JP2007146278A - 金型用鋼 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 質量%で、C:0.10〜0.25%、Si:1.00%以下、Mn:2.00%以下、Ni:0.60〜1.50%、Cr:1.00%を超え2.50%以下、MoとWは単独または複合でMo+1/2W:1.00%以下、V:0.03〜0.15%、Cu:0.50〜2.00%、S:0.05%以下を含有し、Alは0.10%以下、Nは0.06%以下、Oは0.005%以下に規制され、残部はFeおよび不可避的不純物からなる組成の鋼であって、組織は下部ベイナイトを主体とし、硬さが34〜45HRCの金型用鋼である。好ましくは、上記の質量%にて、Ni+1.2Cuの値が1.30〜2.70でありかつ、60C+1.5Si+Ni+6Cr+2(Mo+1/2W)+20V+0.2Cuの値が21.00〜28.70である。
【選択図】図1
Description
(1)鏡面仕上性が良く、ピンホールやその他微細ピットの発生傾向が小さいこと、
(2)シボ加工性が良いこと、
(3)耐食、耐発錆性が良いこと、
(4)強度、耐摩耗性、靭性が良いこと、
(5)被切削性が良いこと、
などが要求される。
(1)NiとCuを相互調整することで、被切削性を向上するためには必須の組織と
考えられていた上部ベイナイト組織ではなく、下部ベイナイト組織に調製する
ことと、
(2)40HRCの硬さレベルで靭性と被切削性を兼備するためには必須の強化機構
と考えられていたAlとNiの金属間化合物の析出強化およびCuの析出強化
を採用するのではなく、Cr、Mo(1/2W)、Cu、およびVの最適調整
による析出強化を採用することで、
極めて優れた靭性、および被切削性と硬さを有し、かつ優れた研磨仕上性および耐摩耗性をも兼備する、主としてプラスチック成形に使用して最適な金型用鋼を見出した。
Cは、焼入れ組織を被切削性の良好な下部ベイナイト組織に保ち、かつ焼戻しにおいては、Cr、Mo(W)、V炭化物の析出による強化をもたらすために必要な、基本的添加元素である。多すぎると基地をマルテンサイト組織化して被切削性を減じ、かつ過度の炭化物を形成して被切削性を低下させるので、0.25%以下とする。一方、低すぎるとフェライトの析出を招くので、0.10%以上とする。好ましくは、0.13%〜0.20%とする。
本発明の成分組成を満たす試料No.1〜12は、式1かつ式2の値が本発明の好ましい規定範囲をも満足しているので、本発明の硬さを満足した、実質下部ベイナイトの単相組織からなる金型用鋼である。これらの被切削性は、工具外周面刃の最大摩耗幅が0.16mm以下の最良の結果となっている。さらに、靭性は、約60J/cm2以上で非常に良好な結果であり、磨き性も良好である。
本発明の成分範囲よりCが少ない試料No.13は、式1の値も1.30未満であるため、上部ベイナイト組織を有し、硬さが低いので被切削性および靭性が良好であるが、反面磨き性が必ずしも十分ではない。Siが多い試料No.14および、Niが少ない試料No.16、そしてCrが少ない試料No.18は、式1かつ式2の値も本発明の好ましい規定範囲を満足していないため、本発明の硬さを満足するものの、フェライト組織であるか、あるいは上部ベイナイト組織に5面積%以上のフェライトが混合するため、被切削性および磨き性がやや劣っている。
従来鋼No.25〜29の中には、本発明の式1かつ式2の、好ましい成分範囲を満足したものはないが、本発明の基本となる成分範囲よりCが多く、VとCuが少ない試料No.25は、本発明の硬さを満足しているが、マルテンサイト組織であるため、靭性および磨き性は良いが被切削性が劣っている。Cuが少ない試料No.26および、Niが少ない試料No.27は、本発明の硬さを満足して磨き性が良いが、上部ベイナイト組織であるため靭性がやや劣り、被切削性が劣っている。
Claims (7)
- 質量%で、C:0.10〜0.25%、Si:1.00%以下、Mn:2.00%以下、Ni:0.60〜1.50%、Cr:1.00%を超え2.50%以下、MoとWは単独または複合でMo+1/2W:1.00%以下、V:0.03〜0.15%、Cu:0.50〜2.00%、S:0.05%以下を含有し、Alは0.10%以下、Nは0.06%以下、Oは0.005%以下に規制され、残部はFeおよび不可避的不純物からなる組成の鋼であって、組織は下部ベイナイトを主体とし、硬さが34〜45HRCであることを特徴とする金型用鋼。
- 質量%で、式1:[%Ni]+1.2[%Cu]の値が1.30〜2.70で、かつ、式2:60[%C]+1.5[%Si]+[%Ni]+6[%Cr]+2[%Mo+1/2%W(単独または複合)]+20[%V]+0.2[%Cu]の値が21.00〜28.70であることを特徴とする請求項1に記載の金型用鋼。
- 質量%で、MoとWは単独または複合で、Mo+1/2W:0.10〜1.00%であることを特徴とする請求項1または2に記載の金型用鋼。
- 質量%で、S:0.003〜0.05%であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の金型用鋼。
- 質量%で、Al:0.05%以下、O:0.001%を超え0.005%以下であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の金型用鋼。
- 質量%で、Ni:0.60〜1.20%、Cu:0.60〜1.50%であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の金型用鋼。
- 質量%で、C:0.13〜0.20%、Cr:1.40〜2.20%であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の金型用鋼。
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