JPH03115545A - プラスチック型用鋼 - Google Patents

プラスチック型用鋼

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JPH03115545A
JPH03115545A JP20033790A JP20033790A JPH03115545A JP H03115545 A JPH03115545 A JP H03115545A JP 20033790 A JP20033790 A JP 20033790A JP 20033790 A JP20033790 A JP 20033790A JP H03115545 A JPH03115545 A JP H03115545A
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less
steel
hardness
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plastic molds
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Shoichi Fukui
福井 彰一
Kazuo Ito
一夫 伊藤
Yukinori Matsuda
幸紀 松田
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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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】 本発明は高性能高硬度プラスチック型用鋼に関するもの
であり、特に鏡面仕上性等のプラスチック型用鋼として
の要求性能を改善したことを特徴とする高性能な高硬度
高鏡面仕上性プラスチック型用鋼に関するものである。
近年プラスチック工業の目覚ましい発展にともない、各
種の樹脂が使用されるようになったが、その中にはガラ
ス繊維等の添加材の入った複合樹脂も多く使用されてい
る。また、一方成形品によっては要求される寸法精度も
きわめて高いものがある。
これらの用途のプラスチック金型は耐摩耗性。
耐圧強度の高い高硬度プラスチック型用鋼が使用されて
いる。
従来この高硬度プラスチック型用鋼としては、5KD1
1が汎用されているが、金型製造時の問題点として、型
彫時の被削性、金型仕上げ時の研削性、金型補修時の溶
接割れ等があげられるほか、鏡面研磨後の仕上げ面にピ
ンホールが残存し、プラスチック製品へ転写されるとい
う欠点もあった。このため特に鏡面仕上性が重要な透明
品の成形型に5KDIIを使用するのは不都合であった
。また複雑な形状の金型を製作するうえでは、熱処理変
形の少ない材質が強く要求されている。
またプラスチックによる腐食に対して耐食性が要求され
ている。
そこで本発明者等は、種々研究の結果、鏡面研W1@の
仕上げ面のピンホールは5KDIIの巨大なM7C3炭
化物に起因することがわかり、この炭化物量を適量に低
減することによって仕上面の問題を解決した。
またそれとともに、基地の合金元素バランスを適量にコ
ントロールすることにより、熱処理変形を極めて少なく
シ、被削性、研削性、溶接性、耐食性の著しく向上した
高性能な高硬度高鏡面仕上性プラスチック型用鋼を得た
即ちその化学成分組成は、重量%で、 C:0.9〜1.2%、S13%以下、Mn:3%以下
、Cr:7.0超過〜9.5%、M o : 0 、1
〜1.5%、V:0.01〜1.0%を基本組成とし、
必要に応じて、B:0.0005〜0.010%、RE
M:0.0005〜0.300%の1種以上と、S:0
.20%以下、Pb:0.40%以下、Se:0.30
%以下、Bi:0.50%以下。
Te:0.30%以下、Ca:0.0002〜0.01
0%の1種以上と、Ni:1.2%以下、Cu:2.0
%以下、W:2%以下、Co:2%以下、Nb:2%以
下の1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的不純物か
らなるものである。
次に、本発明鋼の成分組成(重量%)の限定理由を述べ
る。
C:0.9〜1.2% 本発明鋼中Cはマルテンサイトの硬度を高め、鏡面研磨
後の研磨面の仕上がり性を良好なものとするが、Cが0
.9%未満ではより大きな圧縮強度およびより優れた耐
摩耗性が得がたく、またCが1.2%をこえると巨大炭
化物量が多くなり、被削性及び研削性が低下するため0
.9〜1.2%とした。
Sf :3%以下 Siはマルテンサイトの焼もどし抵抗性を高めるために
添加する。しかし高すぎると鍛造性が劣化するので3%
以下とした。
Mn:3%以下 Mnは焼入れ性を高めるが多量に添加すると残留オース
テナイトを残存し、硬さを下げるため最高3%とした。
Cr:7.0超過〜9.5% Crは焼入れ時に基地に固溶し、焼入れ性を高めるとと
もに、適度のクロム炭化物を形成して耐摩耗性を向上し
