JP5776959B2 - Die steel with excellent hot workability - Google Patents

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本発明は、例えばプラスチックやゴムの成形用金型に係り、そのキャビティ部などを構成する入れ子や、入れ子を保持するホルダなどの金型部品に使用される金型用鋼に関するものである。   The present invention relates to a mold for molding plastic or rubber, for example, and relates to a mold steel used for mold parts such as a nest that constitutes a cavity portion or a holder that holds the nest.

従来、プラスチック等を成形する金型においては、それを構成する金型用鋼には優れた被切削性が要求されている。そして、これら金型の全体においては、その外枠を形成するホルダには、金型本体となる入れ子を緊合保持するための大きな「入れ子穴」が加工される。よって、金型用鋼の中でも、特にホルダ用鋼には、より優れた被切削性が要求されている。また、このホルダには、成形サイクルを短縮するための水冷穴が設けられることから、水などに対する優れた耐発錆性も要求される。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a mold for molding plastic or the like, excellent machinability is required for mold steel constituting the mold. In the whole of these molds, a large “nesting hole” is formed in the holder that forms the outer frame for tightly holding the insert serving as the mold body. Therefore, more excellent machinability is required among steels for molds, especially for steels for holders. Moreover, since this holder is provided with water cooling holes for shortening the molding cycle, it is also required to have excellent rust resistance against water and the like.

上記のホルダ用鋼には、JIS−SCM440などの低合金である中C−Mn−Cr−Mo−Fe系の鋼が使用されてきた。そして近年では、製作納期の短縮や加工費の削減などの強い要望に応じて、快削性付与元素であるSを添加し、被切削性を向上した金型用鋼が一般に使用されている(特許文献1)。また、Sを添加した上では、さらに耐発錆性の改善を目的として、低Cとした工具鋼が提案されている(特許文献2、3)。   Medium C—Mn—Cr—Mo—Fe steel, which is a low alloy such as JIS-SCM440, has been used for the holder steel. In recent years, in response to strong demands such as shortening of the production delivery time and reduction of processing costs, steel for molds with improved machinability by adding S, which is a free-cutting property imparting element, is generally used ( Patent Document 1). Moreover, after adding S, the tool steel made into low C has been proposed for the purpose of further improving rust resistance (Patent Documents 2 and 3).

特開平03−097829号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-097829 特開平05−279800号公報JP 05-279800 A 特表2008−505786号公報Special table 2008-505786 gazette

特許文献1の金型用鋼は、被切削性に優れる。しかしながら、質量%にて(以下、%と表記)、C:0.20%以上かつCr:14%以上の中C−高Crの成分組成であることから、粗大な炭化物が析出すると熱間加工性が悪くなり、安定した製品の製造が困難になるという懸念があった。   The mold steel of Patent Document 1 is excellent in machinability. However, in mass% (hereinafter referred to as%), C: 0.20% or more and Cr: 14% or more of a medium C-high Cr component composition, so when coarse carbides precipitate, hot working There is a concern that it will be difficult to manufacture stable products.

これに対し、特許文献2の金型用鋼は、Cを0.1%のレベルに低めて、炭化物による被切削性の低下を抑制したものであり、熱間加工性についても良好である。しかし、低C化による硬さの低下はNiAl金属間化合物の析出で補うことから、0.5%以上のAl添加を必要とする。よって、硬質のアルミナ系非金属介在物が形成されると、被切削性や靭性の低下が懸念される。特にプラスチック成形金型用鋼にとって基地中のアルミナ系非金属介在物は、ピンホールの形成要因となり、鏡面仕上げ性を劣化させるので、排除すべき因子である。   On the other hand, the steel for molds of Patent Document 2 is such that C is lowered to a level of 0.1% to suppress a decrease in machinability due to carbides, and the hot workability is also good. However, since the decrease in hardness due to low C is compensated by precipitation of NiAl intermetallic compound, 0.5% or more of Al should be added. Therefore, when hard alumina-based nonmetallic inclusions are formed, there is a concern that machinability and toughness are reduced. In particular, alumina-based non-metallic inclusions in the base for plastic mold steels are factors that should be excluded because they cause pinhole formation and deteriorate the mirror finish.

