JPH03199341A - 高硬度プリハードン快削鋼 - Google Patents
高硬度プリハードン快削鋼Info
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- JPH03199341A JPH03199341A JP33916389A JP33916389A JPH03199341A JP H03199341 A JPH03199341 A JP H03199341A JP 33916389 A JP33916389 A JP 33916389A JP 33916389 A JP33916389 A JP 33916389A JP H03199341 A JPH03199341 A JP H03199341A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (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。
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〕
本発明は高硬度ですぐれた耐摩耗性を有し、かつ被削性
が良好な高硬度プリハードン快削鋼に関し、特に熱処理
による曲がりが問題になる長尺の曲げ用金型、あるいは
耐摩耗性が要求される各種カム等の構造物用材料として
適するものである。
が良好な高硬度プリハードン快削鋼に関し、特に熱処理
による曲がりが問題になる長尺の曲げ用金型、あるいは
耐摩耗性が要求される各種カム等の構造物用材料として
適するものである。
従来の長尺の曲げ用金型には、硬さがＨＲＣ４２程度の
ブリハードン鋼（例えば特公昭５６−２１０６３号、特
公昭６０−４１７００号）が使用されていたが、近年、
被加工材（Ａ１．Ｃｕ、Ｆｅ等の薄板）の板厚の増大、
あるいは加工形状の複雑化に伴い、加工用パンチやダイ
スの耐摩耗性が不足する事態が生じてきた。
ブリハードン鋼（例えば特公昭５６−２１０６３号、特
公昭６０−４１７００号）が使用されていたが、近年、
被加工材（Ａ１．Ｃｕ、Ｆｅ等の薄板）の板厚の増大、
あるいは加工形状の複雑化に伴い、加工用パンチやダイ
スの耐摩耗性が不足する事態が生じてきた。
一方、構造物用材料、例えば各種カム等の耐摩耗性が要
求される構造物については、５ＫＤ６１の快削鋼等が使
用されているが、通常使用される硬さでは被削性が不十
分であった。そのため、被削性能をさらに高める目的か
ら硬さを低めてＨＲＣ４３程度に調質する結果、耐摩耗
性が低下し、精密用カム部材などに適用できない問題が
あった。
求される構造物については、５ＫＤ６１の快削鋼等が使
用されているが、通常使用される硬さでは被削性が不十
分であった。そのため、被削性能をさらに高める目的か
ら硬さを低めてＨＲＣ４３程度に調質する結果、耐摩耗
性が低下し、精密用カム部材などに適用できない問題が
あった。
上述の特公昭５６−２１０６３号１．特公昭６０−４１
７００号の鋼は適度な被削性を有するものの、硬さ不足
のため耐摩耗性に劣る欠点があった。また前述の５ＫＤ
６１の快削鋼の場合、耐摩耗性不足を補う方法として、
例えば焼なまし素材を荒加工後、高硬度に調質する手段
があるが、この場合特に長尺（２Ｍ以上等）の金型につ
いては、焼入時の曲がり発生が大きくなり、仕上加工の
工数が著しく高くなる欠点がある。本発明の目的は、高
硬度（ＨＲＣ４５〜５０）に調質して耐摩耗性を付与し
、かつ被削性が優れたブリハードン鋼を提供することで
ある。
７００号の鋼は適度な被削性を有するものの、硬さ不足
のため耐摩耗性に劣る欠点があった。また前述の５ＫＤ
６１の快削鋼の場合、耐摩耗性不足を補う方法として、
例えば焼なまし素材を荒加工後、高硬度に調質する手段
があるが、この場合特に長尺（２Ｍ以上等）の金型につ
いては、焼入時の曲がり発生が大きくなり、仕上加工の
工数が著しく高くなる欠点がある。本発明の目的は、高
硬度（ＨＲＣ４５〜５０）に調質して耐摩耗性を付与し
、かつ被削性が優れたブリハードン鋼を提供することで
ある。
本発明は、ブリハードン状態（焼入−焼もどし）で供給
