JP2700264B2 - 熱間工具鋼 - Google Patents
熱間工具鋼Info
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- JP2700264B2 JP2700264B2 JP33343588A JP33343588A JP2700264B2 JP 2700264 B2 JP2700264 B2 JP 2700264B2 JP 33343588 A JP33343588 A JP 33343588A JP 33343588 A JP33343588 A JP 33343588A JP 2700264 B2 JP2700264 B2 JP 2700264B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱間工具鋼に関し、更に詳しくいえば靭性
を維持しつつ高温強度及び焼入れ性に優れかつ焼入歪を
少なくした熱間工具鋼に関する。本発明は、熱間鍛造用
ダイス及びダイキャスト金型等に利用される。
を維持しつつ高温強度及び焼入れ性に優れかつ焼入歪を
少なくした熱間工具鋼に関する。本発明は、熱間鍛造用
ダイス及びダイキャスト金型等に利用される。
従来、上記用途に用いられる熱間工具鋼としては、0.
4C−1Si−5Cr−1.2Mo−1Vの鋼（JIS SKD61、以下、第
１従来鋼という）が一般に知られている。
4C−1Si−5Cr−1.2Mo−1Vの鋼（JIS SKD61、以下、第
１従来鋼という）が一般に知られている。
また、他の熱間工具鋼として、0.4C−1Si−0.8Ni−6C
r−3Mo−0.8Vの鋼（以下、第２従来鋼という、特公昭57
−61820号公報）も知られている。
r−3Mo−0.8Vの鋼（以下、第２従来鋼という、特公昭57
−61820号公報）も知られている。
更に、他の熱間工具鋼として、0.4C−0.2Si−0.8Ni−
3Cr−2Mo−0.7Vの鋼（以下、第３従来鋼という、特開昭
63−162840号公報）も知られている。
3Cr−2Mo−0.7Vの鋼（以下、第３従来鋼という、特開昭
63−162840号公報）も知られている。
近年の熱間鍛造の技術進歩の１つとして、鍛造作業の
高速化及び自動化並びに鍛造品の精度向上があげられ
る。従ってこのような技術進歩に伴って金型に要求され
る品質はより厳しくなってきており、高温強度、焼入れ
性及び靭性に優れ、焼入歪が少ない型材が要求されてい
る。
高速化及び自動化並びに鍛造品の精度向上があげられ
る。従ってこのような技術進歩に伴って金型に要求され
る品質はより厳しくなってきており、高温強度、焼入れ
性及び靭性に優れ、焼入歪が少ない型材が要求されてい
る。
しかし、上記第１従来鋼は、高温強度が十分でなく、
特に焼入歪が大きく焼入性も十分ではなく、この用途に
おける要求を十分に満たしていない。
特に焼入歪が大きく焼入性も十分ではなく、この用途に
おける要求を十分に満たしていない。
また、上記第２従来鋼は、高温強度及び靭性が十分と
はいえず、更に第３従来鋼も、高温強度及び焼入性が十
分ではなくしかも焼入歪もやや大きく、いずれの鋼も、
上記要求を十分に満たしていない。
はいえず、更に第３従来鋼も、高温強度及び焼入性が十
分ではなくしかも焼入歪もやや大きく、いずれの鋼も、
上記要求を十分に満たしていない。
本発明は、上記観点に鑑みて、本発明者等が鋭意検討
した結果、熱間工具鋼として最適な化学組成を見出し
て、完成されたものである。本発明は、靭性を維持しつ
つ、高温強度及び焼入性に優れかつ焼入歪が少ない熱間
工具鋼を提供することを目的とする。
した結果、熱間工具鋼として最適な化学組成を見出し
て、完成されたものである。本発明は、靭性を維持しつ
つ、高温強度及び焼入性に優れかつ焼入歪が少ない熱間
工具鋼を提供することを目的とする。
本第１発明鋼は、重量比にして、C0.36〜0.45％、Si
0.10〜0.50％、Mn0.30〜0.70％、Ni0.30〜0.70％、Cr5.