特許文献3の金型用鋼は、Cを0.09%以下にまで極端に低減しているため、熱間加工性や耐発錆性には優れるものの、例えば30HRC以上の高硬度となると、それを安定して得ることが困難である。   Since the steel for molds of Patent Document 3 has extremely reduced C to 0.09% or less, it is excellent in hot workability and rust resistance, but when it has a high hardness of 30 HRC or more, for example, It is difficult to obtain it stably.

そこで本発明は、従来の金型用鋼が全てを満たし得なかった個々の特性、つまり金型用鋼としての強度や靭性と、特にはプラスチック成形金型のホルダ用鋼に要求される被切削性および耐発錆性を維持した上では、その鋼材製造を容易にするための優れた熱間加工性こそを兼備した金型用鋼を提供する。   Accordingly, the present invention provides individual characteristics that conventional steel for molds cannot satisfy all, that is, strength and toughness as steel for molds, and in particular, the work required for steel for holders of plastic molds. In addition, the steel for molds is provided with excellent hot workability for facilitating the production of the steel material while maintaining the properties and rust resistance.

本発明者は、金型用鋼が従来の被切削性と耐発錆性を損なわずに優れた熱間加工性を達成し得る手法を見直した。その結果、熱間加工性を低下させる主要因は粗大な炭化物やMnS介在物にあり、これらを微細化することが有効である知見を得た。そして、炭化物を微細化するには、それに最適な狭範囲でなるC含有量とCr含有量の関係があること、またSは添加するとしても、そのMnS介在物の微細化のためには従来ほどの添加量は許容できないことを見いだした。そして、これらの知見に従っては、CおよびCr含有量の低減に伴う硬さの低下は、その他のSi、Mo、V、Cuの含有量を調整することで補うことができ、十分な被切削性および耐発錆性と、優れた熱間加工性を兼備した金型用鋼に到達した。   The inventor has reviewed a technique by which mold steel can achieve excellent hot workability without impairing conventional machinability and rust resistance. As a result, the main factor for reducing the hot workability is coarse carbides and MnS inclusions, and it has been found that it is effective to refine these. In order to refine the carbide, there is an optimum narrow range of C content and Cr content, and even if S is added, the conventional MnS inclusion has been refined. It was found that such an added amount is not acceptable. And according to these findings, the decrease in hardness accompanying the reduction of the C and Cr content can be compensated by adjusting the content of other Si, Mo, V, Cu, and sufficient machinability In addition, it has reached the steel for molds which has rust resistance and excellent hot workability.

すなわち本発明は、質量%で、C:0.1〜0.2%未満、Si:0.1〜1.2%、Mn:1.2〜2.0%、S:0.01〜0.1%、Ni:0.5〜1.5%、Cr:12.0〜13.0%、Mo:0.3〜0.8%、V:0.07〜0.3%、Cu:0.1〜1.0%、Al:0.05%以下、N:0.03〜0.1%であり、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする熱間加工性に優れた金型用鋼である。好ましくは、Siは0.1〜0.8%、Sは0.05〜0.1%、Nは0.04〜0.1%とし、不可避的不純物であるOは0.02%以下とする。あるいはさらに、金型用鋼の硬さが30〜45HRCである。 That is, the present invention, in mass%, C: less than 0.1~0.2%, Si: 0.1 ~1.2% , Mn: 1.2~2.0%, S: 0.01~0 0.1%, Ni: 0.5 to 1.5%, Cr: 12.0 to 13.0%, Mo: 0.3 to 0.8%, V: 0.07 to 0.3%, Cu: 0.1 to 1.0%, Al: 0.05% or less, N: 0.03 to 0.1%, excellent in hot workability, characterized by comprising the balance Fe and inevitable impurities Steel for molds. Preferably, Si is 0.1 to 0.8%, S is 0.05 to 0.1%, N is 0.04 to 0.1%, and O which is an inevitable impurity is 0.02% or less. To do. Alternatively, the hardness of the mold steel is 30 to 45 HRC.