、さらには耐食性を向上させて仕上り面の鏡面性を長期
にわたって良好に維持するが、添加量が多すぎると巨大
炭化物を形成し、被削性、研削性、耐溶接割れ性を低下
させるほか、鏡面性をも悪化させるようになるため、7
.0[過〜9,5%とした。
M o : 0 、1〜1.5% MOは焼入れ時に基地に固溶するとともに、炭化物を形
成する元素で、焼入れ性、焼もどし抵抗性を高めるが、
添カロ量が多すぎると、熱間加工性、靭性の低下を生ず
るため0.1〜1.5%とした。
V:0.01−1.0% ■は基地のオーステナイト結晶粒の粗大化を防止すると
ともに、耐摩耗性の向上に効果があるが、熱間加工性、
研削性の低下を生ずるため0.01〜1.0%とした。
B:0.0005〜0.010% Bは極微量の添加で焼入れ性や強さを著しく向上させる
元素であり、この効果を有効に発揮させるためには、少
なくとも0.0005%以上含有する必要がある。ただ
し、多量に含有するとほう化物が多量に形成され鍛造性
が著しく劣化するので0.010%以下に限定した。
REM:0.0005〜0.300% Sc、Y、La、Ce、Nd、Smおよびその他のRE
M (希土類元素)は焼入れ処理における冷却過程にお
いて、オーステナイト結晶粒界への初析炭化物の析出お
よびパーライト変態、ベイナイト変態を抑制する効果が
多大で、焼入れ性、靭性および被研削性を著しく向上さ
せる。上記効果を有効に発揮させるためには、REMの
1種以上を合計量で少なくとも0.0005%以上含有
する必要がある。
ただし多量に添加すると凝固時にMC型の巨大な炭化物
が多量に形成され、鍛造性が著しく劣化するため、上記
元素の合計量は0.300%以下に限定した。
被削性改善元素(S、Pb、Se、Bl 、Te。
Ca) 被削性を向上させるために上記成分の添加が有効である
。ただし多量に添加すると熱間加工性。
靭性を低下させるため、S:0.20%以下。
Pb:0.40%以下、Se:0.30%以下。
Bi:0.50%以下、Te:0.30%以下。
Ca: 0.0002〜0.010%が適当である。
高耐摩耗元素(Nf 、Cu、W、Co、Nb)耐摩耗
性を向上させるために、基地を強化し、炭化物を形成す
る上記成分の添加が有効である。
ただし多量に添加すると熱間加工性、靭性を低下させる
ため、Ni:1.2%以下、Cu:2.0%以下、W:
2%以下、Co:2%以下、Nb:2%以下が適当であ
る。
次に、実施例によって本発明の詳細な説明する。
[実施例] 第1表には本実施例に用いた供試材の化学成分を示す。
また、第2表には各供試材の焼もどし硬さ、熱処理変形
量。
ダイヤモンド研磨摩耗量および腐食 減量の測定結果を示す。
第2表に本発明鋼と5KD11.5KD12の焼もどし
硬さを示す1本発明鋼は500℃近傍で焼もどしをおこ
ない、5KDIIを超える硬さが得られる。なお、RE
Mを添加した本発明鋼は、焼入れ性が良くなる。上記試
験片は、!025℃X20m1 n (但し5KD12
は960℃×20m1n)に加熱後100mmφの鋼ケ
ース中に埋め込んで空冷した。
熱処理変形量の測定値は同じく第2表に示す如くで、本
発明鋼の熱処理変形量は著しく少ない。
これはC,Cr、Mo、V等の本発明鋼の成分バランス
が良好なためと思われる。なお、熱処理変形量の0足に
は、60mmφのC型(ネイビー)試験片を使用し、焼
入れ時にはいづれも油冷をおこなった。
また、圧縮耐力の測足をおこなったところ、本発明鋼は
5KDIIと同等以上の圧縮耐力を有することがわかっ
た。
さらに、本発明鋼と5KDIIのOCT曲線を求めたと
ころ、試験の際のオーステナイト化条件を1025℃X
15m1nであるようにした場合に、本発明鋼は、5K
DIIに比べてパーライトおよびベイナイトの変態曲線
が長時間側にあり、焼入性が優れていることがわかった
次に、本発明鋼と5KD11.5KD12について被研
削性試験(各試料は、焼入焼もどしによりHRC60±
0.5の硬さに調整した。〕をおこなったところ、同じ
く第2表に示すように、本発明鋼は、5KDIIに比べ
て被研削性に優れていることが判明した。
そして、本発明鋼は、快削元素の添加により被削性がよ
り一層向上し、REMの添加によって被研削性がより一
層向上することがわかった。
さらに、仕上げ研摩〔6終及び1島ダイヤモンドで研摩
〕後の表面のビット状況を調べたところ、本発明鋼の研
摩面の点状空隙が著しく少ないことがわかった。従って
、本発明鋼の研摩面は鏡面仕上性がきわめて優れたもの
となることがわかった。
同じく第2表に5%HC文による耐食試験結果(試験温
度50℃)を示す、同表から明らかなように本発明鋼の
腐食減量は少なく、耐食性を要求されるプラスチック型
用鋼に好適であることが認められた。
以上説明のとおり本発明の高硬度プラスチック型用鋼は
、鏡面仕上性が艮く、熱処理変形量が少ないほか、被削
性、研削性、靭性および溶接性等プラスチック型用鋼と
して優れた性能を有する鋼種である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で、C:0.9〜1.2%、Si:3%以
