JPH03131405A - 切削性能に優れた高靭性溶製高速度鋼工具 - Google Patents
切削性能に優れた高靭性溶製高速度鋼工具Info
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- JPH03131405A JPH03131405A JP26753889A JP26753889A JPH03131405A JP H03131405 A JPH03131405 A JP H03131405A JP 26753889 A JP26753889 A JP 26753889A JP 26753889 A JP26753889 A JP 26753889A JP H03131405 A JPH03131405 A JP H03131405A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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。
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は、熱間、温間、冷間での塑性加工用工具、ある
いは切削加工用工具として利用され、とくに切削加工用
工具として利用した場合の切削性能により優れた高性能
高速度鋼工具に関するものである。 （従来の技術） 従来、この種の高速度鋼工具としては、例えば、ＪＩＳ
ＳＫＨに制定された高速度鋼を素材としたものがあ
り、これらの高速度鋼には、Ｖ系高速度鋼、 Ｍ ｏ系
高速度鋼、Ｗ系高速度鋼などがあって、これらの高速度
鋼を素材としたバイト。 フライス、ホブ、ドリル、リーマ、タップ、ブローチ、
ラックカッタ、ダイスなどの各種高速度鋼工具がある。 （発明が解決しようとする課題） この種の高速度鋼工具のうち、とくに切削加工用工具に
あっては、当然のことながら、切削性能をより一層向上
させることが常に課題として存在している。 （発明の目的） 本発明は、このような課題にかんがみてなされたもので
、切削性能のより一層の向上をはかることができ、カッ
ター、バイト、フライスなどの切削加工用工具として適
しているほか、金型などの塑性加工用工具としても好適
に利用される高性能な高速度鋼工具を提供することを目
的としている。
いは切削加工用工具として利用され、とくに切削加工用
工具として利用した場合の切削性能により優れた高性能
高速度鋼工具に関するものである。 （従来の技術） 従来、この種の高速度鋼工具としては、例えば、ＪＩＳ
ＳＫＨに制定された高速度鋼を素材としたものがあ
り、これらの高速度鋼には、Ｖ系高速度鋼、 Ｍ ｏ系
高速度鋼、Ｗ系高速度鋼などがあって、これらの高速度
鋼を素材としたバイト。 フライス、ホブ、ドリル、リーマ、タップ、ブローチ、
ラックカッタ、ダイスなどの各種高速度鋼工具がある。 （発明が解決しようとする課題） この種の高速度鋼工具のうち、とくに切削加工用工具に
あっては、当然のことながら、切削性能をより一層向上
させることが常に課題として存在している。 （発明の目的） 本発明は、このような課題にかんがみてなされたもので
、切削性能のより一層の向上をはかることができ、カッ
ター、バイト、フライスなどの切削加工用工具として適
しているほか、金型などの塑性加工用工具としても好適
に利用される高性能な高速度鋼工具を提供することを目
的としている。
（課題を解決するための手段〕
本発明に係わる高性能高速度鋼工具は、Ｓｉ含有量が０
．２５重量％以下でかつ熱処理硬さがＨＲＣ６８〜７１
である構成としたことを特徴としており、このような高
速度鋼工具の構成を前述した従来の課題を解決するため
の手段としている。 この種の高速度鋼工具において、第１表に示すＳｉ含有
量の少ない鋼種Ａと、同じく第１表に示すＳｉ含有量の
多い鋼種Ｂとについて、熱処理硬さを種々に変化させて
、熱処理硬さによる靭性および切削性能への影響を調べ
たところ、それぞれ第１図および第２図に示す傾向を有
する結果が得られた。 第１図に示すように、熱処理硬さと靭性との関係では、
Ｓｉ含有量の少ない鋼種Ａの方が、Ｓｉ含有量の多い鋼
種Ｂよりも靭性に優れていることが明らかであり、鋼中
のＳｉ含有量を少なくすることによって、同−熱処理硬
さでの靭性をより一層向上できることが認められた。 そして、第２図に示すように、熱処理硬さと切削性能と
の関係では、Ｓｉ含有量の多い鋼種Ｂでは、硬さがある
程度（例えば、ＨＲＣ６８程Ｉｆｆ）まで増大するにつ
れて９ノ削性衡も向上するものの、硬さがある程１８以