本発明であれば、強度、靭性、被切削性、耐発錆性に加えて、その鋼材製造に係る熱間加工性という、従来の金型用鋼が全てを満たし得なかった個々の特性を兼備することから、金型製作時の加工工数の大幅低減と、金型としての特性向上に寄与する。よって、金型の技術向上にとって有効な技術となる。   In the present invention, in addition to strength, toughness, machinability, and rust resistance, the individual properties that conventional steel for molds could not satisfy all, such as hot workability related to the manufacture of steel materials. This also contributes to a significant reduction in the number of processing steps during mold production and an improvement in the characteristics of the mold. Therefore, this is an effective technique for improving the mold technology.

実施例1の耐発錆試験において、本発明鋼1〜4および比較鋼1〜6の鏡面仕上面に生じた発錆の状況を示す図である。In the rust-proof test of Example 1, it is a figure which shows the condition of the rust produced on the mirror surface finishing surface of this invention steel 1-4 and comparative steel 1-6. 実施例2において、本発明鋼3および比較鋼3の焼戻し硬さを説明する図である。In Example 2, it is a figure explaining the tempering hardness of this invention steel 3 and the comparative steel 3. FIG.

本発明の金型用鋼は、低C−Mn−Ni−Cr−Fe系の合金を基本成分とする。その中でも、Cは0.1〜0.2%未満としたことで、例えば550℃以上の高温焼もどしにより30〜45HRCの高硬度を達成する。また、Crは12.0〜13.0%の高含有量としたことで、多量のCrを基地中に固溶させ、緻密な酸化膜を形成して優れた耐発錆性を付与する。優れた耐発錆性は、金型としての使用時には、上記水冷穴の発錆を防止するので、冷却効果が長く持続して、金型寿命の向上に寄与する。   The mold steel of the present invention contains a low C—Mn—Ni—Cr—Fe alloy as a basic component. Among them, by setting C to less than 0.1 to 0.2%, for example, high hardness of 30 to 45 HRC is achieved by high-temperature tempering at 550 ° C. or higher. Further, since Cr has a high content of 12.0 to 13.0%, a large amount of Cr is dissolved in the matrix, and a dense oxide film is formed to give excellent rust resistance. The excellent rust resistance prevents rusting of the water-cooled holes when used as a mold, so that the cooling effect lasts long and contributes to the improvement of the mold life.

そして、被切削性に優れる本発明の金型用鋼は、例えば上記の30〜45HRCのプリハードン状態で供給できる。つまり、所定の部品形状に対しては、その硬さ状態にて切削などの機械加工を行った後、研磨仕上を施して該形状に整え、使用されるものである。したがって、上記加工後の熱処理を省略できることから、厳しい寸法精度が要求される金型部品にも対応できる。   And the steel for metal mold | die of this invention excellent in machinability can be supplied in the said 30-45HRC prehardened state, for example. In other words, a predetermined part shape is used after being machined such as cutting in its hardness state and then subjected to a polishing finish to prepare the shape. Therefore, since the heat treatment after the processing can be omitted, it is possible to deal with mold parts that require strict dimensional accuracy.

