルピー衝撃試験は、焼きなまし後の鋼材から10Rノッチ形状のシャルピー衝撃試験片を作製し、所定の温度での焼入れ焼戻しを実施した後、室温にて行った。なお、衝撃値は、3個の試験片の平均値とした。   The Charpy impact test was performed at room temperature after producing a 10R-notch-shaped Charpy impact test piece from the annealed steel material, quenching and tempering at a predetermined temperature. The impact value was an average value of three test pieces.

さらに、結晶粒度Gqは、JIS G0551に記載の方法により測定した。また、介在物の清浄度は、JIS G0555に記載の方法(光学顕微鏡の倍率:400倍、視野数:60)により、A系介在物及び(B+C)系介在物について測定した。   Furthermore, the crystal grain size Gq was measured by the method described in JIS G0551. The cleanliness of inclusions was measured for A-type inclusions and (B + C) -type inclusions by the method described in JIS G0555 (magnification of optical microscope: 400 times, number of fields of view: 60).

表2に、焼入れ温度、焼戻し温度、及び、各種評価試験の結果を示す。また、図1に、L値と晶出炭化物の量との関係を示す。   Table 2 shows the quenching temperature, the tempering temperature, and the results of various evaluation tests. FIG. 1 shows the relationship between the L value and the amount of crystallized carbide.

Figure 2005325407
Figure 2005325407

図1に示すように、L値は、晶出炭化物の量との間に相関があり、L値が21.0を超えると、晶出炭化物の量は、4.0wt%を超える。比較例1、6〜10は、いずれもL値が相対的に高く、晶出炭化物の量が多い。そのため、衝撃値が低く、被削性も悪い。特に、比較例7、8については、ワイヤー放電加工時にワイヤーが断線した。また、比較例3、9、10は、焼戻し温度が450℃未満であるため、いずれも放電加工後に割れが発生した。さらに、比較例2、4、5は、Mn、Mo、V等の合金元素が本発明の範囲外にあるため、最高硬さは、HRC61未満であった。また、比較例6は、K値が大きすぎるために十分な二次硬化が得られず、最高硬さはHRC61未満であった。   As shown in FIG. 1, the L value has a correlation with the amount of crystallized carbide. When the L value exceeds 21.0, the amount of crystallized carbide exceeds 4.0 wt%. Comparative Examples 1 and 6 to 10 all have a relatively high L value and a large amount of crystallized carbide. Therefore, the impact value is low and the machinability is poor. In particular, in Comparative Examples 7 and 8, the wire was disconnected during wire electric discharge machining. Moreover, since the tempering temperature was less than 450 degreeC in Comparative Examples 3, 9, and 10, all generated cracks after electric discharge machining. Further, in Comparative Examples 2, 4, and 5, since the alloy elements such as Mn, Mo, and V are outside the scope of the present invention, the maximum hardness was less than HRC61. Further, in Comparative Example 6, since the K value was too large, sufficient secondary curing could not be obtained, and the maximum hardness was less than HRC61.

これに対し、発明鋼1〜20は、K値及びL値、並びに、他の合金元素量が最適化されているので、いずれも、最高硬さがHRC61以上であり、被削性及び放電加工性に優れ、衝撃値も高い値を示した。
また、図2に、Si添加量と被削性との関係を示す。図2より、Si量が0.6wt%以上になると、被削性が大幅に向上しているのがわかる。これは、所定量のSi量を添加することによって、溶着に起因する工具摩耗が抑制されたためである。
On the other hand, since the inventive steels 1 to 20 are optimized in K value and L value, and the amount of other alloy elements, all have a maximum hardness of HRC 61 or more, machinability and electric discharge machining. Excellent in impact and high impact value.
FIG. 2 shows the relationship between Si addition amount and machinability. FIG. 2 shows that the machinability is greatly improved when the Si amount is 0.6 wt% or more. This is because tool wear due to welding is suppressed by adding a predetermined amount of Si.

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。   The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明に係る冷間工具鋼は、各種冷間加工金型、各種冷間加工工具として使用することができる。   The cold tool steel according to the present invention can be used as various cold working dies and various cold working tools.

L値と晶出炭化物の量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between L value and the quantity of a crystallization carbide | carbonized_material. Si量と被削性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Si amount and machinability.