し、ユーザーでの熱処理を要せず良好な被削性を付与す
ることで、そのまま型彫やカム等に機械加工を施して使
用できる高硬度快削鋼を提供できることを基本とする。
し、ユーザーでの熱処理を要せず良好な被削性を付与す
ることで、そのまま型彫やカム等に機械加工を施して使
用できる高硬度快削鋼を提供できることを基本とする。
優れた耐摩耗性を確保させるにはＨＲＣ，４５ないしそ
れ以上の硬さが必要であり、前述の被剛性と高硬度とを
同時に満足することが重要な課題であった。
れ以上の硬さが必要であり、前述の被剛性と高硬度とを
同時に満足することが重要な課題であった。
発明者は、上記の相反する問題を解決するため種々検討
した結果、Ｓ、Ｓ６を複合添加するとともに、Ｃｕを添
加してＦｅ−Ｃｕ固溶体を析出させ、さらに基地をベー
ナイト組織にすることで高硬度にもかかわらず、優れた
被削性を有する鋼が得られることを新規に見出したもの
である。
した結果、Ｓ、Ｓ６を複合添加するとともに、Ｃｕを添
加してＦｅ−Ｃｕ固溶体を析出させ、さらに基地をベー
ナイト組織にすることで高硬度にもかかわらず、優れた
被削性を有する鋼が得られることを新規に見出したもの
である。
すなわち、本発明のうち第１の発明は、重量％で、Ｃｏ
，２５％を越え０．５０％以下、Ｓｉ１．５０％以下、
Ｍｎ ２．００％以下、Ｃｒ １．００％を越え４．０
Ｏ％以下、ＭＯとＷは単独または複合でＭｏ＋１７２Ｗ
０．１０〜３．００％、Ｖ ］、、ＯＯ％以下、Ｎｉ
４．００％以下、Ｓ ０．０２５〜０．３０％、Ｓｅ
０．３０％以下、Ｃｕ ０．５０〜３．００％を含み
、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴と
する高硬度ブリハードン快削鋼であり、第２の究明は、
第１の開明の望ましいＮｉ含有量が１．００％以下であ
る高硬度ブリハードン快削鋼であり、第３の発明はＦｅ
の一部を３．００％以下のＣｏで置換する第１の発明ま
たは第２の発明に記載の高硬度ブリハードン快削鋼であ
り、第４の発明は第１ないし第３の発明の望ましいＣｆ
Ｊ＜０．３５〜０．４５％である高硬度プリハードン快
削鋼である。
，２５％を越え０．５０％以下、Ｓｉ１．５０％以下、
Ｍｎ ２．００％以下、Ｃｒ １．００％を越え４．０
Ｏ％以下、ＭＯとＷは単独または複合でＭｏ＋１７２Ｗ
０．１０〜３．００％、Ｖ ］、、ＯＯ％以下、Ｎｉ
４．００％以下、Ｓ ０．０２５〜０．３０％、Ｓｅ
０．３０％以下、Ｃｕ ０．５０〜３．００％を含み
、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴と
する高硬度ブリハードン快削鋼であり、第２の究明は、
第１の開明の望ましいＮｉ含有量が１．００％以下であ
る高硬度ブリハードン快削鋼であり、第３の発明はＦｅ
の一部を３．００％以下のＣｏで置換する第１の発明ま
たは第２の発明に記載の高硬度ブリハードン快削鋼であ
り、第４の発明は第１ないし第３の発明の望ましいＣｆ
Ｊ＜０．３５〜０．４５％である高硬度プリハードン快
削鋼である。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、焼入により均一なベーナイト組織とする中Ｃ
の工具鋼であり、５２０℃以上の高温節もどしにより、
Ｃｕ−Ｆｅ固溶体およびＣｒ 、 Ｍ ｏ （Ｗ ）
。
の工具鋼であり、５２０℃以上の高温節もどしにより、
Ｃｕ−Ｆｅ固溶体およびＣｒ 、 Ｍ ｏ （Ｗ ）
。
■炭化物を析出させ、’ＨＲＣ４５ないしそれ以上の高
硬度を付与し、耐摩耗性を維持しつつ、前記ベーナイト
基地中に（：、ｕ−Ｆｅ（ｉ！ｉＩ溶体を析出させるこ
とで基地に適度な脆化を起させ、さらにｓ、ｓｅをを複
合添加することにより、優れた被削性を付与するもので
ある。
硬度を付与し、耐摩耗性を維持しつつ、前記ベーナイト
基地中に（：、ｕ−Ｆｅ（ｉ！ｉＩ溶体を析出させるこ
とで基地に適度な脆化を起させ、さらにｓ、ｓｅをを複
合添加することにより、優れた被削性を付与するもので
ある。
以下に、本発明鋼の成分限定理由について述べる。
Ｃは本発明鋼の焼入組織を被削性良好なベーナイト組織