    下、Mn:3%以下、Cr:7.0超過〜9.5%、M
    o:0.1〜1.5%、V:0.01〜1.0%、残部
    Fe及び不可避的不純物からなる高硬度高鏡面仕上性プ
    ラスチック型用鋼。
  2. (2)重量%で、C:0.9〜1.2%、Si:3%以
    下、Mn:3%以下、Cr:7.0超過〜9.5%、M
    o:0.1〜1.5%、V:0.01〜1.0%を基本
    組成とし、これにB:0.0005〜0.010%、R
    EM:0.0005〜0.300%の1種以上を含有し
    、残部Fe及び不可避的不純物からなる高硬度高鏡面仕
    上性プラスチック型用鋼。
  3. (3)重量%で、C:0.9〜1.2%、Si:3%以
    下、Mn:3%以下、Cr:7.0超過〜9.5%、M
    o:0.1〜1.5%、V:0.01〜1.0%を基本
    組成とし、これにS:0.20%以下、Pb:0.40
    %以下、Se:0.30%以下、Bi:0.50%以下
    、Te:0.30%以下、Ca:0.0002〜0.0
    10%の1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的不純
    物からなる高硬度高鏡面仕上性プラスチック型用鋼。
  4. (4)重量%で、C:0.9〜1.2%、Si:3%以
    下、Mn:3%以下、Cr:7.0超過〜9.5%、M
    o:0.1〜1.5%、V:0.01〜1.0%を基本
    組成とし、これにNi:1.2%以下、Cu:2.0%
    以下、W:2%以下、Co:2%以下、Nb:2%以下
    の1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的不純物から
    なる高硬度高鏡面仕上性プラスチック型用鋼。
  5. (5)重量%で、C:0.9〜1.2%、Si:3%以
    下、Mn:3%以下、Cr:7.0超過〜9.5%、M
    o:0.1〜1.5%、V:0.01〜1.0%を基本
    組成とし、これにB:0.0005〜0.010%、R
    EM:0.0005〜0.300%の1種以上と、S:
    0.20%以下、Pb:0.40%以下、Se:0.3
    0%以下、Bi:0.50%以下、Te:0.30%以
    下、Ca:0.0002〜0.010%の1種以上を含
    有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる高硬度高鏡
    面仕上性プラスチック型用鋼。
  6. (6)重量%で、C:0.9〜1.2%、Si:3%以
    下、Mn:3%以下、Cr:7.0超過〜9.5%、M
    o:0.1〜1.5%、V:0.01〜1.0%を基本
    組成とし、これにB:0.0005〜0.010%、R
    EM:0.0005〜0.300%の1種以上と、Ni
    :1.2%以下、Cu:2.0%以下、W:2%以下、
    Co:2%以下、Nb:2%以下の1種以上を含有し、
    残部Fe及び不可避的不純物からなる高硬度高鏡面仕上
    性プラスチック型用鋼。
  7. (7)重量%で、C:0.9〜1.2%、Si:3%以
    下、Mn:3%以下、Cr:7.0超過〜9.5%、M
    o:0.1〜1.5%、V:0.01〜1.0%を基本
    組成とし、これにS:0.20%以下、Pb:0.40
    %以下、Se:0.30%以下、Bi:0.50%以下
    、Te:0.30%以下、Ca:0.0002〜0.0
    10%の1種以上と、Ni:1.2%以下、Cu:2.
    0%以下、W:2%以下、Co:2%以下、Nb:2%
    以下の1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的不純物
    からなる高硬度高鏡面仕上性プラスチック型用鋼。
  8. (8)重量%で、C:0.9〜1.2%、Si:3%以
    下、Mn:3%以下、Cr:7.0超過〜9.5%、M
    o:0.1〜1.5%、V:0.01〜1.0%を基本
    組成とし、これにB:0.0005〜0.010%、R
    EM:0.0005〜0.300%の1種以上と、S:
    0.20%以下、Pb:0.40%以下、Se:0.3
    0%以下、Bi:0.50%以下、 Te:0.30%以下、Ca:0.0002〜0.01
    0%の1種以上と、さらにNi:1.2%以下、Cu:
    2.0%以下、W:2%以下、Co:2%以下、Nb:
    2%以下の1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的不
    純物からなる高硬度高鏡面仕上性プラスチック型用鋼。
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