上に増大するとかえって切削性能が低下してしまうこと
が認められた。そして、これに対して、Ｓｉ含有軟の少
ない鋼種Ａでは、硬さを前記ある程度よりもさらに増大
させることによって切削性能がより一層向上し、硬さが
ある程度（例えば、ＨＲＣ７１種度）までは硬さの増大
につれて切削性能も向上することが認められ、このよう
な観点から、Ｓｉ含有量を０．２５重量％以下と少なく
して靭性のより一層の向Ｊ二をはかると同時に、Ｃ含イ
（量等を調節することにより高い熱処理硬さが得られる
ようにすることによって、切削性能を飛躍的に向上でき
ることが認められた。 このように１本発明に係わる高性能高速度鋼工具はＳｉ
含有量を少なくして靭性のより一層の向上をはかると共
にＣ含有量等を調整することによって熱処理硬さのより
一層の向上をはかり、熱処理硬さをＨＲＣ６８〜７１と
高いものにして切削性能の飛躍的な向上を実現したこと
を特徴とするものであるが、このような高性能高速度鋼
工具のよりｔｌｆましい化学成分例として、以下のもの
をあげることができる。 すなわち、重量％でＣ：０．４０〜３．５０％、Ｓｉ：
０．２５％以下、Ｍｎ：１．５０％以下、Ｃｒ：３〜８
％、および２ Ｍ ｏ ＋ Ｗ 二８〜３０％、Ｖ；０
．５〜５，０％のうちから選ばれる１種ないしは３種を
含有し、必要に応じて、ＲＥＭ： ０．００１〜０．６
００％、Ｎｂ：０．０１〜５．００％、Ｔａ：０．０１
〜５．００％、Ｚｒ：２．０以）、Ｈｆ：２．０％以下
、Ｔｉ：２．０％以下、Ｓｃ：Ｏ，ＯＯ１〜２．０００
％、Ｙ：２．０％以下のうちから選ばれる１種または２
種以上を含有し、同じく必要に応じてｃｏ：２０．０％
以下、Ｎｉ：２．０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ｂ：
０．０５０％以下のうちから選ばれる１種または２種以
上を含有し、同じ＜Ｍｇ：０．００１〜０．５００％。 Ｃａ： ０．００２〜０．０１０％、Ｐｂ：０．４％以
下、Ｂｉ ：０．５％以下、Ｔｅ：０．３％以下、Ｓｅ
：０．３％のうちから選ばれる１種または２種以上を含
有し、残部Ｆｅおよび不純物からなるものとすることが
できる。 この場合、上記したような化学成分とするのがより望ま
しいのは以下の理由による。 Ｃ； Ｃは工具鋼として必要な強度、硬さおよび耐摩耗性等を
確保するのに有効な元素であって、このような効果を得
るために０．４０％以上と高めに含有させるのがよい。 しかし、多すぎると靭性および加工性が低下するので３
．５０％以下とするのがよい。 Ｓ ｉ ； Ｓｉは鋼溶製時の脱酸剤として作用する元素であるが、
前述したようにＳｔ含有量を少なくすることによって靭
性のより一層の向上をはかることができるようになるの
で、Ｓｔ含有量を０．２５％以下、より好ましくは０．
０５％以下とするのがよい。 Ｍｎ； Ｍｎは鋼溶製時の脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の
清浄度を高めるとともに焼入れ性の向上にも寄与する元
素であるが、多すぎると熱間加工性を害するので１．５
０％以下とするのが良い。 Ｃｒ； Ｃｒは工具鋼の強度、とくに高温強度を高めると共に、
耐熱衝撃性を高めるのに有効な元素であって、このよう
な効果を得るためには３％以上添加するのがよい、しか
し、多すぎると靭性や加工性を劣化させるので８％以下
とするのがよい。 Ｍ ｏ 、Ｗ 、Ｖ ； Ｍ ｏ 、 Ｗ 、 Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さ
を増大して１耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
るノテ、２ Ｍ ｏ ＋ Ｗ ： ８〜３０％、Ｖ：０
．５〜５．０％のうちから選ばれる１種ないしは３種を
添加するのもよい、この場合、ＭｏはＷよりも効果が大
きい元素であって、このような効果を得るためには２Ｍ
ｏ＋Ｗ（いずれか一方がＯである場合も含む）で８％以
上、■を０．５％以上添加するのがよい、しかし、多す
ぎると靭性が低下すると共に、粗大炭化物も多くなり、
疲労特性に悪影響を及ぼすので２ Ｍ ｏ ＋ Ｗは３
０％以下、■は５．０％以下とするのがよい。 ＲＥＭ （希土類元素のうちから選ばれる１種または２
種以上）； ＲＥＭは、工具鋼の靭性を向上させ、特に１坩衝撃性を
高めるのに有効な元素であるので、こりような効果を得
るためにこれらの１種または２種以上を０．００１％以
上添加させることも必要に応じて望ましい、しかし、多
