JP2015160957A - 耐摩耗性に優れた粉末高速度工具鋼およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 質量%で、C:1.0〜1.8%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜1.0%、Cr:2.0〜7.0%、Mo:2.0〜7.0%、W:3.0〜15.0%、V:2.0〜5.0を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よりなり、該鋼粉末を固化成形後、鍛造または圧延により熱間加工後、焼入、焼戻したミクロ組織において100μm2 中の炭化物径(円相当径)の最大値が2〜10μmの範囲にあり、さらに、炭化物径が2〜10μmの粗大炭化物の面積率が2〜10%、2μm未満の微細炭化物の面積率が3〜10%である耐摩耗性に優れた粉末高速度工具鋼およびその製造方法。
【選択図】 図3
Description
例えば、特開2001−294986号公報(特許文献1)に開示されているように、C:1.2〜3%、Si:≦3.0%、Mn:≦3.0%、Cr:3〜6%、W:10〜15%、Mo:≦1.0%、V:3〜5%、Co:≦10%を含有する高速度工具鋼用粉末が提案されている。
(1)質量%で、C:1.0〜1.8%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜1.0%、Cr:2.0〜7.0%、Mo:2.0〜7.0%、W:3.0〜15.0%、V:2.0〜5.0%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よりなり、該鋼粉末を固化成形後、鍛造または圧延により熱間加工後、焼入、焼戻したミクロ組織において100μm2 中の炭化物径(円相当径)の最大値が2〜10μmの範囲にあり、さらに、炭化物径が2〜10μmの粗大炭化物の面積率が2〜10%、2μm未満の微細炭化物の面積率が3〜10%であることを特徴とする耐摩耗性に優れた粉末高速度工具鋼。
C:1.0〜1.8%
Cは、硬さ、焼入性に必要な元素である。しかし、1.0%未満ではその効果が十分でない。また、1.8%を超えると、靱性、加工性を悪化させることから、その範囲を1.0〜1.8%とした。
Siは、脱酸剤であり、基地の硬さを得るために必要な元素である。しかし、0.1%未満では、その効果が十分に得られず、1.0%を超えると靱性と加工性が悪化することから、その範囲を0.1〜1.0%とした。
Mnは、脱酸剤であり、焼入性を得るために必要な元素である。しかし、0.1%未満では、その効果が十分に得られず、1.0%を超えるとマトリックスを脆化させ靱性、熱間加工性が悪化することから、その範囲を0.1〜1.0%とした。
Crは、焼入性を得るために必要な元素である。しかし、3.0%未満ではその効果が十分でない。また、7.0%を超えると靱性、熱間加工性が悪化することから、その範囲を3.0〜7.0%とした。
Moは、炭化物を形成し、焼入性、硬さおよび耐摩耗性を与え、かつ焼戻し軟化抵抗性を得るために必要な元素である。しかし、2.0%未満ではその効果が十分でない。また、7.0%を超えると靱性、熱間加工性が悪化することから、その範囲を2.0〜7.0%とした。好ましくは3.0〜7.0%とする。
Wは、Moと同様に、炭化物を形成し、焼入性、硬さおよび耐摩耗性を与え、かつ焼戻し軟化抵抗性を得るために必要な元素である。しかし、3.0%未満ではその効果が十分でない。また、15.0%を超えると靱性、熱間加工性が悪化することから、その範囲を3.0〜15.0%とした。好ましくは4.0〜13.0%とする。
Vは、微細な炭化物を形成し2次硬化に寄与し、耐軟化抵抗性を改善し、結粒微細化および耐摩耗性を得るために必要な元素である。しかし、2.0%未満ではその効果が十分でない。また、5.0%を超えると靱性、被削性が悪化することから、その範囲を2.0〜5.0%とした。好ましくは3.0〜4.0%とする。
Coは、耐熱性、耐摩耗性、耐焼戻し軟化抵抗性を得るために必要な元素である。本元素を含まなくても本発明の効果は得られるが、高速切削用途の工具鋼では、使用時の温度上昇から耐熱性、耐焼戻し軟化抵抗性が特に重要となるため、含有することが好ましい。しかし、10.0%を超える添加は炭化物の偏析や脱炭を促進することから、その範囲を10.0%以下とした。
上記炭化物径の範囲を設定するに当たって、耐摩耗性を改善するには、炭化物を大きくすることが有効であるが、過度に炭化物を大きくすると靱性が低下することが、電気製鋼、第58巻 第4号 251〜259頁 常陸 美朝、松田 幸紀著(非特許文献1)に報告されている。そのため、微細な炭化物と粗大な炭化物を混在させることにより、靱性を保ちつつ耐摩耗性を改善することができると考え、100μm2 中の炭化物径(円相当径)の最大値が2μmとした場合に耐摩耗性が向上することを見出した。しかし、炭化物径が10μmを超えると靱性を著しく阻害し、チッピングを誘発するため、炭化物円相当径の最大値を2〜10μmとした。
耐摩耗性を向上させるためには、炭化物径の最大値と共に、2〜10μmである粗大炭化物の面積率が重要であることを見出した。2〜10μmの粗大炭化物の面積率が2%以上ないと耐摩耗性向上の効果が十分に得られない。また、10%を超えると靱性が低下するために、炭化物径が2〜10μmの粗大炭化物の面積率を2〜10%とする。
靱性を確保してチッピングを防止するために、2μm未満の微細炭化物が存在しなくてはならない。微細炭化物が存在しないと、組織中の結晶粒成長をピン止め効果が得られず、結晶粒粗大化が起きやすくなり母相の靱性が低下し、チッピングが起こりやすくなる。チッピングを防止する効果は、2μm未満の微細炭化物の面積率が3%以上でなければ十分に得られない。また、微細炭化物の面積率が10%を超えると粗大炭化物が形成されにくく耐摩耗性の向上効果が得られないことから、その微細炭化物の面積率を3〜10%とした。
表1の成分組成の金属粉末をガスアトマイズ法で作製し、500μm以下の篩目にて分級し、直径235mm、長さ100mmの缶に充填し、これを表1に示すHIP条件にて焼結し、その後、表1に示す条件で大気炉で熱処理を行ったものと、HIP成形ままの固化成形体を作製した。それを約1075℃に加熱して30mm径に鍛造加工した後1190℃焼入れてから560℃で3回焼き戻し処理を行った。耐摩耗性、靱性の評価は、上記の熱処理品をホブへ加工し、このホブを使って切削加工を施すことにより評価した。
特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊
Claims (4)
