JPH04116139A - 被削性に優れたプラスチック成形用金型鋼 - Google Patents

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〕 この発明は、ＶＴＲのトップカバー等の家電製品、ＯＡ
機器、エンジニアリングプラスチック、日用雑貨、玩具
等、プラスチックの成形用に使用される金型鋼に関する
。

〔従来の技術〕

ワイヤカット、放電加工機の普及によりプラスチック成
形用金型の加工方法は、従来のバイト等で切削する方法
から放電加工法等に変遷しつつあり、本件出願人も特願
昭６３−０９９６号で、被削性を考慮せず、ワイヤカッ
ト、放電加工性に優れた特性を有する金型鋼を提案した
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、金型を製造する上でワイヤカット、放電加工機
だけでは不可能な工程もあり、一部加工メーカーには未
だバイト、エンドミル等による切削加工を主体としてい
るところもある。

従って、ワイヤカットや放電加工性に優れるといった上
記出願の特性を保持して、放電加工による寸法変化や材
質変化を抑えつつ、しかも被削性にも優れた金型鋼が望
まれていた。

本発明は以上の様な問題に鑑み創案されたもので、ワイ
ヤカットや放電加工性が良好で且つ被剛性にも優れたプ
ラスチック成形用金型鋼を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明に係るプラスチック成形用金型端は、重
量％で、Ｃ：　０，３０−０．５５％、Ｓｉ　：　０．
０１〜１．０％、Ｍｎ　：　０．１〜３．０％、０１２
７〜１２％、Ｍｏ　：　０．０５〜３．０％、　５ｏｆ
１．Ａｆｌ　　：　　０．００５〜０．１０％、　丁Ｎ
：０，００２〜０．０５％を含有し、更にＶ　：　０．
０１〜０．５０％、Ｎｂ：０．００５〜０．５０％、Ｉ
ｔ　：　０．０１〜０．５０％のうち２種以上を含み、
且つＳ　：　０．０１〜０．１５％、Ｐｂ　：　０．０
１〜０．１０％、Ｔｅ　：０．００５〜０．２０％のう
ち１種以上を含むことを基本的特徴としている。

以下、この発明について詳細に説明する。

前記出願の金型鋼のワイヤカットや放電加工により所望
の金型に加工されることを前提として、まず変態点温度
の上昇と耐食性向上のためにＣｒ添加量を増やすと共に
、高温焼戻し時に安定な炭化物を析出させて必要な硬度
を確保できるようにするためにＣとの結合力がＣｒより
もはるかに強い■、Ｎｂ、　ｖを２種以上適当量添加す
るようにし、併せて焼入れ性を良好にするためにＣ，Ｍ
ｎ、　Ｍｏの含有量の下限を夫々所定の量に規定した。

しかし、この出願の構成では、前述の様にワイヤカット
、放電加工等の処理を前提としていて、バイトでの切削
加工は考慮されていないため、そのままでは被削性に劣
ることになる。

そこで本発明では更にＳ、　Ｐｂ、　Ｔｅのうち１種以
上を夫々所定の範囲内で含むことにより、被削性にも優
れたものを得んとするものである。

次に各組成の限定理由について説明する。

Ｃ：Ｃ量が重量％で（以下同じ）０．３０％よりも少な
いと必要な焼入れ性を確保できない。一方、０．５５％
よりも多いと不必要な未固溶炭化物が増加し、靭性が劣
化すると共に、高ｍ焼戻しにより炭化物の凝集・粗大化
が生じることになる。又Ｃ量が多い場合には炭化物を固
溶させるために、焼入れ加熱温度を著しく上昇させなけ
ればならない。そのためＣ量は０．３０％〜０．５５％
の範囲とした。

Ｓｉ　：　Ｓｉ量が０．０１％よりも少ないと脱酸が不
十分となり、１．０％よりも多いと必要以上に焼入れ性
が増加して靭性が低下してしまうことになる。

そのためＳｉ量は０．０１〜１．０％の範囲とした。

Ｍｎ　：　Ｍｎ量の下限を０．１％としたのは焼入れ性
を確保するためである。又３．０％より多くなると、必
要以上に硬度が上昇してしまい、且つ焼入れ時の残留オ
ーステナイトが増加することになる。

そのため上限を３．０％とした。

Ｃｒ　：　Ｃｒ量が７％よりも少ない場合には、変態温
度が低くなり過ぎ、又耐食性も不十分となる。−方、１
２％よりも多い場合には、Ｃｒ系炭化物の凝集・粗大化
を招き易く、α＋γの二相凝固が生じ易くなる。そのた
めＣｒ量は７〜１２％の範囲とした。

Ｍｏ：下限の０．０５％は焼入れ性を確保するためと、
Ｎｏ系炭化物を確保するために必要な量であり、上限の
３．０％はこれを超えても硬度上昇が飽和すること及び
経済性とを考慮して決定した。