以下、本発明鋼の成分限定の理由について述べる。
Cは、金型強度を維持するための、好ましくは30〜45HRC程度の焼入れ焼戻し硬さを維持するために必要な基本的添加元素である。そして、切削加工時などに発生する加工歪を抑制するためには、鋼中の残留応力を低減しておくことが望ましく、このためには上記の焼戻し温度は高くできることが必要である。そこで、本発明鋼では、例えば550℃以上の焼戻しでも30HRC以上の硬さを安定して達成できるだけの、十分なC量を添加することが重要である。しかし多すぎると巨大な残留炭化物を形成して、被切削性や熱間加工性を低下させる。よって、0.1〜0.2%未満とする。
Hereinafter, the reason for limiting the components of the steel of the present invention will be described.
C is a basic additive element necessary for maintaining the mold strength, and preferably maintaining the quenching and tempering hardness of about 30 to 45 HRC. And in order to suppress the processing distortion which generate | occur | produces at the time of cutting etc., it is desirable to reduce the residual stress in steel, For this purpose, it is necessary that said tempering temperature can be made high. Therefore, in the steel of the present invention, it is important to add a sufficient amount of C that can stably achieve a hardness of 30 HRC or higher even when tempering at 550 ° C. or higher, for example. However, if the amount is too large, huge residual carbides are formed, and machinability and hot workability are lowered. Therefore, it is made less than 0.1-0.2%.

Siは、鋼塊製造時に脱酸剤として添加される元素である。そして、本発明鋼においては、含有することで被切削性の向上に効果を有する元素である。多すぎると、靭性等の機械的性質の低下をまねくので1.2%以下とする。好ましくは0.1%以上および/または0.8%以下である。   Si is an element added as a deoxidizer during the production of steel ingots. And in this invention steel, it is an element which has an effect in a machinability improvement by containing. If the amount is too large, deterioration of mechanical properties such as toughness is caused. Preferably they are 0.1% or more and / or 0.8% or less.

Mnは、本発明鋼の焼入性を高め、またフェライトの生成を抑制して、適度の焼入れ焼戻し硬さを与えるために添加される重要な元素である。しかし多すぎると、基地の粘さを上げて被切削性を低下させる。よって、1.2〜2.0%とする。好ましくは1.7%以下である。   Mn is an important element that is added to increase the hardenability of the steel of the present invention and to suppress the formation of ferrite to give an appropriate quenching and tempering hardness. However, if it is too much, it will increase the viscosity of the base and reduce the machinability. Therefore, it is set to 1.2 to 2.0%. Preferably it is 1.7% or less.

Sは、非金属介在物MnSとして組織中に存在させることで、被切削性の向上に大きな効果がある。しかし、多量のMnSの存在は、機械的特性、特に靭性の異方性を助長するなど、金型自体の性能を低下させる要因となる。また、鋼材の製造過程においても、粗大なMnSは熱間加工性を阻害する。よって、本発明鋼においては、Sは0.01〜0.1%とする。被切削性の向上のためには0.05%以上の含有が好ましい。   When S is present in the structure as a nonmetallic inclusion MnS, it has a great effect on improving the machinability. However, the presence of a large amount of MnS becomes a factor that degrades the performance of the mold itself, such as promoting mechanical properties, particularly toughness anisotropy. Moreover, coarse MnS also inhibits hot workability in the manufacturing process of steel materials. Therefore, in the steel of the present invention, S is set to 0.01 to 0.1%. In order to improve the machinability, the content is preferably 0.05% or more.

Niは、基地の粘さを上げ、靭性の向上のために重要な元素である。しかし、多すぎると過度に粘くなって、靭性と被切削性のバランスが悪くなる。よって、0.5〜1.5%とする。好ましくは0.8%以上および/または1.3%以下である。   Ni is an important element for increasing the base viscosity and improving toughness. However, if it is too much, it becomes excessively viscous and the balance between toughness and machinability deteriorates. Therefore, 0.5 to 1.5% is set. Preferably it is 0.8% or more and / or 1.3% or less.

Crは、基地中に固溶して、本発明鋼の耐発錆性を高める極めて重要な元素である。また、焼戻し処理においては、Cr系の炭化物を生成して、本発明鋼の強度を形成するために添加される。多すぎると熱間加工性と被切削性の劣化をまねく。よって、12.0〜13.0%とする。   Cr is a very important element that dissolves in the matrix and improves the rust resistance of the steel of the present invention. In addition, in the tempering treatment, Cr-based carbides are generated and added to form the strength of the steel of the present invention. If it is too much, hot workability and machinability will deteriorate. Therefore, it is 12.0 to 13.0%.

