JPH0390539A

JPH0390539A - ガラス成形金型用鋼

Info

Publication number: JPH0390539A
Application number: JP22718789A
Authority: JP
Inventors: Isao Tamura; 庸田村; Toshio Okuno; 奥野　利夫
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1991-04-16

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、ガラス成形金型用鋼に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にガラス成形用高級金型には、現在１３Ｃｒマルテ
ンサイトステンレス＃（Ｊｒｓ　５ＵＳ４２０Ｊ２等）
が−船釣に使用されている。

また、前記１３Ｃｒマルテンサイト系ステンレス鋼の改
良鋼として特公昭５７−５８７１号に開示される鋼が知
られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

金型の寿命原因は、高温酸化による肌あれ、芒硝による
化学的腐食によるくもりと、型面の昇温による型材の降
伏にともなう、型表面の凹凸模様の生成や、ヒートクラ
ック、耐摩耗性不足による摩耗状肌おれなどが主なもの
である。これらのうち、表面の凹凸模様、ヒートクラッ
クや摩耗は、型材の高温強度が不足して発生するが、近
年、成形温度の高いはうけい酸ガラスの成形量か増える
などを背景に、成形温度が上昇したため、より一層これ
らのことが金型の耐久性に関して、問題となっている。

これに対し、１３Ｃｒマルテンサイトステンレス鋼、特
公昭５７−５８７１号に開示された鋼は、いずれも上記
問題を解消することができなかった。

本発明は、高温強度を向上させ、特にヒートクラックの
発生を抑制し、型寿命を向上させたガラス成形金型用鋼
の提供を課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来広く用いられている１３Ｃｒマルテンサ
イトステンレス鋼等より、Ｃｒ量を低めに設定すること
により、金型に高温強度を付与し、熱伝導性を高め、ヒ
ートクラック発生までの成形数を著しく伸長させること
ができることを見出したことによるものである。

すなわち本発明は、重量％でＣ０８１〜０．３％、Ｓｉ
０．１〜］、−３％、Ｍｎ１．５％以下、Ｃｒ　８〜１
１．５％、Ｗ、Ｍ。

の一種または二種を１７２Ｗ＋Ｍｏで０．５〜２％、■
０．１〜１％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ガラス成形金型用鋼、重量％で
Ｃ０．１〜１〜０，３％、Ｓｉ０．１〜３％、Ｍｎ１．
５％以下、Ｃｒ８〜１１．５％、Ｗ、Ｍｏの一種または
二種を１７２Ｗ＋Ｍｏで０．５〜２％、Ｖ　０．１〜１
〜１％およびＧｏ　０．１〜８１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ガラス成形
金型用鋼、重量％でＣ０．１〜１〜０，３％、Ｓｉ　０
．１〜３％、Ｍｎ１．５％以下、Ｎｉ　１．５％以下、
Ｃｒ　８〜１１．５％、Ｗ、Ｍｏの一種またはに二種を
１７２Ｗ＋Ｍｏで０．５〜２％、Ｖ　０．１〜１〜１％
を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを
特徴とするガラス成形金型用鋼、および重量％でＣ０．
１〜１〜０，３％、Ｓｉ０．１〜３％、Ｍｎ１．５％以
下、Ｎｉ　１．５％以下、Ｃｒ　８〜１１．５％、Ｗ、
Ｍｏの一種または二種を１７２Ｗ＋Ｍｏで０　、５〜２
％、　Ｖ　０．１〜１〜１％およびＣｏ　０．１〜１〜
８％を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とするガラス成形金型用鋼である。

〔作用〕

次に本発明鋼の成分範囲の限定理由について述べる。

Ｃは、オーステナイト形成元素として添加して熱処理に
よりマルテンサイト組織として常温、高温の強度を高め
るために必要であり、かつ炭化物を形成し、耐摩耗性を
付与し、また結晶粒の粗大化を阻止するなどの効果のた
めに含有せしめるものである。

多すぎると木調の特徴である高温強度を低下させ、耐ヒ
ートクラツク性等を低下させ、また靭性も低下させるも
ので、上限を０．３％とし、低すぎると上記効果が得ら
れないので０．１０％以上とする。

Ｓｉは、耐酸化性を向上させ、かつＡ、変態点を上げる
ためにに含有せしめるものであるが、多すぎると熱伝導
率、靭性を低下させるので、上限を３゜００％とし、低
すぎると含有効果が得られないので下限を０．１０％と
する。

Ｍｎは、脱酸剤として添加されるが、多すぎると耐酸化
性を劣化するので１．５％以下に限定する。

Ｎｉは、Ｃｏとともに金型表面酸化物の密着性を大とし
、型離れ性を良くするとともに金型寿命向上効果をもた
らすが、多すぎるとＡ１変態点を下げ、また木調の特徴
である高温強度を低下させるので上限を１％とする。