量に添加すると靭性および加工性を劣化させるので、添
加する場合は０．６０％以下とするのがよい。 Ｎ ｂ ＊ Ｔ ａ ＋ Ｚ ｒ 、Ｈｆ ＋ Ｔ ｔ
、Ｓ ｃ ＊ Ｙ ；Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ 、Ｔ
ｉ 、Ｓｃ、Ｙはいずれも炭化物を形成して熱処理硬さ
を増大し、耐摩耗性を向上させるのに有効な元素である
ので、これらの元素の中から適宜選んでＮｂ：Ｏ，Ｏ１
〜５．００％、Ｔａ：０．０１〜５．００％。 Ｚｒ：２．０％以下、Ｈｆ：２．０％以下、Ｔｉ：２，
０％以下、Ｓｃ：０．００１〜２ 、０００％、Ｙ：２
．０％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を添
加するのもよい。 Ｇｏ、Ｎｆ、Ｃｕ、Ｂ； Ｃｏ、Ｎｆ、Ｃｕ、Ｂはいずれも基地を強化して工具鋼
の強度、＃衝撃性、＃ヒートチエツク性を高めるので、
これらの元素の中から適宜選んでＣｏ：２０．０％以下
、Ｎｆ：２．０％以下。 Ｃｕ：１．０％以下、Ｂ：０．０５％以下のうちから選
ばれる１種または２種以上を添加するのもよい。また、
Ｂは鋼の焼入れ性を高めると共に、鋼中のＮをＢＮの形
で固定してＮの悪影響をなくすのに有効な元素であるの
で上記の範囲で適宜添加するのもよい。 Ｍｇ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｂｉ 、Ｔｅ、Ｓｅ；Ｍｇ、Ｃａ、
Ｐｂ、Ｂｉ 、Ｔａ、Ｓｅは鋼の被削性を改善させるの
に有効な元素であるのでこれらの元素の中から適宜選ん
でＭｇ：０．ＯＯ１〜０．５００％、Ｃａ：０．００２
〜０．０１０％、Ｐｂ：０．４％以下、Ｂｉ二０．５％
以下。 Ｔｅ：０．３％以下、Ｓｅ：０．３％以下のうちから選
ばれる１種または２種以」二を添加するのもよい。 そのほか、鋼中にＮが多量に含まれると他の添加元素と
窒化物を形成し、大きな炭窒化物が鋼中に存在すること
となって工具の性能を劣化させるので、Ｎの上限を２０
０ｐｐｍとすることがより望ましく、鋼中におけるＳ、
０１Ｂを低減することによって地価の発生を抑制し、地
価等級を向−トさせることができると共に成形加工時の
被削性を高めることができるようになるので、必要に応
じてＳの上限を０．００５０％、０の上限を０．００３
０％に規ル１することも望ましく、鋼中におけるＡ文、
Ｐ量を低減することによって地価の発生を抑制し、地価
等級を向」二させることができるようになるので、心間
に応じてＡｆＬのに限を０．０２０％、Ｐの−に限を０
．０２０％に規制することも望ましい。 このようなより望ましい化学成分の高速度工具鋼におい
て、 ΔＣ＝Ｃ−Ｃｅｑ Ｃｅｑ＝０．０６Ｘ （％Ｃｒ）＋０．０６３Ｘ（％Ｍ
ｏ）＋０．０３３Ｘ（％Ｗ）＋０．２Ｘ（％Ｖ） で表わされるΔＣが −０，３０≦ΔＣ≦＋０．２０ の範囲にあるようにすることがより一層望ましい、すな
わち、ΔＣの値が一〇、３０よりも小さいと所要の熱処
理硬さを得ることができなくなる傾向となり、Ｉ＃摩耗
性に不足したものになることもありうるので好ましくな
く、ΔＣの値が＋０．２０よりも大きいと熱間加工性が
低下して工具への加工が良好にできなくなることもあり
うると共に靭性が低Ｆして切削性能のより一層の向」；
が得がたくなることもありうるので好ましくない。 そして、本発明に係わる高性能高速度鋼工具では、上述
したより望ましい化学成分の高速度工具鋼奢素材として
、熱処理硬さがＨＲＣ６８〜７１であるようにしている
。この場合、熱処理硬さがＨＢＯ６８よりも低いと＃摩
耗性が劣る傾向となるので好ましくなく、熱処理硬さが
ＨＢＯ２１を超えるとチッピングを生ずるようになるの
で好ましくない。 このように、本発明に係わる高性能高速度鋼工具では、
低Ｓｉ含有量とすることによる靭性の向−Ｌと高硬さと
を組み合わせることにより、切削性能の著しい向上をは
かることができるようにしたものであり。 （Ｉ） Ｃ含有量等の耐摩耗性向り元素含有ｉ１１と
Ｓｉ含有量の適正化、 より具体的には、より望ましくは ■−０，３０≦ΔＣ（＝Ｃ−Ｃｅｑ）≦＋０．２０００
．２５％≧Ｓｔ とすることによるＣ含有量等とＳｉ含含有−の適正化 （ＩＩ） 焼入れ温度を上げることによる硬さの向上 Ｓｉ含有量が０．３０％の基本鋼において、そのＳｉ含
有量を０．０１％と少なくしたときでも、焼入れ温度を
トげろことにより、熱処理硬さを増大させることが可能
であり、この熱処理硬さの増大に応じて切削性能が向上
する。 （１１） 焼もどし温度を下げることによる硬さの向