10〜6.00％、Mo1.60〜2.60％及びV0.20〜0.60％を含有
し、残部Fe並びに不純物元素からなることを特徴とす
る。これは、Mo、Ｖの適正配分により高温強度を向上さ
せ、Ｖ含有量を減少させて焼入歪を減少させ、Ni、Ｖの
適正配分により焼入性を、特に大物の型内部まで均一な
硬さを確保し、更にNi、Ｖ等の適正配分により靭性を維
持させたものである。
0.10〜0.50％、Mn0.30〜0.70％、Ni0.30〜0.70％、Cr5.
10〜6.00％、Mo1.60〜2.60％及びV0.20〜0.60％を含有
し、残部Fe並びに不純物元素からなることを特徴とす
る。これは、Mo、Ｖの適正配分により高温強度を向上さ
せ、Ｖ含有量を減少させて焼入歪を減少させ、Ni、Ｖの
適正配分により焼入性を、特に大物の型内部まで均一な
硬さを確保し、更にNi、Ｖ等の適正配分により靭性を維
持させたものである。
本第２発明鋼は、上記第１発明鋼の化学成分組成に、
更にNbを0.30％以下含有させて、結晶粒を微細にして靭
性等を更に向上させたものである。
更にNbを0.30％以下含有させて、結晶粒を微細にして靭
性等を更に向上させたものである。
次に、本発明鋼の化学成分限定理由を以下に説明す
る。
る。
Ｃは、Cr、Mo、Ｖと炭化物を形成して硬さと耐摩耗性
を向上させる元素であり、その効果を確保するために0.
36％以上含有させる必要がある。しかしその含有量が多
くなると芯部が硬くなり靭性を低下させるので、上限を
0.45％とした。
を向上させる元素であり、その効果を確保するために0.
36％以上含有させる必要がある。しかしその含有量が多
くなると芯部が硬くなり靭性を低下させるので、上限を
0.45％とした。
Siは、溶製時の脱酸効果及び素地の強度を高め、耐摩
耗性を向上させる元素であり、その効果を確保するため
に0.10％以上含有させる必要がある。しかしその含有量
が多くなると、靭性を低下させるので、上限を0.50％と
した。
耗性を向上させる元素であり、その効果を確保するため
に0.10％以上含有させる必要がある。しかしその含有量
が多くなると、靭性を低下させるので、上限を0.50％と
した。
Mnは、溶製時の脱酸、脱硫効果並びに焼入れ性を向上
させるために必要な元素であり、その効果を確保するた
めに、0.30％以上含有させる必要がある。しかしその含
有量が多くなると被削性及び靭性を低下させるので、上
限を0.70％とした。
させるために必要な元素であり、その効果を確保するた
めに、0.30％以上含有させる必要がある。しかしその含
有量が多くなると被削性及び靭性を低下させるので、上
限を0.70％とした。
Niは、素地の靭性を強化させ、焼入性を向上させる元
素であり、その効果を確保するために、0.30％以上含有
させる必要がある。しかしその含有量が多くなると被削
性を低下させるので、上限を0.70％とした。
素であり、その効果を確保するために、0.30％以上含有
させる必要がある。しかしその含有量が多くなると被削
性を低下させるので、上限を0.70％とした。
Crは、素地の靭性を強化させ、Cr炭化物を形成して耐
摩耗性を向上させる元素であり、その効果を確保するた
めに5.10％以上含有させる必要がある。しかしその含有
量が多くなると靭性及び被削性を低下させるので、上限
を6.00％とした。