Ｃｒは、ガラス金型の基本的な要求特性である耐酸化性
を付与するため必要な元素であり、かっＡ１変態点を高
め、Ｃｒと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を高め、
また結晶粒の粗大化を阻止する作用を有するものである
。

Ｃｒの設定は、木調の優れた高温強度を付与良さ競るた
め重要である。すなわち、多すぎると高温強度を低下さ
せるが、少なすぎると、耐酸化性が不足する。本発明に
おいては、十分な高温強度を確保するべくＣｒｆｆ１の
上限を１１．５％とし、また必要最低限の耐酸化性を維
持するべく下限を８％とする。

Ｗ、Ｍｏは、単独または複合で添加することができ、焼
もどし時微細な炭化物を析出して高温強度を増加させる
効果を有する。多すぎると靭性を低下させるのでＷおよ
びＭｏの一種または二種を１７２Ｗ＋Ｍｏで２％以下と
し、低すぎると上記添加の効果が得られないので０．５
％以上とする。

■は、焼もどし時、微細な凝集しにくい炭化物を析出し
、高い温度域における強度を与える。また結晶粒を微細
化する効果をもつ。多すぎると靭性を低下させるので、
上限を１％とする。また、０．１％未満では上記効果を
得られないので０．１％以上とする。

Ｃｏは、Ｎｉとともに緻密で密着性の良い金型表面酸化
膜を形成し、型離れ性の向上、金型寿命向上効果をもた
らす。また、固溶体強化による高温強度向上効果も大き
い。上記効果を得るためには、０．１％以上必要である
が、多すぎると靭性を下げ、また焼なまし硬さを上げ、
機械加工性を低下させるので８．０％以下とする。

〔実施例〕

次に実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

まず、第１表に示す組成の鋼からなる金型を詩造により
２型ずつ製作し、うち１型からは、引張試験片、耐ヒー
トクラツク性試験片、熱膨張係数係数測定用試料を採取
し、もう■型は実用テストに供した。

なお、熱処理条件を第２表に示す。

第３表は、常温、高温（７００℃）における引張試験に
よる引張強さを示す。本発明ｗ４Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄは、従来鋼と比べ、高温域の強度が特に優れているこ
とがわかる。

第４表は耐ヒートクラツク性を示したもので、試料をガ
スバーナーで、６８０℃に加熱後２０°Ｃまで水冷し、
これを１０．０００回繰り返したものである。

本発明鋼Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは比較鋼に比べ優れた耐ヒート
クラツク性を有していることがわかる。

第５表は、熱膨張係数（２０〜７００℃の平均）を示し
たもので、従来鋼とほぼ同様でガラスの熱膨張係数に近
く、良好であることがわかる。

第６表に、実用テストによる金型寿命を示す。

金型は、いずれもＣｒメツキ層は、約１５μｍである。

ガラスの成形温度は、１２５０℃である。第６表に示し
たように、本発明鋼の金型廃却までの成形数は、比較鋼
と比べはるかに大きい。

第表第３表単位：ｋｇｆ／叫′ 第表第表第表〔発明の効果〕

Claims

【特許請求の範囲】１　重量％でＣ０．１〜０．３％、Ｓｉ０．１〜３％、
Ｍｎ１．５％以下、Ｃｒ８〜１１．５％、Ｗ、Ｍｏの一
種または二種を１／２Ｗ＋Ｍｏで０．５〜２％、Ｖ０．
１〜１％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ガラス成形金型用鋼。２　重量％でＣ０．１〜０．３％、Ｓｉ０．１〜３％、
Ｍｎ１．５％以下、Ｃｒ８〜１１．５％、Ｗ、Ｍｏの一
種または二種を１／２Ｗ＋Ｍｏで０．５〜２％、Ｖ０．
１〜１％およびＣｏ０．１〜８％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ガラス成形
金型用鋼。３　重量％でＣ０．１〜０．３％、Ｓｉ０．１〜３％、
Ｍｎ１．５％以下、Ｎｉ１．５％以下、Ｃｒ８〜１１．
５％、Ｗ、Ｍｏの一種または二種を１／２Ｗ＋Ｍｏで０
．５〜２％、Ｖ０．１〜１％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ガラス成形金型
用鋼。４　重量％でＣ０．１〜０．３％、Ｓｉ０．１〜３％、
Ｍｎ１．５％以下、Ｎｉ１．５％以下、Ｃｒ８〜１１．
５％、Ｗ、Ｍｏの一種または二種を１／２Ｗ＋Ｍｏで０
．５〜２％、Ｖ０．１〜１％およびＣｏ０．１〜８％を
含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特
徴とするガラス成形金型用鋼。