上 Ｓｉ含有量が０．０１％である高速度鋼では、Ｓｉ含有
Ｊルが０．３０％である基本鋼と同一の焼入れ温度で焼
入れした場合、焼もどし温度を下げても前記基本鋼より
硬さは大きくならないが、前記（丁）のごと〈Ｃ含有１
ｄｌ ′：ＪとＳｉ含有量を適正化することによって、
焼入れ温度が同じであっても焼もどし温度を下げること
で硬さの増大と靭性の確保とがはかられるようになり、
これによって硬さが上昇した分だけ切削性能が向上する
。 （発明の作用） 本発明に係わる高性能高速度鋼工具は、Ｓｔ含有量が０
．２５重量％でかつ熱処理硬さがＨＲＣ６８〜７１であ
るものとなっているので、Ｓｉ含有量の低下によって靭
性のより一層の向上をはかると同時に、Ｃ含有量等の調
整によって高い値の熱処理硬さが得られるようにしてい
て＃摩耗性のより一層の向上をはかるようにしているの
で、切削性能の飛躍的な向上が実現されるものとなり、
切削性能により優れていることが望まれる切削加工用工
具に適していると共に、金型などの塑性加工用工具とし
ても好適に用いられるものとなる。 （実施例） 真空誘導溶解炉によって第２表に示す化学成分の各種高
速度工具鋼を溶製したのち造塊して、各々インゴットを
得た。 次に、前記各インゴットを１１００〜１１５０℃に３時
間加熱保持したのち鍛造し１次いで８５０℃で３時間加
熱保持したあと２０”０／ｈｒで冷却する球状死焼なま
しを施して各供試材とした。 続いて、同じく第２表に示す焼入れ温度および焼もどし
温度による熱処理を施し、各供試材の熱処理硬さを測定
した。この結果を同じく第２表に示す。 さらに、各供試材の靭性（衝撃吸収エネルギー）および
切削性能を評価したところ、同じく第２表に示す結果で
あった。この場合、切削性能の評価は、被切削材として
５ＫＤ６１を用い、上記各種高速度鋼からなるエンドミ
ルを使用して、切削速度：２２ｍ／ｍｉｎ、切り込み：
１ｍｍ。 送り：０．０３ｍ／刃、切削油：有の条件で切削加工を
行い、各群（Ｎｏ、 １〜９ 、Ｎｏ、 １０〜１２、
Ｎｏ、１３〜１４）の比較例Ｎｏ、 １ 、 Ｎｏ。 １０、Ｎｏ、１３を基準としたときの切削性能比で評価
した。 第２表に示す結果より明らかなように、Ｎｏ、 １〜
９の群における比較例Ｎ００１は、ＳＮ含有量が多く、
熱処理後の靭性が若干低い値を示していると共に熱処理
硬さも低い値を有するものとなっていた。 これに対して、Ｓｉ含有量が０．２５％以下と低い発明
例Ｎ００２〜５では、Ｎ０１５を除いていずれも靭性が
高いイｆｉを示しており、またＮ００５ではＣ含有量を
Ｎｏ、 １よりも多いものにすることによって、ＮＯ
１２〜５のいずれにおいても熱処理硬さが大きな値をも
つものとしており、これによって熱処理硬さを増大させ
たときでも切削性能をかなり良好なものにすることが可
能であった。 他方、ＳＮ含有量が多い比較例Ｎｏ、 ６ 、７では靭
性が低く、熱処理硬さを増大するほどかえって切削性能
が劣っていた。また、発明例Ｎ００５のものにおいて通
常の熱処理を行った比較例Ｎ００８では靭性はかなり優
れているものの熱処理硬さが低いためνＪ削性能の上昇
はさほど大きくないものとなっていた。さらに、熱処理
硬さがＨＲＣ７１を」二回る比較例陽、９ではチッピン
グにより切削性能は比較例１の場合よりもむしろ劣って
いた。 また、陽、１０〜１２の群における比較例陥。 １０、発明例陽、１１．１２では、Ｓｉ含有量およびＣ
含有量等と熱処理硬さの調整によって靭性はほぼ同じも
のになっているが、Ｓｉ含有量を少なくして熱処理硬さ
をＨＲＣ６８〜７１にした発明例Ｎｏ、１１．１２の方
が切削性能にかなり優れていることが認められた。 さらに、Ｎｏ、１３．１４の群における比較例陽、１３
ではＳｉ含有量が多く靭性が低いものになっているが、
発明例陽、１４ではＳｉ含有量が少なく靭性に著しく惧
れていると共に熱処理硬さが大きな値をもつものどして
いるので、切削性能がより一層優れたものになっている
ことが認められた。
．２５重量％以下でかつ熱処理硬さがＨＲＣ６８〜７１
である構成としたことを特徴としており、このような高
速度鋼工具の構成を前述した従来の課題を解決するため
の手段としている。 この種の高速度鋼工具において、第１表に示すＳｉ含有
量の少ない鋼種Ａと、同じく第１表に示すＳｉ含有量の
多い鋼種Ｂとについて、熱処理硬さを種々に変化させて
、熱処理硬さによる靭性および切削性能への影響を調べ
たところ、それぞれ第１図および第２図に示す傾向を有
する結果が得られた。 第１図に示すように、熱処理硬さと靭性との関係では、