Ａｆｉ及びＮは、ＡＱＮを形成して焼入れ時のオーステ
ナイト粗大化を抑制するために必要な元素である。即ち
、焼入れ加熱時に炭化物を完全固溶させるためには、焼
入れ温度を高める必要があるが、そうするとオーステナ
イト粒が粗大化してマトリックスの靭性劣化を招くため
、これを防止する観点よりＡＱＮを形成するＡΩ及びＮ
が必要となる。

そのうちＳｏＱ、ＡＱ量は０．００５％より少ないと必
要量のＡＱＮを確保することができなくなり、又０．１
０％より多ければＡＱ系の介在物が増加してしまうこと
になる。そのためＳｏＱ、ＡＱ　：ｌは０．００５〜０
．１０％の範囲とした。

又ＴＮが０．００２％よりも少なければ、必要量のＡｆ
ｌＮを確保することができず、０．０５％より多いとＡ
ＱＮが粗大化してしまいピニング効果が得られなくなっ
てしまう、そのためＴＮ量は０．００２〜Ｏ，ＯＳ％の
範囲とした。

Ｖ、　Ｎｂ、　Ｗは、炭化物形成元素として重要な役割
を果たすことは前述した通りである。そして０．０１〜
０．５０％（７）Ｖ、０．００５−０．５０％（７）Ｎ
ｂ、　０．０１〜０．５０％のりのうち２種以上を含ん
でいることが必須である。焼戻し段階では、先ずＭ、３
Ｃ，型のＣｒ系炭化物が形成されるが、上述の範囲でＶ
、Ｎｂ、　Ｗのうち少なくとも２種が含まれていると、
これらの炭化物が生成することによりＣｒ系炭化物の生
成が抑制され、結果的に炭化物の凝集・粗大化を防止す
ることになる。これらの各元素の含有量が、上述の様に
夫々規定した各下限値より少ない場合は必要な量の炭化
物を確保することができず、又その上限を超えた場合炭
化物を完全固溶させるための焼入れ加熱温度が著しく上
昇してしまう。従って各元素の含有量を上述の範囲に決
定した。

Ｓ、　Ｐｂ、　Ｔｅ　：後述する実験結果から明らかな
ように本発明では、Ｓ、　Ｐｂ、　Ｔｅのうち１種以上
を規定の範囲内で含むことで、被剛性についても向上さ
せることが可能となった。これらの各元素の含有量が夫
々規定した下限値より少ない場合は被削性の改善が認め
られず、一方その上限を超えて含む場合は、被剛性の改
善が飽和するばかりか、他の特性（主として靭性等）が
劣化することになる。従って各元素の含有量を上述の範
囲に限定した。

以上の様に各成分を調整することにより、ワイヤカット
、放電加工性に改善が見られるというだけではなく、被
剛性にも優れたプラスチック成形用金型鋼を得ることが
できるようになる。

〔実施例〕

以下゛、この発明の実施例について具体的に説明する。

下表に検討したサンプルの組成及び板厚を示すと共に１
本実施例によって得られた試験結果についても併せて同
表に示す。

表中サンプル１〜２０はこの発明の組成範囲内である実
施例であり、サンプル２１〜２４はこの発明の組成範囲
から外れる比較例である。又、比較のため、従来材であ
るＳＫＤ　６１及びＳＫＤ　１１の組成についても一緒
に示す。更に表中の試験結果°として示す熱処理後の硬
さＨ８゜は、圧延後１０５０℃の加熱温度で焼入れを行
なった後６５０℃の温度で焼戻しだ製品の硬度の測定結
果を示すのもである。

右同表中の被削性はエンドミルによる溝切削試験（工具
：　ＳＫＨ５５、直径：１２ｍ、刃数＝２枚、捩れ角＝
３０°、潤滑：乾式、１刃送り速度：０．０３ｍｍ／１
刃）において、切削速度３０ｍ／ｗｉｎの時の刃先摩耗
量が０．４ｍ＋になる時間（分）を示している。同じく
表中の靭性については、長さ２ｍのＵノツチを成形した
試験片でシャルピー衝撃試験を行なった時の衝撃試験値
である。

この表から明らかなように、本発明の実施例の場合は熱
処理後の硬度特性が十分であるばかりか、被削性も良好
であり、又靭性についても著しい劣化は認められないこ
とがわかる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、プラスチック成形用金型鋼としてワ
イヤカット、放電加工性に優れたものが得られるばかり
か、被削性についても十分良好なものが得られることに
なる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で、Ｃ：０．３０〜０．５５％、Ｓｉ：０．０１
   〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ｃｒ：７〜１２
   ％、Ｍｏ：０．０５〜３．０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０
   ０５〜０．１０％、ＴＮ：０．００２〜０．０５％を含
   有し、更にＶ：０．０１〜０．５０％、Ｎｂ：０．００
   ５〜０．５０％、Ｗ：０．０１〜０．５０％のうち２種
   以上を含み、且つＳ：０．０１〜０．１５％、Ｐｂ：０
   ．０１〜０．１０％、Ｔｅ：０．００５〜０．２０％の
   うち１種以上を含むことを特徴とする被削性に優れたプ
   レスチック成形用金型鋼。