摩耗性を向上させる元素であり、その効果を確保するた
めに5.10％以上含有させる必要がある。しかしその含有
量が多くなると靭性及び被削性を低下させるので、上限
を6.00％とした。
Moは、Mo炭化物を形成して耐摩耗性及び高温強度を向
上させる元素であり、その効果を確保するために1.60％
以上含有させる必要がある。しかしその含有量が多くな
ると靭性及び被削性を低下させるので、上限を2.60％と
した。
上させる元素であり、その効果を確保するために1.60％
以上含有させる必要がある。しかしその含有量が多くな
ると靭性及び被削性を低下させるので、上限を2.60％と
した。
Ｖは、Ｖ炭化物を形成して耐摩耗性及び高温強度を向
上させる元素であり、その効果を確保するために0.20％
以上含有させる必要がある。しかしその含有量が多くな
ると焼入歪が増え焼入性を低下させるので、上限を0.60
％とした。
上させる元素であり、その効果を確保するために0.20％
以上含有させる必要がある。しかしその含有量が多くな
ると焼入歪が増え焼入性を低下させるので、上限を0.60
％とした。
第２発明鋼に含有されるNbは、結晶粒を微細にし、靭
性を向上させる元素であり、その含有量が多くなると靭
性を低下させるので、上限を0.30％とした。
性を向上させる元素であり、その含有量が多くなると靭
性を低下させるので、上限を0.30％とした。
以下、従来鋼及び比較鋼と比較して本発明鋼を具体的
に説明する。
に説明する。
第１発明鋼（Ａ〜Ｄ）、第２発明鋼（Ｅ、Ｆ）、比較
鋼（Ｇ〜Ｌ）及び従来鋼（Ｍ〜Ｏ）の化学成分組成を第
１表に示す。尚、ここで、Ｍ鋼は上記第１従来鋼、Ｎ鋼
は上記第２従来鋼、Ｏ鋼は上記第３従来鋼である。
鋼（Ｇ〜Ｌ）及び従来鋼（Ｍ〜Ｏ）の化学成分組成を第
１表に示す。尚、ここで、Ｍ鋼は上記第１従来鋼、Ｎ鋼
は上記第２従来鋼、Ｏ鋼は上記第３従来鋼である。
上記各鋼について、高温強度、焼入歪及び焼入れ性の
各性能評価を実施し、その結果を第２表に示す。尚、各
評価方法は以下の通りである。高温強度（700℃）は、
平行部5mmφ、標点間距離25mmの試験片を700℃に15分間
保持した後、耐力を越えるまでは試験片標点間距離のひ
ずみ速度を0.3％／分で負荷し、その後は上下つかみ部
間の相対移動速度を2mm/分で負荷して、測定した。焼入
歪は、焼なまし状態の試験片8mmφ×80mmを、1030℃×3
0分保持して空冷の処理を行い、処理前後の試験片の寸
法を測定して、径方向と長さ方向の変寸率の差を求めて
評価した。焼入性は、焼入れ時の冷却速度をオーステナ
イト化温度から常温まで420分かけて冷却し、空冷時の
焼戻し硬さ曲線より、HRC45ねらいの温度で焼戻しを行
った試験片の硬さ を求めて評価した。
各性能評価を実施し、その結果を第２表に示す。尚、各
評価方法は以下の通りである。高温強度（700℃）は、
平行部5mmφ、標点間距離25mmの試験片を700℃に15分間
保持した後、耐力を越えるまでは試験片標点間距離のひ
ずみ速度を0.3％／分で負荷し、その後は上下つかみ部
間の相対移動速度を2mm/分で負荷して、測定した。焼入
歪は、焼なまし状態の試験片8mmφ×80mmを、1030℃×3
0分保持して空冷の処理を行い、処理前後の試験片の寸
法を測定して、径方向と長さ方向の変寸率の差を求めて
評価した。焼入性は、焼入れ時の冷却速度をオーステナ