- 質量%で、
C:1.0〜1.8%、
Si:0.1〜1.0%、
Mn:0.1〜1.0%、
Cr:2.0〜7.0%、
Mo:2.0〜7.0%、
W:3.0〜15.0%、
V:2.0〜5.0%、
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よりなり、該鋼粉末を固化成形後、鍛造または圧延により熱間加工後、焼入、焼戻したミクロ組織において100μm2 中の炭化物径(円相当径)の最大値が2〜10μmの範囲にあり、さらに、炭化物径が2〜10μmの粗大炭化物の面積率が2〜10%、2μm未満の微細炭化物の面積率が3〜10%であることを特徴とする耐摩耗性に優れた粉末高速度工具鋼。 - 質量%で、
C:1.0〜1.8%、
Si:0.1〜1.0%、
Mn:0.1〜1.0%、
Cr:2.0〜7.0%、
Mo:2.0〜7.0%、
W:3.0〜15.0%、
V:2.0〜5.0%、
Co:10.0%以下
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よりなり、該鋼粉末を固化成形後、鍛造または圧延により熱間加工後、焼入、焼戻したミクロ組織において100μm2 中の炭化物径(円相当径)の最大値が2〜10μmの範囲にあり、さらに、炭化物径が2〜10μmの粗大炭化物の面積率が2〜10%、2μm未満の微細炭化物の面積率が3〜10%であることを特徴とする耐摩耗性に優れた粉末高速度工具鋼。 - 請求項1または2に記載の鋼粉末を、1200〜1240℃の温度域でHIP固化成形を行う後、鍛造または圧延により熱間加工後、焼入、焼戻したミクロ組織において100μm2 中の炭化物径(円相当径)の最大値が2〜10μmの範囲にあり、さらに、炭化物径が2〜10μmの粗大炭化物の面積率が2〜10%、2μm未満の微細炭化物の面積率が3〜10%としたことを特徴とする耐摩耗性に優れた粉末高速度工具鋼の製造方法。
- 請求項1または2に記載の鋼粉末を、1100〜1200℃未満の温度域でHIP固化成形を行い、引続き1200〜1240℃の温度域で2時間以上保持する熱処理後、鍛造または圧延による熱間加工後、焼入、焼戻したミクロ組織において100μm2 中の炭化物径(円相当径)の最大値が2〜10μmの範囲にあり、さらに、炭化物径が2〜10μmの粗大炭化物の面積率が2〜10%、2μm未満の微細炭化物の面積率が3〜10%としたことを特徴とする耐摩耗性に優れた粉末高速度工具鋼の製造方法。
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CN111054411A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-04-24 | 中山大学 | 一种多金属碳化物电催化剂的制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01240636A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 表面処理性に優れた工具とその製造法 |
JPH02175846A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-09 | Daido Steel Co Ltd | 粉末高速度工具鋼 |
JPH02182867A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-17 | Daido Steel Co Ltd | 粒末工具鋼 |
JPH05209255A (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-20 | Daido Steel Co Ltd | 高速度工具鋼および複合材 |
JPH062080A (ja) * | 1992-06-16 | 1994-01-11 | Kubota Corp | 高速度鋼系焼結合金 |
JP2003313642A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Nippon Koshuha Steel Co Ltd | 高速度工具鋼及びその製造方法 |
JP2013234387A (ja) * | 2012-05-08 | 2013-11-21 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg | 高い耐摩耗性を持つ材料 |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01240636A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 表面処理性に優れた工具とその製造法 |
JPH02175846A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-09 | Daido Steel Co Ltd | 粉末高速度工具鋼 |
JPH02182867A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-17 | Daido Steel Co Ltd | 粒末工具鋼 |
JPH05209255A (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-20 | Daido Steel Co Ltd | 高速度工具鋼および複合材 |
JPH062080A (ja) * | 1992-06-16 | 1994-01-11 | Kubota Corp | 高速度鋼系焼結合金 |
JP2003313642A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Nippon Koshuha Steel Co Ltd | 高速度工具鋼及びその製造方法 |
JP2013234387A (ja) * | 2012-05-08 | 2013-11-21 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg | 高い耐摩耗性を持つ材料 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111054411A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-04-24 | 中山大学 | 一种多金属碳化物电催化剂的制备方法 |
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