Moは、焼戻し時に微細炭化物を析出、凝集させて、本発明鋼の強度と焼戻し軟化抵抗を向上させる。更にMoの一部は、金型表面の酸化皮膜中に固溶することで、金型使用中の、例えばプラスチックから発生する腐食性ガスに対しての耐食性を向上する作用効果もある。しかし一方では、多すぎると被切削性の低下要因となる。よって、0.3〜0.8%とした。好ましくは0.4%以上および/または0.6%以下とする。   Mo precipitates and aggregates fine carbides during tempering, and improves the strength and temper softening resistance of the steel of the present invention. Further, a part of Mo is dissolved in the oxide film on the mold surface, thereby improving the corrosion resistance against corrosive gas generated from, for example, plastic during use of the mold. On the other hand, however, if the amount is too large, it causes a decrease in machinability. Therefore, it was 0.3 to 0.8%. Preferably, the content is 0.4% or more and / or 0.6% or less.

Vは、焼戻し軟化抵抗を高めるとともに、結晶粒の粗大化を抑制して、靭性の向上に寄与する。また、硬質の炭化物を微細に形成して、耐摩耗性を向上させる効果がある。このためには少なくとも0.07%以上を必要とするが、多すぎると被切削性の低下を招くので0.3%以下とした。好ましくは0.25%以下である。   V increases the resistance to temper softening and suppresses the coarsening of crystal grains, thereby contributing to the improvement of toughness. In addition, there is an effect of improving the wear resistance by forming hard carbide finely. For this purpose, at least 0.07% or more is required, but if it is too much, the machinability is lowered, so the content is made 0.3% or less. Preferably it is 0.25% or less.

Cuは、一部が基地中に固溶することで、上記のCrによる効果と相まって、本発明鋼の耐発錆性を一層向上する。また一部は基地中より析出させることで、基地の延性を適度に低下させ、優れた被切削性を付与する。しかし多すぎると、熱間加工性を低下させる他には、被切削性も返って低下する。よって、0.1〜1.0%とする。好ましくは0.2%以上および/または0.6%以下である。   Cu partly dissolves in the base, and in combination with the effect of Cr, the rust resistance of the steel of the present invention is further improved. Moreover, by depositing part from the base, the ductility of the base is moderately lowered and excellent machinability is imparted. However, if it is too much, in addition to reducing hot workability, machinability is also reduced. Therefore, it is set to 0.1 to 1.0%. Preferably they are 0.2% or more and / or 0.6% or less.

Alは、通常、溶製時の脱酸元素として用いられるが、その結果として生成されるアルミナ系非金属介在物(Al)は、それが鋼中に多く残存すると鏡面加工性や熱間加工性を低下させる。よって、本発明では0.05%以下に規制する必要がある。好ましくは0.04%以下である。 Al is usually used as a deoxidizing element during melting, but as a result, a large amount of alumina-based nonmetallic inclusions (Al 2 O 3 ) that remain in the steel can be mirror-finished or heat-treated. Reduces inter-workability. Therefore, in this invention, it is necessary to regulate to 0.05% or less. Preferably it is 0.04% or less.

N(窒素)は、その添加により耐発錆性を高める効果を有する。また、鋼中に微細な窒化物を形成する元素であり、本発明鋼の硬さを高める効果を有する。さらに、切削加工においては、鋼中に微細な窒化物が形成された場合、これらが切屑形成時の切欠効果(notch effect)を高めるため、被切削性を向上させる効果も発現する。しかし過剰に窒素を添加すると、粗大な窒化物が過多に形成されるため、これが金型の靭性、被切削性および磨き性を著しく劣化する要因となる。よって本発明鋼のNは、0.03〜0.1%とする。好ましくは、0.04%以上である。   N (nitrogen) has the effect of increasing rust resistance by its addition. Moreover, it is an element which forms fine nitride in steel, and has the effect of increasing the hardness of the steel of the present invention. Further, in the cutting process, when fine nitrides are formed in the steel, these increase the notch effect at the time of chip formation, so that the effect of improving the machinability is also exhibited. However, when nitrogen is added excessively, coarse nitrides are excessively formed, and this is a factor that significantly deteriorates the toughness, machinability and polishability of the mold. Therefore, N of the steel of the present invention is 0.03 to 0.1%. Preferably, it is 0.04% or more.