イト化温度から常温まで420分かけて冷却し、空冷時の
焼戻し硬さ曲線より、HRC45ねらいの温度で焼戻しを行
った試験片の硬さ を求めて評価した。
比較鋼Ｇは、第２表から明らかなように、高温強度が
31.8Kgf/mm2と劣り、比較鋼Ｈは、高温強度は32.4Kgf/m
m2とほぼ満足するが、焼入性が38.7と劣り、比較鋼Ｉ
は、高温強度が32.0Kgf/mm2とやや劣り、いずれも熱間
工具鋼としては劣るものである。比較鋼Ｊは、高温強度
が31.7Kgf/mm2と、焼入性が40.3と劣り、比較鋼Ｋは、
Ｖ含有量が0.74％と多いので焼入性が35.1と劣りかつ焼
入歪が0.12と大きく、いずれも熱間工具鋼としては劣る
ものである。比較鋼Ｌは、高温強度が30.6Kgf/mm2と相
当劣り、焼入性も41.1とやや劣り、熱間工具鋼としては
劣るものである。
31.8Kgf/mm2と劣り、比較鋼Ｈは、高温強度は32.4Kgf/m
m2とほぼ満足するが、焼入性が38.7と劣り、比較鋼Ｉ
は、高温強度が32.0Kgf/mm2とやや劣り、いずれも熱間
工具鋼としては劣るものである。比較鋼Ｊは、高温強度
が31.7Kgf/mm2と、焼入性が40.3と劣り、比較鋼Ｋは、
Ｖ含有量が0.74％と多いので焼入性が35.1と劣りかつ焼
入歪が0.12と大きく、いずれも熱間工具鋼としては劣る
ものである。比較鋼Ｌは、高温強度が30.6Kgf/mm2と相
当劣り、焼入性も41.1とやや劣り、熱間工具鋼としては
劣るものである。
第１従来鋼Ｍは、Niを含まず、Si含有量が0.96％と大
変多く、Mo含有量が1.29％と大変少なくかつＶ含有量も
1.06％と大変多いので、高温強度が30.7Kgf/mm2、焼入
性が25.9と大きく劣り、焼入歪も0.16と大きく、熱間工
具鋼としては劣るものである。
変多く、Mo含有量が1.29％と大変少なくかつＶ含有量も
1.06％と大変多いので、高温強度が30.7Kgf/mm2、焼入
性が25.9と大きく劣り、焼入歪も0.16と大きく、熱間工
具鋼としては劣るものである。
第２従来鋼Ｎは、Ｃ含有量が0.31％とやや少なく、Si
含有量が0.87％と大変多く、Cr含有量も6.18％と多いの
で、焼入性はほぼ満足するが、高温強度が31.2Kgf/mm2
と劣り、要求を十分に満足しない。第３従来鋼Ｏは、Cr
含有量が3.26％と大変少なく、Mo含有量が3.21％及びＶ
含有量が0.63％といずれも相当多いものであり、高温強
度が32.8Kgf/mm2、焼入歪が0.09、焼入性が36.7といず
れも要求を満足しない。
含有量が0.87％と大変多く、Cr含有量も6.18％と多いの
で、焼入性はほぼ満足するが、高温強度が31.2Kgf/mm2
と劣り、要求を十分に満足しない。第３従来鋼Ｏは、Cr
含有量が3.26％と大変少なく、Mo含有量が3.21％及びＶ
含有量が0.63％といずれも相当多いものであり、高温強
度が32.8Kgf/mm2、焼入歪が0.09、焼入性が36.7といず
れも要求を満足しない。
一方、本第１発明鋼Ａ〜Ｆは、高温強度が33.5〜34.2
Kgf/mm2、焼入歪が0.01〜0.05及び焼入れ性が43.1〜44.
8と優れており、いずれの合金についても熱間工具鋼と
しての要求特性を満足するものである。
Kgf/mm2、焼入歪が0.01〜0.05及び焼入れ性が43.1〜44.