を保ち、かつ５２０℃以上の焼もどしを施してＣｒ、Ｍ
ｏ（Ｗ）、Ｖの炭化物を析出させて強化をもたらすため
に必要な基本的添加元素である。低すぎると目標とする
硬さが得られず、多すぎると基地をマルテンサイト組織
化し、被削性を減じるので０．２５％を越え０．５０％
以下とした。望ましいＣ含有１ｋ ハ０．３５−０．４
５％Ｑ アロ。
を保ち、かつ５２０℃以上の焼もどしを施してＣｒ、Ｍ
ｏ（Ｗ）、Ｖの炭化物を析出させて強化をもたらすため
に必要な基本的添加元素である。低すぎると目標とする
硬さが得られず、多すぎると基地をマルテンサイト組織
化し、被削性を減じるので０．２５％を越え０．５０％
以下とした。望ましいＣ含有１ｋ ハ０．３５−０．４
５％Ｑ アロ。
Ｍｎは本発明鋼のベーナイト焼入性を高め、またフェラ
イトの生成を抑制するために添加される。
イトの生成を抑制するために添加される。
多すぎると被削性を低下させるので２．００％以下とす
る。
る。
Ｓｉは焼入性を高める効果を有し、多すぎるとフェライ
ト生成をまねき、また被削性を低下させるので１．５０
％以下とした。
ト生成をまねき、また被削性を低下させるので１．５０
％以下とした。
Ｃｕは焼もどし処理において、Ｆ ｅ−Ｃｕ固溶体を析
出させ強度を付与し、かつ基地に適度な脆化をもたらし
て被削性を改善するために添加される。
出させ強度を付与し、かつ基地に適度な脆化をもたらし
て被削性を改善するために添加される。
その量が少ないと効果がなく、多すぎると熱間加工性を
低下させるため、Ｃｕの含有量を０．５０〜３．００１
とした。
低下させるため、Ｃｕの含有量を０．５０〜３．００１
とした。
Ｎｉは、焼入性を高めるために添加するが、多すぎると
基地の粘さを高めて被削性を悪くするので、４．００％
以下とした。さらに望ましいＮｉ含有量は１．００％以
下であり、基地の粘さを適度に抑制するとともに、上記
の添加効果をも同時に得ることができる。
基地の粘さを高めて被削性を悪くするので、４．００％
以下とした。さらに望ましいＮｉ含有量は１．００％以
下であり、基地の粘さを適度に抑制するとともに、上記
の添加効果をも同時に得ることができる。
Ｃｒは焼入性を高めるとともに焼入ベーナイト硬さを適
当に高め、焼もどし処理において微細な炭化物を析出さ
せ、耐摩耗性を向上させる。また窒化時の窒化層の硬さ
を高める効果もあるが、多すぎるとベーナイト組織を微
細化させ、また低すぎると上記の効果が得られないので
、その範囲を１．００を越え４．００％以下とした。
当に高め、焼もどし処理において微細な炭化物を析出さ
せ、耐摩耗性を向上させる。また窒化時の窒化層の硬さ
を高める効果もあるが、多すぎるとベーナイト組織を微
細化させ、また低すぎると上記の効果が得られないので
、その範囲を１．００を越え４．００％以下とした。
Ｍｏ、Ｗは５２０℃以上の高温焼もどし処理において、
基地中に微細な炭化物を析出し、強度をもたらし、また
使用中の雰囲気に対する耐食性を高める元素である。本
用途の場合、多量の含有は必要はないが、少ないとその
効果が得られず、多すぎると被削性、靭性の低下をまね
くので、Ｍｏ＋１／２Ｗで０．１０〜３．００％とした
。
基地中に微細な炭化物を析出し、強度をもたらし、また
使用中の雰囲気に対する耐食性を高める元素である。本
用途の場合、多量の含有は必要はないが、少ないとその
効果が得られず、多すぎると被削性、靭性の低下をまね
くので、Ｍｏ＋１／２Ｗで０．１０〜３．００％とした
。
■は結晶粒を微細化し、靭性を向上させるとともに、硬
質の炭化物を微細に析出して、強度および耐摩耗性を向
上させる効果がある。多すぎると被削性を低下させるの
で１．００％以下とした。
質の炭化物を微細に析出して、強度および耐摩耗性を向
上させる効果がある。多すぎると被削性を低下させるの
で１．００％以下とした。
Ｇｏは、Ｃｒ ＜ Ｍ ｏ （Ｗ ） ＋ Ｖ ＋ Ｃ
ｕによる析出硬化をより容易にさせる効果が有り、また
耐焼付摩耗性。
ｕによる析出硬化をより容易にさせる効果が有り、また
耐焼付摩耗性。
耐食性を付与する！Ｉ！Ｉきがある。多すぎると、靭性
を下げるので３．００％以下とした。
