JP2579641B2

JP2579641B2 - Ｚｎ含有Ａｌ合金押出加工用ダイス

Info

Publication number: JP2579641B2
Application number: JP62229141A
Authority: JP
Inventors: 市三佃; 茂幸菊地; 浩三道阪
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPS6473054A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、例えばA7003、A7075合金のように比較的
高率にZnを含有するAl合金の押出加工用ダイスに関し、
特にその鋼材組成の改善に関するものである。

なお、この明細書において「％」はいずれも重量基準
で示すものである。

従来の技術 Al合金の熱間押出加工用ダイスとしては、熱間金型用
の合金工具鋼としてのSKD61、SKD62などが用いられてい
る。SKD61は、C:0.32〜0.42％、Si:0.80〜1.20％、Cr:
4.50〜5.50％、Mo:1.00〜1.50％、V:0.80〜1.20％、残
部実質的にFeからなるものであり、また、SKD62は、C:
0.32〜0.42％、Si:0.80〜1.20％、Cr:4.50〜5.50％、M
o:1.00〜1.50％、W:1.00〜1.50％、V:0.20〜0.60％、残
部実質的にFeからなるものである。

発明が解決しようとする問題点ところが、押出加工対象のAl合金が、比較的高率に亜
鉛を含有するAl合金である場合、即ち例えば7000系のAl
−Zn−Mg合金であるような場合、該押出材料中に含まれ
るZnがダイス鋼材中に拡散し、該鋼材を脆化せしめるこ
とに起因して、ダイス寿命が短いものとなるという問題
点があった。例えば、7003合金を押出加工する場合、平
均的に製品0.5ton以下の押出しでダイスに破損を生じ、
このダイス寿命の短いことが押出材の製造上大きな障害
となっていた。

この発明は、このような問題点を解決するため、ダイ
ス鋼を組成面から改善することを意図してなされたもの
である。

問題点を解決するための手段この発明は、Znによるダイス鋼材の脆化防止に、Cr、
Siの添加が有効であることの知見から、ダイス鋼材中の
Cr、Siの含有量を増大せしめることによって所期目的を
達成したものである。

即ち、この発明は、 Cr:6.0〜20％ Si:1.2％を超え3.0％以下を含有し、かつ、 C :0.32〜0.42％ Mo:1.00〜1.50％ V :0.20〜1.20％ W :1.00〜1.50％を含有し、残部実質的にFeの組成を有する鋼材からな
る、Zn含有Al合金押出加工用ダイスを要旨とする。

そこで、本発明ダイスの合金組成の限定事項について
次に説明する。

Crは、本来ダイス鋼に必要な強度、耐摩耗性、耐酸化
性等を付与するためにその含有を必須とするものである
が、本発明においてCrは、Znによる鋼材の脆化を防止す
る作用を有し、この作用を良好に実現せしめるために
は、６〜20％の範囲での高率含有を必要とする。即ち、
Cr含有量が６％未満では、それによって上記耐Zn効果に
おいて不十分であり、20％を超えるとかえって鋼材の靭
性の低下をもたらし、ダイスの破損を招き易いものとな
る。次に説明するSiも同様ダイス鋼のZnによる脆化防止
に有効なものであるが、Znに対する耐性をCrによって得
ようとする場合、その最も好適な含有量の範囲は概ね10
〜15％程度である。

Siは、これも熱間ダイス鋼として所要の耐摩耗性、切
削性、焼入れ性等の諸性質を付与するためにその含有を
必須とするものであるが、本発明においてSiは、ダイス
鋼をZnによる脆化から護る作用も有し、この作用を良好
に実現せしめるためには、1.2％を超え3.0％以下の含有
量とすることが必要である。即ち、Si含有量が1.2％以
下では、それによって上記耐Zn効果において不十分であ
り、3.0％を超えて多量に含有せしめると、ダイス鋼の
靭性の低下をもたらす。