Ｓｉ含有量の少ない鋼種Ａの方が、Ｓｉ含有量の多い鋼
種Ｂよりも靭性に優れていることが明らかであり、鋼中
のＳｉ含有量を少なくすることによって、同−熱処理硬
さでの靭性をより一層向上できることが認められた。 そして、第２図に示すように、熱処理硬さと切削性能と
の関係では、Ｓｉ含有量の多い鋼種Ｂでは、硬さがある
程度（例えば、ＨＲＣ６８程Ｉｆｆ）まで増大するにつ
れて９ノ削性衡も向上するものの、硬さがある程１８以
上に増大するとかえって切削性能が低下してしまうこと
が認められた。そして、これに対して、Ｓｉ含有軟の少
ない鋼種Ａでは、硬さを前記ある程度よりもさらに増大
させることによって切削性能がより一層向上し、硬さが
ある程度（例えば、ＨＲＣ７１種度）までは硬さの増大
につれて切削性能も向上することが認められ、このよう
な観点から、Ｓｉ含有量を０．２５重量％以下と少なく
して靭性のより一層の向Ｊ二をはかると同時に、Ｃ含イ
（量等を調節することにより高い熱処理硬さが得られる
ようにすることによって、切削性能を飛躍的に向上でき
ることが認められた。 このように１本発明に係わる高性能高速度鋼工具はＳｉ
含有量を少なくして靭性のより一層の向上をはかると共
にＣ含有量等を調整することによって熱処理硬さのより
一層の向上をはかり、熱処理硬さをＨＲＣ６８〜７１と
高いものにして切削性能の飛躍的な向上を実現したこと
を特徴とするものであるが、このような高性能高速度鋼
工具のよりｔｌｆましい化学成分例として、以下のもの
をあげることができる。 すなわち、重量％でＣ：０．４０〜３．５０％、Ｓｉ：
０．２５％以下、Ｍｎ：１．５０％以下、Ｃｒ：３〜８
％、および２ Ｍ ｏ ＋ Ｗ 二８〜３０％、Ｖ；０
．５〜５，０％のうちから選ばれる１種ないしは３種を
含有し、必要に応じて、ＲＥＭ： ０．００１〜０．６
００％、Ｎｂ：０．０１〜５．００％、Ｔａ：０．０１
〜５．００％、Ｚｒ：２．０以）、Ｈｆ：２．０％以下
、Ｔｉ：２．０％以下、Ｓｃ：Ｏ，ＯＯ１〜２．０００
％、Ｙ：２．０％以下のうちから選ばれる１種または２
種以上を含有し、同じく必要に応じてｃｏ：２０．０％
以下、Ｎｉ：２．０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ｂ：
０．０５０％以下のうちから選ばれる１種または２種以
上を含有し、同じ＜Ｍｇ：０．００１〜０．５００％。 Ｃａ： ０．００２〜０．０１０％、Ｐｂ：０．４％以
下、Ｂｉ ：０．５％以下、Ｔｅ：０．３％以下、Ｓｅ
：０．３％のうちから選ばれる１種または２種以上を含
有し、残部Ｆｅおよび不純物からなるものとすることが
できる。 この場合、上記したような化学成分とするのがより望ま
しいのは以下の理由による。 Ｃ； Ｃは工具鋼として必要な強度、硬さおよび耐摩耗性等を
確保するのに有効な元素であって、このような効果を得
るために０．４０％以上と高めに含有させるのがよい。 しかし、多すぎると靭性および加工性が低下するので３
．５０％以下とするのがよい。 Ｓ ｉ ； Ｓｉは鋼溶製時の脱酸剤として作用する元素であるが、
前述したようにＳｔ含有量を少なくすることによって靭
性のより一層の向上をはかることができるようになるの
で、Ｓｔ含有量を０．２５％以下、より好ましくは０．
０５％以下とするのがよい。 Ｍｎ； Ｍｎは鋼溶製時の脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の
清浄度を高めるとともに焼入れ性の向上にも寄与する元
素であるが、多すぎると熱間加工性を害するので１．５
０％以下とするのが良い。 Ｃｒ； Ｃｒは工具鋼の強度、とくに高温強度を高めると共に、
耐熱衝撃性を高めるのに有効な元素であって、このよう
な効果を得るためには３％以上添加するのがよい、しか
し、多すぎると靭性や加工性を劣化させるので８％以下
とするのがよい。 Ｍ ｏ 、Ｗ 、Ｖ ； Ｍ ｏ 、 Ｗ 、 Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さ
を増大して１耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
るノテ、２ Ｍ ｏ ＋ Ｗ ： ８〜３０％、Ｖ：０
．５〜５．０％のうちから選ばれる１種ないしは３種を
添加するのもよい、この場合、ＭｏはＷよりも効果が大
きい元素であって、このような効果を得るためには２Ｍ
ｏ＋Ｗ（いずれか一方がＯである場合も含む）で８％以
上、■を０．５％以上添加するのがよい、しかし、多す