を下げるので３．００％以下とした。
ＳおよびＳｅは本発明鋼の優れた被削性を付与するため
に添加される。Ｓは少ないと効果がなく、多すぎると熱
間加工性を害するためその範囲を０．０２５〜０．３０
％とする。またＳｅは多すぎると鋼の靭性を低下させる
ため上限を０．３０％とする。
に添加される。Ｓは少ないと効果がなく、多すぎると熱
間加工性を害するためその範囲を０．０２５〜０．３０
％とする。またＳｅは多すぎると鋼の靭性を低下させる
ため上限を０．３０％とする。
本発明によれば上記組成の鋼を均一なベーナイト焼入し
た後、高温で焼もどし処理することで高硬度と優れた被
削性を兼備させるだけでなく、ユーザーでの熱処理が不
要なため、型加工中あるいは使用中の歪発生が緩和され
、またマクロ的な残留内部応力が少ないなどの多くの利
点を有するものである。
た後、高温で焼もどし処理することで高硬度と優れた被
削性を兼備させるだけでなく、ユーザーでの熱処理が不
要なため、型加工中あるいは使用中の歪発生が緩和され
、またマクロ的な残留内部応力が少ないなどの多くの利
点を有するものである。
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
第１表に本発明鋼の実施例と従来鋼の化学組成を示す。
従来鋼ＧはＪＩＳ表示による５ＫＴ４、Ｈは５ＫＤ６１
快削鋼、■は３０Ｍ４４０である。
快削鋼、■は３０Ｍ４４０である。
香調は第１表に併記する温度で焼入した後、焼もどし処
理を施して同表に併記した硬さに調整した。
理を施して同表に併記した硬さに調整した。
第１図に本発明鋼の被削性を従来鋼と比較して示すが、
図中の従来鋼Ｇ−２はＧ−１の組成と同一で、焼もどし
温度のみ変えてＩＩＲＣ：４８の硬さに調整したもので
ある。図中の本発明鋼および従来鋼は、粉末ハイス製の
エンドミルを用いて同じ条件で切削試験を行ない、試験
後のエンドミル刃先の摩耗量を測定したもので、摩耗量
が少ないはど被削性が良好であることを示す。
図中の従来鋼Ｇ−２はＧ−１の組成と同一で、焼もどし
温度のみ変えてＩＩＲＣ：４８の硬さに調整したもので
ある。図中の本発明鋼および従来鋼は、粉末ハイス製の
エンドミルを用いて同じ条件で切削試験を行ない、試験
後のエンドミル刃先の摩耗量を測定したもので、摩耗量
が少ないはど被削性が良好であることを示す。
第２表には、耐摩耗性指数およびシャルピー衝撃値を示
すが、耐摩耗性指数は従来鋼Ｉ（Ｓ０Ｍ４４０ 、 Ｈ
ＲＣ３８）の耐摩耗性を１００として指数で示したもの
で、指数が小さくなるほど耐摩耗性が良いことを示す。
すが、耐摩耗性指数は従来鋼Ｉ（Ｓ０Ｍ４４０ 、 Ｈ
ＲＣ３８）の耐摩耗性を１００として指数で示したもの
で、指数が小さくなるほど耐摩耗性が良いことを示す。
第２表
第１図に示すように、５ＫＤ６１にＳを添加して被削性
を付与させ、ＨＲＣ４２の硬さである従来鋼ＩとＨＲＣ
４８の本発明鋼Ｃが同等の被削性であり、本発明鋼が優
れた被剛性を有することがわかる。
を付与させ、ＨＲＣ４２の硬さである従来鋼ＩとＨＲＣ
４８の本発明鋼Ｃが同等の被削性であり、本発明鋼が優
れた被剛性を有することがわかる。
このように本発明鋼は高硬度でありながら、硬度が低い
従来網と同等またはそれ以上の被削性を有する。
従来網と同等またはそれ以上の被削性を有する。
また、第２表かられかるように本発明鋼は、優れた耐摩
耗性と良好な靭性を示している。
耗性と良好な靭性を示している。
以上に詳述するように本発明鋼は、高硬度で被剛性の良
好なプリハードン鋼で、かつ残留内部応力が小さいので
、例えば５０ｔＸ１０５ｗＸ６，５００Ｌ（７）ような
長尺の曲げ金型に適用しても加工後の歪発生も少なく、
被削性の良好さとあいまって、金型加工工数の低減が著
しく計れ、また使用摩耗寿命も向上する。
好なプリハードン鋼で、かつ残留内部応力が小さいので
、例えば５０ｔＸ１０５ｗＸ６，５００Ｌ（７）ような
長尺の曲げ金型に適用しても加工後の歪発生も少なく、
被削性の良好さとあいまって、金型加工工数の低減が著
しく計れ、また使用摩耗寿命も向上する。
さらには、高精度の仕上公差、あるいは使用中の摩耗に