不可避的不純物であるO(酸素)は、鋼中に酸化物を形成する元素であり、これは冷間塑性加工性および磨き性を著しく劣化させる要因となる。そして、特に本発明では、上記のAlの形成を抑えることが重要であることから、Oは低く管理することが好ましい。よって、好ましい上限を0.02%とし、更に0.01%以下、そして0.005%以下を好ましい順とする。なお、同時にはAlの低減管理も行う本発明にとっては、その製造の容易性を考慮すれば、O量が0.001%程度であっても本発明の効果は発揮される。 O (oxygen), which is an inevitable impurity, is an element that forms an oxide in steel, and this causes a significant deterioration in cold plastic workability and polishability. Then, especially in the present invention, since it is important to suppress the formation of the Al 2 O 3, O is preferably managed low. Therefore, the preferable upper limit is 0.02%, and further 0.01% or less and 0.005% or less are the preferable order. At the same time, for the present invention which also manages the reduction of Al, the effects of the present invention are exhibited even if the O amount is about 0.001%, considering the ease of manufacture.

表1に本発明鋼および比較鋼の化学組成を示す。なお比較鋼1、2は、前述の特許文献1の金型用鋼に、比較鋼3は特許文献2の金型用鋼に、そして、比較鋼4は特許文献3の金型用鋼に、それぞれ相当する。   Table 1 shows the chemical compositions of the inventive steel and the comparative steel. The comparative steels 1 and 2 are the mold steel of Patent Document 1 described above, the comparative steel 3 is the mold steel of Patent Document 2, and the comparative steel 4 is the mold steel of Patent Document 3. Each corresponds.

これらの試料に1030℃からの焼入れ処理を行った後、40HRCの硬さを目標に焼戻し処理を行って、所定の硬さに調質した。そして、調質した本発明鋼および比較鋼に対しては、その機械的特性の評価と、以下の被切削試験および耐発錆試験を実施した。機械的特性は、2mmUノッチシャルピー衝撃試験による衝撃値と、1100℃での引張試験による引張強さ、伸び、絞りを測定した。引張試験は、その鋼材製造に係る熱間加工性を評価するものである。   These samples were tempered from 1030 ° C., and then tempered with a target of 40 HRC hardness, and tempered to a predetermined hardness. Then, the tempered steel of the present invention and the comparative steel were subjected to the evaluation of their mechanical properties and the following test to be cut and rust resistance test. Mechanical properties were determined by measuring the impact value by a 2 mm U notch Charpy impact test and the tensile strength, elongation and drawing by a tensile test at 1100 ° C. A tensile test evaluates the hot workability which concerns on the steel materials manufacture.

被切削試験は、上記調質後の試料にφ1mmのドリル加工を実施して、そのドリル寿命時の穴数を、比較鋼1を100とした指数で評価した(同指数が大きいほど、被切削性に優れる)。耐発錆試験は、上記の試料を鏡面仕上げした20mm×40mmの面に、35℃の5%NaCl水溶液を3時間噴霧して、その発錆面積を、比較鋼1を100とした指数で評価した(同指数が小さいほど耐発錆性に優れる)。その際の本発明鋼および比較鋼の発錆状況は図1の通りである。そして、以上の結果を表2に纏めて示す。   In the test to be cut, drilling of φ1 mm was performed on the sample after the tempering, and the number of holes at the drill life was evaluated by an index with the comparative steel 1 being 100 (the larger the index, the more the workpiece to be cut) Excellent). The rust resistance test was performed by spraying a 35% 5% NaCl aqueous solution for 3 hours on a 20 mm × 40 mm mirror-finished surface of the above sample, and evaluating the rust area by an index with Comparative Steel 1 being 100. (The smaller the index, the better the rust resistance). The rusting situation of the steel of the present invention and the comparative steel at that time is as shown in FIG. The results are summarized in Table 2.