ぎると靭性が低下すると共に、粗大炭化物も多くなり、
疲労特性に悪影響を及ぼすので２ Ｍ ｏ ＋ Ｗは３
０％以下、■は５．０％以下とするのがよい。 ＲＥＭ （希土類元素のうちから選ばれる１種または２
種以上）； ＲＥＭは、工具鋼の靭性を向上させ、特に１坩衝撃性を
高めるのに有効な元素であるので、こりような効果を得
るためにこれらの１種または２種以上を０．００１％以
上添加させることも必要に応じて望ましい、しかし、多
量に添加すると靭性および加工性を劣化させるので、添
加する場合は０．６０％以下とするのがよい。 Ｎ ｂ ＊ Ｔ ａ ＋ Ｚ ｒ 、Ｈｆ ＋ Ｔ ｔ
、Ｓ ｃ ＊ Ｙ ；Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ 、Ｔ
ｉ 、Ｓｃ、Ｙはいずれも炭化物を形成して熱処理硬さ
を増大し、耐摩耗性を向上させるのに有効な元素である
ので、これらの元素の中から適宜選んでＮｂ：Ｏ，Ｏ１
〜５．００％、Ｔａ：０．０１〜５．００％。 Ｚｒ：２．０％以下、Ｈｆ：２．０％以下、Ｔｉ：２，
０％以下、Ｓｃ：０．００１〜２ 、０００％、Ｙ：２
．０％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を添
加するのもよい。 Ｇｏ、Ｎｆ、Ｃｕ、Ｂ； Ｃｏ、Ｎｆ、Ｃｕ、Ｂはいずれも基地を強化して工具鋼
の強度、＃衝撃性、＃ヒートチエツク性を高めるので、
これらの元素の中から適宜選んでＣｏ：２０．０％以下
、Ｎｆ：２．０％以下。 Ｃｕ：１．０％以下、Ｂ：０．０５％以下のうちから選
ばれる１種または２種以上を添加するのもよい。また、
Ｂは鋼の焼入れ性を高めると共に、鋼中のＮをＢＮの形
で固定してＮの悪影響をなくすのに有効な元素であるの
で上記の範囲で適宜添加するのもよい。 Ｍｇ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｂｉ 、Ｔｅ、Ｓｅ；Ｍｇ、Ｃａ、
Ｐｂ、Ｂｉ 、Ｔａ、Ｓｅは鋼の被削性を改善させるの
に有効な元素であるのでこれらの元素の中から適宜選ん
でＭｇ：０．ＯＯ１〜０．５００％、Ｃａ：０．００２
〜０．０１０％、Ｐｂ：０．４％以下、Ｂｉ二０．５％
以下。 Ｔｅ：０．３％以下、Ｓｅ：０．３％以下のうちから選
ばれる１種または２種以」二を添加するのもよい。 そのほか、鋼中にＮが多量に含まれると他の添加元素と
窒化物を形成し、大きな炭窒化物が鋼中に存在すること
となって工具の性能を劣化させるので、Ｎの上限を２０
０ｐｐｍとすることがより望ましく、鋼中におけるＳ、
０１Ｂを低減することによって地価の発生を抑制し、地
価等級を向−トさせることができると共に成形加工時の
被削性を高めることができるようになるので、必要に応
じてＳの上限を０．００５０％、０の上限を０．００３
０％に規ル１することも望ましく、鋼中におけるＡ文、
Ｐ量を低減することによって地価の発生を抑制し、地価
等級を向」二させることができるようになるので、心間
に応じてＡｆＬのに限を０．０２０％、Ｐの−に限を０
．０２０％に規制することも望ましい。 このようなより望ましい化学成分の高速度工具鋼におい
て、 ΔＣ＝Ｃ−Ｃｅｑ Ｃｅｑ＝０．０６Ｘ （％Ｃｒ）＋０．０６３Ｘ（％Ｍ
ｏ）＋０．０３３Ｘ（％Ｗ）＋０．２Ｘ（％Ｖ） で表わされるΔＣが −０，３０≦ΔＣ≦＋０．２０ の範囲にあるようにすることがより一層望ましい、すな
わち、ΔＣの値が一〇、３０よりも小さいと所要の熱処
理硬さを得ることができなくなる傾向となり、Ｉ＃摩耗
性に不足したものになることもありうるので好ましくな
く、ΔＣの値が＋０．２０よりも大きいと熱間加工性が
低下して工具への加工が良好にできなくなることもあり
うると共に靭性が低Ｆして切削性能のより一層の向」；
が得がたくなることもありうるので好ましくない。 そして、本発明に係わる高性能高速度鋼工具では、上述
したより望ましい化学成分の高速度工具鋼奢素材として
、熱処理硬さがＨＲＣ６８〜７１であるようにしている
。この場合、熱処理硬さがＨＢＯ６８よりも低いと＃摩
耗性が劣る傾向となるので好ましくなく、熱処理硬さが
ＨＢＯ２１を超えるとチッピングを生ずるようになるの
で好ましくない。 このように、本発明に係わる高性能高速度鋼工具では、
低Ｓｉ含有量とすることによる靭性の向−Ｌと高硬さと
を組み合わせることにより、切削性能の著しい向上をは
かることができるようにしたものであり。 （Ｉ） Ｃ含有量等の耐摩耗性向り元素含有ｉ１１と
Ｓｉ含有量の適正化、 より具体的には、より望ましくは ■−０，３０≦ΔＣ（＝Ｃ−Ｃｅｑ）≦＋０．２０００