Claims (7)

0.4≦K値≦2.6(但し、K値=Cr(wt%)−6.8C(wt%))、
15.5≦L値≦21.0(但し、L値=Cr(wt%)+15.5C(wt%))、
0.60wt%<Si≦2.0wt%、
0.10wt%≦Mn≦1.0wt%、
0.03wt%<S≦0.2wt%、
1.25wt%<Mo+0.5W<3.0wt%、及び、
0.05wt%≦V≦1.0wt%、
を含み、残部がFe及び不可避的な不純物からなり、
焼入れ後、450℃以上での焼戻しにより得られる最高硬さがHRC61以上である冷間工具鋼。
0.4 ≦ K value ≦ 2.6 (where K value = Cr (wt%) − 6.8 C (wt%)),
15.5 ≦ L value ≦ 21.0 (where L value = Cr (wt%) + 15.5 C (wt%)),
0.60 wt% <Si ≦ 2.0 wt%,
0.10 wt% ≦ Mn ≦ 1.0 wt%,
0.03 wt% <S ≦ 0.2 wt%,
1.25 wt% <Mo + 0.5 W <3.0 wt%, and
0.05 wt% ≦ V ≦ 1.0 wt%,
And the balance consists of Fe and inevitable impurities,
A cold work tool steel whose maximum hardness obtained by tempering at 450 ° C. or higher after quenching is HRC 61 or higher.
0.005wt%≦Se≦0.10wt%
0.005wt%≦Te≦0.10wt%
0.0002wt%≦Ca≦0.010wt%、
0.005wt%≦Pb≦0.10wt%、及び、
0.005wt%≦Bi≦0.10wt%、
から選ばれる1種又は2種以上の元素をさらに含む請求項1に記載の冷間工具鋼。
0.005 wt% ≦ Se ≦ 0.10 wt%
0.005 wt% ≦ Te ≦ 0.10 wt%
0.0002 wt% ≦ Ca ≦ 0.010 wt%,
0.005 wt% ≦ Pb ≦ 0.10 wt%, and
0.005 wt% ≦ Bi ≦ 0.10 wt%,
The cold tool steel according to claim 1, further comprising one or more elements selected from the group consisting of:
0.01wt%≦Cu≦2.0wt%、
0.01wt%≦Ni≦2.0wt%、
0.20wt%≦Co≦1.0wt%、及び、
0.0003wt%≦B≦0.010wt%、
から選ばれる1種又は2種以上の元素をさらに含む請求項1又は2に記載の冷間工具鋼。
0.01 wt% ≦ Cu ≦ 2.0 wt%,
0.01 wt% ≦ Ni ≦ 2.0 wt%,
0.20 wt% ≦ Co ≦ 1.0 wt%, and
0.0003 wt% ≦ B ≦ 0.010 wt%,
The cold tool steel according to claim 1 or 2, further comprising one or more elements selected from the group consisting of:
0.0010wt%≦P≦0.030wt%、
0.0050wt%≦N≦0.050wt%、
0.0010wt%≦Al≦0.10wt%、及び、
0.0002wt%≦O≦0.010wt%、
から選ばれる1種又は2種以上の元素をさらに含む請求項1から3までのいずれかに記載の冷間工具鋼。
0.0010 wt% ≦ P ≦ 0.030 wt%,
0.0050 wt% ≦ N ≦ 0.050 wt%,
0.0010 wt% ≦ Al ≦ 0.10 wt%, and
0.0002 wt% ≦ O ≦ 0.010 wt%,
The cold tool steel according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more elements selected from the group consisting of:
0.010wt%≦Nb≦0.10wt%、
0.005wt%≦Ta≦0.10wt%、
0.005wt%≦Ti≦0.10wt%、
0.005wt%≦Zr≦0.10wt%、
0.005wt%≦Mg≦0.10wt%、及び、
0.005wt%≦REM≦0.10wt%、
から選ばれる1種又は2種以上の元素をさらに含む請求項1から4までのいずれかに記載の冷間工具鋼。
0.010 wt% ≦ Nb ≦ 0.10 wt%,
0.005 wt% ≦ Ta ≦ 0.10 wt%,
0.005 wt% ≦ Ti ≦ 0.10 wt%,
0.005 wt% ≦ Zr ≦ 0.10 wt%,
0.005 wt% ≦ Mg ≦ 0.10 wt%, and
0.005 wt% ≦ REM ≦ 0.10 wt%,
The cold tool steel according to any one of claims 1 to 4, further comprising one or more elements selected from the group consisting of:
0.10%≦dA60×400≦1.50%
である請求項1から5までのいずれかに記載の冷間工具鋼。
但し、「dA60×400」は、JISG0555に記載の方法に基づいて測定された清浄度である。
0.10% ≦ dA60 × 400 ≦ 1.50%
The cold work tool steel according to any one of claims 1 to 5.
However, “dA60 × 400” is the cleanliness measured based on the method described in JISG0555.
950℃以上1080℃以下の温度で焼入れ処理することにより得られ、
3.0≦Gq≦8.0
である請求項1から6までのいずれかに記載の冷間工具鋼。
但し、「Gq」は、JIS G0551に記載の方法に基づいて測定された、焼入れ後の旧オーステナイトの結晶粒度である。
Obtained by quenching at a temperature of 950 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower,
3.0 ≦ Gq ≦ 8.0
The cold work tool steel according to any one of claims 1 to 6.
However, “Gq” is the crystal grain size of prior austenite after quenching, measured based on the method described in JIS G0551.
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