表2より、本発明鋼1〜4は、比較鋼1と同等の優れた被切削性を維持しながらも、その熱間加工性は改善され、靱性は40HRCを超える硬さに調質した本発明鋼3、4であっても十分に優れている。そして特に、N量の高い本発明鋼1〜3は、耐発錆性が格段に優れている。   From Table 2, the present invention steels 1 to 4 have the same excellent machinability as that of the comparative steel 1, but the hot workability is improved and the toughness is tempered to a hardness exceeding 40 HRC. Inventive steels 3 and 4 are sufficiently excellent. In particular, the inventive steels 1 to 3 having a high N amount are remarkably excellent in rust resistance.

これに対して、比較鋼2は、本発明鋼よりも高C、高Crであることから、残留炭化物が多くなり、熱間加工性が低下している。そしてさらに、N量も少ないことから、切屑形成時の切欠効果が低く、被切削性が低下している。   On the other hand, since the comparative steel 2 is higher C and higher Cr than the steel of the present invention, the amount of residual carbides is increased and the hot workability is reduced. Further, since the amount of N is also small, the notch effect at the time of chip formation is low, and the machinability is reduced.

比較鋼3は、靭性、熱間加工性、被切削性、耐発錆性のいずれにおいても十分な特性を示している。しかし、後述する実施例2の通り、30HRC以上の硬度を得るための熱処理条件に制限がある。   The comparative steel 3 shows sufficient characteristics in any of toughness, hot workability, machinability, and rust resistance. However, as in Example 2 to be described later, there are limitations on the heat treatment conditions for obtaining a hardness of 30 HRC or higher.

比較鋼4は、C量の最適化によって耐発錆性には優れる。しかし、高めに管理されたCr量と、低いCuおよびN量に併せては、そもそもS量自体が低いことから、被切削性に劣る。そして、過多のNiおよびAl量については、比較例4が、NiとAlの相互添加により微細なNiAl金属間化合物を析出させることで硬さを付与した金型用鋼であることから、これが靭性を極端に低下させた要因となっている。 The comparative steel 4 is excellent in rust resistance by optimizing the C amount. However, in combination with the highly controlled Cr content and the low Cu and N content, since the S content itself is low, the machinability is poor. And for excessive amounts of Ni and Al, since Comparative Example 4 is a mold steel to which hardness is imparted by precipitating a fine Ni 3 Al intermetallic compound by mutual addition of Ni and Al, This is a factor that drastically reduced toughness.

比較鋼5、6は、金型用鋼の主要成分においては最適な組成を有するものである。しかし、比較鋼5は、AlおよびN量が過多のため、硬質の非金属介在物であるAlや粗大なAlNが形成されて、靭性、熱間加工性、被切削性が低下している。そして、比較鋼6は、N量が少ないため、切削加工における切屑形成時の切欠効果が低下し、被切削性が低下している。 The comparative steels 5 and 6 have optimum compositions in the main components of the mold steel. However, since the comparative steel 5 has an excessive amount of Al and N, hard non-metallic inclusions such as Al 2 O 3 and coarse AlN are formed, and the toughness, hot workability, and machinability decrease. ing. And since the comparative steel 6 has little N amount, the notch effect at the time of the chip formation in cutting processing falls, and machinability has fallen.