8と優れており、いずれの合金についても熱間工具鋼と
しての要求特性を満足するものである。
本第１、第２発明鋼は、上記に述べるように、化学成
分を適正配分させるので、靭性を維持しつつ高温強度及
び焼入性を改善し、焼入歪も減少させることができ、そ
のため大変バランスのとれたものである。従って、本発
明鋼は、熱間鋳造用ダイス等の業界からの要求特性を具
備する有用なものである。
分を適正配分させるので、靭性を維持しつつ高温強度及
び焼入性を改善し、焼入歪も減少させることができ、そ
のため大変バランスのとれたものである。従って、本発
明鋼は、熱間鋳造用ダイス等の業界からの要求特性を具
備する有用なものである。
更に、本第２発明鋼は、第１発明鋼の化学成分に更に
Nbを含有させたものであるので、高温強度等の性能を維
持しつつ、更に一層靭性を向上させたものである。
Nbを含有させたものであるので、高温強度等の性能を維
持しつつ、更に一層靭性を向上させたものである。
Claims (2)
- 【請求項１】重量比にして、C0.36〜0.45％、Si0.10〜
0.50％、Mn0.30〜0.70％、Ni0.30〜0.70％、Cr5.10〜6.
00％、Mo1.60〜2.60％及びV0.20〜0.60％を含有し、残
部Fe並びに不純物元素からなることを特徴とする熱間工
具鋼。 - 【請求項２】重量比にして、C0.36〜0.45％、Si0.10〜
0.50％、Mn0.30〜0.70％、Ni0.30〜0.70％、Cr5.10〜6.
00％、Mo1.60〜2.60％及びV0.20〜0.60％を含有し、更
にNbを0.30％以下含有し、残部Fe並びに不純物元素から
なることを特徴とする熱間工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33343588A JP2700264B2 (ja) | 1988-12-30 | 1988-12-30 | 熱間工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33343588A JP2700264B2 (ja) | 1988-12-30 | 1988-12-30 | 熱間工具鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179848A JPH02179848A (ja) | 1990-07-12 |
| JP2700264B2 true JP2700264B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=18266074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33343588A Expired - Fee Related JP2700264B2 (ja) | 1988-12-30 | 1988-12-30 | 熱間工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2700264B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106091369A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-11-09 | 福州杰因特塑料焊接设备有限公司 | 一种温度及风量可调且自动延时关机的手持式热风工具 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5212772B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2013-06-19 | 日立金属株式会社 | 靭性および高温強度に優れた熱間工具鋼 |
| JP5212774B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2013-06-19 | 日立金属株式会社 | 靭性および高温強度に優れた熱間工具鋼およびその製造方法 |
| CN101517114A (zh) * | 2006-09-15 | 2009-08-26 | 日立金属株式会社 | 韧性和高温强度优异的热加工工具钢及其制造方法 |
| JP5273952B2 (ja) * | 2007-06-15 | 2013-08-28 | 大同特殊鋼株式会社 | 熱間鍛造金型及びその製造方法 |
| JP6032881B2 (ja) * | 2011-10-18 | 2016-11-30 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 熱間金型用鋼 |
| US10119174B2 (en) | 2014-05-28 | 2018-11-06 | Hitachi Metals, Ltd. | Hot work tool material and method for manufacturing hot work tool |
| CN106574335B (zh) | 2014-07-23 | 2019-06-18 | 日立金属株式会社 | 热作工具材料、热作工具的制造方法及热作工具 |
| WO2016136401A1 (ja) | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 日立金属株式会社 | 熱間工具およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-12-30 JP JP33343588A patent/JP2700264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106091369A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-11-09 | 福州杰因特塑料焊接设备有限公司 | 一种温度及风量可调且自动延时关机的手持式热风工具 |
| CN106091369B (zh) * | 2016-07-21 | 2022-11-11 | 福州杰因特塑料焊接设备有限公司 | 一种温度及风量可调且自动延时关机的手持式热风工具 |
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|---|---|
| JPH02179848A (ja) | 1990-07-12 |
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