．２５％≧Ｓｔ とすることによるＣ含有量等とＳｉ含含有−の適正化 （ＩＩ） 焼入れ温度を上げることによる硬さの向上 Ｓｉ含有量が０．３０％の基本鋼において、そのＳｉ含
有量を０．０１％と少なくしたときでも、焼入れ温度を
トげろことにより、熱処理硬さを増大させることが可能
であり、この熱処理硬さの増大に応じて切削性能が向上
する。 （１１） 焼もどし温度を下げることによる硬さの向
上 Ｓｉ含有量が０．０１％である高速度鋼では、Ｓｉ含有
Ｊルが０．３０％である基本鋼と同一の焼入れ温度で焼
入れした場合、焼もどし温度を下げても前記基本鋼より
硬さは大きくならないが、前記（丁）のごと〈Ｃ含有１
ｄｌ ′：ＪとＳｉ含有量を適正化することによって、
焼入れ温度が同じであっても焼もどし温度を下げること
で硬さの増大と靭性の確保とがはかられるようになり、
これによって硬さが上昇した分だけ切削性能が向上する
。 （発明の作用） 本発明に係わる高性能高速度鋼工具は、Ｓｔ含有量が０
．２５重量％でかつ熱処理硬さがＨＲＣ６８〜７１であ
るものとなっているので、Ｓｉ含有量の低下によって靭
性のより一層の向上をはかると同時に、Ｃ含有量等の調
整によって高い値の熱処理硬さが得られるようにしてい
て＃摩耗性のより一層の向上をはかるようにしているの
で、切削性能の飛躍的な向上が実現されるものとなり、
切削性能により優れていることが望まれる切削加工用工
具に適していると共に、金型などの塑性加工用工具とし
ても好適に用いられるものとなる。 （実施例） 真空誘導溶解炉によって第２表に示す化学成分の各種高
速度工具鋼を溶製したのち造塊して、各々インゴットを
得た。 次に、前記各インゴットを１１００〜１１５０℃に３時
間加熱保持したのち鍛造し１次いで８５０℃で３時間加
熱保持したあと２０”０／ｈｒで冷却する球状死焼なま
しを施して各供試材とした。 続いて、同じく第２表に示す焼入れ温度および焼もどし
温度による熱処理を施し、各供試材の熱処理硬さを測定
した。この結果を同じく第２表に示す。 さらに、各供試材の靭性（衝撃吸収エネルギー）および
切削性能を評価したところ、同じく第２表に示す結果で
あった。この場合、切削性能の評価は、被切削材として
５ＫＤ６１を用い、上記各種高速度鋼からなるエンドミ
ルを使用して、切削速度：２２ｍ／ｍｉｎ、切り込み：
１ｍｍ。 送り：０．０３ｍ／刃、切削油：有の条件で切削加工を
行い、各群（Ｎｏ、 １〜９ 、Ｎｏ、 １０〜１２、
Ｎｏ、１３〜１４）の比較例Ｎｏ、 １ 、 Ｎｏ。 １０、Ｎｏ、１３を基準としたときの切削性能比で評価
した。 第２表に示す結果より明らかなように、Ｎｏ、 １〜
９の群における比較例Ｎ００１は、ＳＮ含有量が多く、
熱処理後の靭性が若干低い値を示していると共に熱処理
硬さも低い値を有するものとなっていた。 これに対して、Ｓｉ含有量が０．２５％以下と低い発明
例Ｎ００２〜５では、Ｎ０１５を除いていずれも靭性が
高いイｆｉを示しており、またＮ００５ではＣ含有量を
Ｎｏ、 １よりも多いものにすることによって、ＮＯ
１２〜５のいずれにおいても熱処理硬さが大きな値をも
つものとしており、これによって熱処理硬さを増大させ
たときでも切削性能をかなり良好なものにすることが可
能であった。 他方、ＳＮ含有量が多い比較例Ｎｏ、 ６ 、７では靭
性が低く、熱処理硬さを増大するほどかえって切削性能
が劣っていた。また、発明例Ｎ００５のものにおいて通
常の熱処理を行った比較例Ｎ００８では靭性はかなり優
れているものの熱処理硬さが低いためνＪ削性能の上昇
はさほど大きくないものとなっていた。さらに、熱処理
硬さがＨＲＣ７１を」二回る比較例陽、９ではチッピン
グにより切削性能は比較例１の場合よりもむしろ劣って
いた。 また、陽、１０〜１２の群における比較例陥。 １０、発明例陽、１１．１２では、Ｓｉ含有量およびＣ
含有量等と熱処理硬さの調整によって靭性はほぼ同じも
のになっているが、Ｓｉ含有量を少なくして熱処理硬さ
をＨＲＣ６８〜７１にした発明例Ｎｏ、１１．１２の方
が切削性能にかなり優れていることが認められた。 さらに、Ｎｏ、１３．１４の群における比較例陽、１３
ではＳｉ含有量が多く靭性が低いものになっているが、
発明例陽、１４ではＳｉ含有量が少なく靭性に著しく惧
れていると共に熱処理硬さが大きな値をもつものどして
いるので、切削性能がより一層優れたものになっている
ことが認められた。
本発明に係わる高性能高速度鋼工具は、Ｓｔ含有量が０
．２５重量％以下でかつ熱処理硬さがＨＲＣ６８〜７１
であって、低Ｓｉ含有量とすることによる靭性の向上と