よる精度の低下を防ぐことを要求される高精度カム等、
各種の冷間成形金型、構造物としての利用価値は高いも
のである。
よる精度の低下を防ぐことを要求される高精度カム等、
各種の冷間成形金型、構造物としての利用価値は高いも
のである。
第１図は、粉末ハイス製のエンド旦ルを用いて切削試験
を行ない、試験後の刃先摩耗量を示す国策１図 切削条件 ０エンドミル；φ１０． ２枚刃、粉末ハイス製Ｏ＠削
速度７３０．８ｍ／１ｉｉｎ Ｏ送 リ 、 ０．０７担／刃 Ｏ切り込みＨ２ｖＭＸ５ｔ Ｏ＠式アップカット
を行ない、試験後の刃先摩耗量を示す国策１図 切削条件 ０エンドミル；φ１０． ２枚刃、粉末ハイス製Ｏ＠削
速度７３０．８ｍ／１ｉｉｎ Ｏ送 リ 、 ０．０７担／刃 Ｏ切り込みＨ２ｖＭＸ５ｔ Ｏ＠式アップカット
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、Ｃ０．２５％を越え０．５０％以下、Ｓ
ｉ１．５０％以下、Ｍｎ２．００％以下、Ｃｒ１．００
％を越え４．００％以下、ＭｏとＷは単独または複合で
Ｍｏ＋１／２Ｗ０．１０〜３．００％、Ｖ１．００％以
下、Ｎｉ４．００％以下、Ｓ０．０２５〜０．３０％、
Ｓｅ０．３０％以下、Ｃｕ０．５０〜３．００％を含み
、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴と
する高硬度プリハードン快削鋼。 ２ Ｎｉが１．００％以下である請求項１に記載の高硬
度プリハードン快削鋼。 ３ Ｆｅの一部を３．００％以下のＣｏで置換する請求
項１または２に記載の高硬度プリハードン快削鋼。 ４ Ｃが０．３５〜０．４５％である請求項１ないし３
のいずれかに記載の高硬度プリハードン快削鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33916389A JPH03199341A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 高硬度プリハードン快削鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33916389A JPH03199341A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 高硬度プリハードン快削鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03199341A true JPH03199341A (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=18324835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33916389A Pending JPH03199341A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 高硬度プリハードン快削鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03199341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3786493A4 (en) * | 2018-04-26 | 2022-05-18 | Kabushiki Kaisha Riken | PISTON RING |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP33916389A patent/JPH03199341A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3786493A4 (en) * | 2018-04-26 | 2022-05-18 | Kabushiki Kaisha Riken | PISTON RING |
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