表1の本発明鋼3および比較鋼3を1030℃から焼入れ処理した。そして、これらを各温度で焼戻し処理したことで、このときの焼戻し温度による硬さの変化を測定した。結果の焼戻し曲線を図2に示す。0.1%以上のC量を添加している本発明鋼3は、550℃以上の焼戻し温度でも安定して30HRC以上の硬さを達成できる。これに対して、C量が0.1%に満たない比較鋼3は、同焼戻し温度では30HRCの硬さを安定して達成できないことがわかる。   Invention steel 3 and comparative steel 3 in Table 1 were quenched from 1030 ° C. And the change of the hardness by the tempering temperature at this time was measured by tempering these at each temperature. The resulting tempering curve is shown in FIG. The steel 3 of the present invention to which a C amount of 0.1% or more is added can stably achieve a hardness of 30 HRC or more even at a tempering temperature of 550 ° C. or more. On the other hand, it can be seen that the comparative steel 3 having a C amount of less than 0.1% cannot stably achieve a hardness of 30 HRC at the same tempering temperature.

本発明の金型用鋼は、その優れた機械的特性と被切削性を有することから、その他の精密加工を求められる製品にも適用が可能である。   The mold steel of the present invention has excellent mechanical properties and machinability, and therefore can be applied to other products that require precision machining.

Claims (6)

質量%で、C:0.1〜0.2%未満、Si:0.1〜1.2%、Mn:1.2〜2.0%、S:0.01〜0.1%、Ni:0.5〜1.5%、Cr:12.0〜13.0%、Mo:0.3〜0.8%、V:0.07〜0.3%、Cu:0.1〜1.0%、Al:0.05%以下、N:0.03〜0.1%であり、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする熱間加工性に優れた金型用鋼。 By mass%, C: less than 0.1~0.2%, Si: 0.1 ~1.2% , Mn: 1.2~2.0%, S: 0.01~0.1%, Ni : 0.5 to 1.5%, Cr: 12.0 to 13.0%, Mo: 0.3 to 0.8%, V: 0.07 to 0.3%, Cu: 0.1 to 1 0.0%, Al: 0.05% or less, N: 0.03-0.1%, comprising the balance Fe and unavoidable impurities, and having excellent hot workability, for mold steel. 質量%で、Si:0.1〜0.8%であることを特徴とする請求項1に記載の熱間加工性に優れた金型用鋼。   The steel for molds having excellent hot workability according to claim 1, wherein the mass ratio is Si: 0.1 to 0.8%. 質量%で、S:0.05〜0.1%であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱間加工性に優れた金型用鋼。   The steel for molds having excellent hot workability according to claim 1, wherein S is 0.05 to 0.1% by mass%. 質量%で、N:0.04〜0.1%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熱間加工性に優れた金型用鋼。   The steel for molds excellent in hot workability according to any one of claims 1 to 3, wherein N is 0.04 to 0.1% by mass%. 不可避的不純物であるOは、質量%で、0.02%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熱間加工性に優れた金型用鋼。   The steel for molds having excellent hot workability according to any one of claims 1 to 4, wherein O, which is an inevitable impurity, is 0.02% or less in mass%. 硬さが30〜45HRC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熱間加工性に優れた金型用鋼。   Hardness is 30-45HRC, Steel for metal molds excellent in hot workability in any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned.
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JP2000239805A (en) * 1999-02-19 2000-09-05 Daido Steel Co Ltd High hardness martensitic stainless steel excellent in corrosion resistance and cold workability
US8808472B2 (en) * 2000-12-11 2014-08-19 Uddeholms Ab Steel alloy, holders and holder details for plastic moulding tools, and tough hardened blanks for holders and holder details
CN101264681B (en) * 2001-06-06 2013-03-27 新日本制铁株式会社 Hot-dip galvannealed steel sheet, steel sheet treated by hot-dip galvannealed layer diffusion and a method of producing the same
EP1580290B1 (en) * 2002-12-25 2012-03-14 Hitachi Metals, Ltd. Cold die steel excellent in characteristic of suppressing dimensional change
JP2009242820A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Daido Steel Co Ltd Steel, steel for die and die using the same

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