Ｃは、焼入れ性を付与するために0.3％以上の含有量
を必要とするが、0.5％を超えると靭性の低下をもたら
すため好ましくない。

Mo、Ｖ、Ｗは、炭素工具鋼の欠点を取除き、工具鋼と
して必要な焼入れ性、切削性、耐熱性、耐衝撃性、耐摩
耗性、不変形性、持久性などの諸性質を与えるために添
加される特殊元素である。これらの添加によって高温に
おけるダイス寿命の増大効果をもたらす。上記諸性質を
与えるためには、Mo:1.00％以上、V:0.20％以上、W:1.0
0％以上の含有を必要とするが、上限値としてMo:1.50
％、V:1.20％、W:1.50％をそれぞれ超えると一般的に、
粗大な金属間化合物が生じ強度低下を招くというような
欠点が派生する。これらの特殊元素の最も好適な含有範
囲を示せば、 Mo:1.1〜1.4％ V :0.3〜0.5％ W :1.1〜1.4％程度である。

その他、熱間金型用鋼材として通常不純物として含有
が許容されるMn:0.50％以下、Ni:0.25％以下、Co:0.5％
以下、P:0.03％以下、S:0.03％以下の含有は、この発明
においても許容されるものである。

発明の効果この発明に係るダイスは前記のように、従来のSKD6
1、SKD62等の一般的に用いられている熱間金型用鋼材に
較べ、CrおよびSiの含有量の増大された鋼材よりなるも
のであることにより、7000系のZnを含有するAl合金を押
出加工する場合において後記実施例に示されるようにZn
の拡散による脆化を防止し、ひいてはダイス寿命を増大
し、生産性の向上に資することができると共に、ダイス
の破損防止のためにその肉厚を徒らに厚くする必要性が
なくなる結果、コスト低減、ダイス製作の歩留り向上を
はかることができる。

実施例下記第１表の化学組成を有する各種鋼材をもって、そ
れぞれAl合金押出用ダイスを製作した。該ダイスは、第
１図に示されるような中空型材（Ａ）の押出用のものと
し、第２図に示すように雄型（１）と雌型（２）の組合
わせによるポートホール型のものとした。なお、型材
（Ａ）の形状は高さＨ＝55.6mm、幅Ｗ＝27.3mm、高さ方
向の対向側壁の肉厚t₁＝2.7mm、残りの対向側壁の肉厚t
₂＝3.7mmの寸法を有する断面略長方形のものとした。

上記の各種押出用ダイスを用いてA7003アルミニウム
合金を押出加工し、ダイス寿命を比較すると共に、各ダ
イスのシャルピー衝撃試験を行ってその結果を比較し
た。なお、上記押出条件は、ビレット径:7インチ、ビレ
ット温度:500℃、ラム速度:0.1mm/sec、ダイス温度:450
℃とした。また、ダイス寿命の評価は、ダイスが破損す
るまでの型材生産量で行い、ダイス寿命が2.1ton以下で
あるものを不合格とし、2.1tonを超えるものを合格とし
た。上記の試験結果を第２表に示す。

上記第２表の結果から判るように、本発明によるダイ
スは、従来のSKD62製ダイス（試料No.1）に較べ、ダイ
ス寿命を十分に増大しうるものであった。また、試料N
o.6のようにCrを過多に含有し、あるいはまた試料No.7
のようにSiを過多に含有する場合には、いずれもダイス
鋼の靭性低下により早期破損するものであることが確認
された。また、試料No.2、No.3のようにSiを過少に含有
する場合には、ダイス寿命が不十分であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の効果の確認のために行った押出試験
の押出材の形状を示す断面図、第２図はそれに用いた押
出用ダイスの断面図である。（１）……雄型、（２）……雌型、（Ａ）……押出型
材。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Cr:6.0〜20％ Si:1.2％を超え3.0％以下を含有し、かつ、 C :0.32〜0.42％ Mo:1.00〜1.50％ V :0.20〜1.20％ W :1.00〜1.50％を含有し、残部実質的にFeの組成を有する鋼材からな
る、Zn含有Al合金押出加工用ダイス。