Ｃ含有量等の調節による熱処理硬さの増大とを最適に組
み合わせてなるものであるから、従来に比べて切削性能
がより一層優れたものとなっている。したがって、バイ
トやフライスなどの切削加工用工具としてとくに適した
ものであるほか、金型などの塑性加工用工具としても使
用することが可能であるという著しく優れた効果がもた
らされる。
．２５重量％以下でかつ熱処理硬さがＨＲＣ６８〜７１
であって、低Ｓｉ含有量とすることによる靭性の向上と
Ｃ含有量等の調節による熱処理硬さの増大とを最適に組
み合わせてなるものであるから、従来に比べて切削性能
がより一層優れたものとなっている。したがって、バイ
トやフライスなどの切削加工用工具としてとくに適した
ものであるほか、金型などの塑性加工用工具としても使
用することが可能であるという著しく優れた効果がもた
らされる。
第１図は高速度工具鋼中のＳｉ含有量による硬さと靭性
との関係への影響を調べた結果を例示するグラフ、第２
図は高速度工具鋼中のＳｉ含有量による硬さと切削性能
との関係への影響を調べた結果を例示するグラフである
。
との関係への影響を調べた結果を例示するグラフ、第２
図は高速度工具鋼中のＳｉ含有量による硬さと切削性能
との関係への影響を調べた結果を例示するグラフである
。
Claims (1)
- （１）Ｓｉ含有量が０．２５重量％以下でかつ熱処理硬
さがＨ＿ＲＣ６８〜７１であることを特徴とする高性能
高速度鋼工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01267538A JP3076347B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 切削性能に優れた高靭性溶製高速度鋼工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01267538A JP3076347B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 切削性能に優れた高靭性溶製高速度鋼工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03131405A true JPH03131405A (ja) | 1991-06-05 |
| JP3076347B2 JP3076347B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=17446217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01267538A Expired - Fee Related JP3076347B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 切削性能に優れた高靭性溶製高速度鋼工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076347B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100748148B1 (ko) * | 2003-01-20 | 2007-08-09 | 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 | 막대모양의 끽연물품을 위한 텅 리드형 팩 및 그 블랭크 |
| CN114657453A (zh) * | 2020-12-23 | 2022-06-24 | 安徽工业大学科技园有限公司 | 一种马氏体抗菌不锈钢及其制备方法 |
-
1989
- 1989-10-13 JP JP01267538A patent/JP3076347B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100748148B1 (ko) * | 2003-01-20 | 2007-08-09 | 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 | 막대모양의 끽연물품을 위한 텅 리드형 팩 및 그 블랭크 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3076347B2 (ja) | 2000-08-14 |
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