JPH02179848A - 熱間工具鋼 - Google Patents

熱間工具鋼

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JPH02179848A
JPH02179848A JP33343588A JP33343588A JPH02179848A JP H02179848 A JPH02179848 A JP H02179848A JP 33343588 A JP33343588 A JP 33343588A JP 33343588 A JP33343588 A JP 33343588A JP H02179848 A JPH02179848 A JP H02179848A
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楓 博
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小川 哲巳
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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m4用ダ
イス及びダイキャスト金型等に利用される。
〔従来の技術〕
従来、上記用途に用いられる熱間工具鋼としては、(1
,4C−1si−5Cr−1,2Mo−I■の鋼(JI
S  5KD61.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−ISi−0,
8Ni−6Cr−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。
〔発明が解決しようとする課題〕
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。
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。
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。
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。
〔課題を解決するための手段〕
本第1発明鋼は、重量比にして、C0.36〜0゜45
%、S i  0.10〜0.50%、Mn 0.30
〜0.70%、N i  OJO〜0.70%、Cr5
.10 〜6.00%、Mo  1.60〜2660%
及びV (1,20〜0.60%を含有し、残H5Fe
m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。
次に、本発明鋼の化学成分限定理由を以下に説明する。
Cは、C「、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。
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。
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。
Nl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。
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。
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。
■は、■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。
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。
〔実施例〕
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。
第1発明鋼(A−D)、第2発明鋼(ESF)、比較1
 (G−L)及び従来鋼(M−0) (7)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
、Nnは上記第2従来鋼、0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2 m m /分で
負荷して、測定した。焼入歪は、焼なまし状態の試験片
8mmφX80mmを、1030℃×30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
片の硬さ第 表 第 表 を求めて評価した。
比較ffGは、第2表から明らかなように、高温強度が
31 、 8 Kgf/mm’と劣り、比較8Hは、高
温強度は32 、 4 Kgf/mm’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 、 0 Kgf/mm’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 、 7 Kgf/mm’と、焼入性が40.
3と劣り、比較BKは、■含有量が0.74%と多いの
で焼入性が35.l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
i!ILは、高温強度が30 、 6 Kgf/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、S1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3
0 、 7 Kgf/+y+n+” 、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、
S1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31.2にgf/mm’と劣り、要求を十分に満足し
ない。第3従来鋼0は、C「含有量が3.26%と大変
少なく、MO含有看が3.21%及びV含有量が0.6
3%といずれも相当多いものであり、高温強度が32.
8Kgf/mIT+2、焼入歪が0.09、焼入性が3
6.7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335〜34
 、 2 Kgf/mm” 、焼入歪が0.01〜00
5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。
〔発明の効果〕
木筆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。
更に、本第2発明鋼は、第1発明鋼の化学成分に更にN
b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。
特許出願人   業知製鋼株式会社 代 理 人   弁理士 小島清路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量比にして、C0.36〜0.45%、Si0
    .10〜0.50%、Mn0.30〜0.70%、Ni
    0.30〜0.70%、Cr5.10〜6.00%、M
    o1.60〜2.60%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。
  2. (2)重量比にして、C0.36〜0.45%、Si0
    .10〜0.50%、Mn0.30〜0.70%、Ni
    0.30〜0.70%、Cr5.10〜6.00%、M
    o1.60〜2.60%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。
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