JPH05271717A - 高靱性高耐摩耗性クラッド薄板の製造方法 - Google Patents
高靱性高耐摩耗性クラッド薄板の製造方法Info
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- JPH05271717A JPH05271717A JP9875892A JP9875892A JPH05271717A JP H05271717 A JPH05271717 A JP H05271717A JP 9875892 A JP9875892 A JP 9875892A JP 9875892 A JP9875892 A JP 9875892A JP H05271717 A JPH05271717 A JP H05271717A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 靱性鋼層に介装された中間層を形成する高靱
性高耐摩耗性高合金工具鋼の靱性を低下させることな
く、また経済性に優れたクラッド薄板を製造する。 【構成】 靱性を備えた鋼材によって形成されたカプセ
ル1 にＣｒを15〜21wt％含有した高靱性高耐摩耗性高合
金工具鋼粉末を充填し、脱気密封した後、該カプセルを
1050℃以下の温度で薄板状に熱間圧延する。
性高耐摩耗性高合金工具鋼の靱性を低下させることな
く、また経済性に優れたクラッド薄板を製造する。 【構成】 靱性を備えた鋼材によって形成されたカプセ
ル1 にＣｒを15〜21wt％含有した高靱性高耐摩耗性高合
金工具鋼粉末を充填し、脱気密封した後、該カプセルを
1050℃以下の温度で薄板状に熱間圧延する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、包丁や各種裁断用刃物
の素材として好適な靱性鋼材と耐摩耗性鋼材とのクラッ
ド薄板の製造方法に関する。
の素材として好適な靱性鋼材と耐摩耗性鋼材とのクラッ
ド薄板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、刃物用として好適なクラッド薄板
は、ガスアトマイズにより製造した高耐摩耗性工具鋼粉
末を熱間等方圧加圧（ＨＩＰ) により厚板状ビレットに
焼結固化成形し、該ビレットの表裏面に靱性を備えた厚
鋼板を積層し、合せ面の外周端部を溶接で固定した後、
該重合ビレットを薄板に熱間圧延して製作されていた。
は、ガスアトマイズにより製造した高耐摩耗性工具鋼粉
末を熱間等方圧加圧（ＨＩＰ) により厚板状ビレットに
焼結固化成形し、該ビレットの表裏面に靱性を備えた厚
鋼板を積層し、合せ面の外周端部を溶接で固定した後、
該重合ビレットを薄板に熱間圧延して製作されていた。
【０００３】前記高耐摩耗性工具鋼としては、ＳＫＳ3
, ＳＫＤ11のような冷間金型用工具鋼も使用されてい
るが、近年、特開昭58−213856号公報に開示されている
ように、Ｃｒを15〜21wt％含有した高合金工具鋼が、耐
摩耗性のみならず靱性にも優れるため、クラッド薄板の
中間層材として好適である。
, ＳＫＤ11のような冷間金型用工具鋼も使用されてい
るが、近年、特開昭58−213856号公報に開示されている
ように、Ｃｒを15〜21wt％含有した高合金工具鋼が、耐
摩耗性のみならず靱性にも優れるため、クラッド薄板の
中間層材として好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記Ｃｒを15〜21wt％
含有した高合金工具鋼を使用した場合、その粉末焼結材
の熱間加工性が 880℃程度以下で急激に悪化する。ま
た、熱間圧延により板厚を薄くするに従い、エッヂ部が
冷却され易くなり、圧延のリダクションによってはここ
から割れが発生し易いという問題があった。このため、
圧延温度を少なくとも1100℃程度以上にして圧延してい
た。しかしながら、その結果、中間層高合金工具鋼焼結
材中の炭化物粒度が粗くなり、靱性が低下するという問
題が生じた。また、高合金工具鋼粉末を固化成形するの
にＨＩＰ処理を施していたため、コスト高を招来してい
た。
含有した高合金工具鋼を使用した場合、その粉末焼結材
の熱間加工性が 880℃程度以下で急激に悪化する。ま
た、熱間圧延により板厚を薄くするに従い、エッヂ部が
冷却され易くなり、圧延のリダクションによってはここ
から割れが発生し易いという問題があった。このため、
圧延温度を少なくとも1100℃程度以上にして圧延してい
た。しかしながら、その結果、中間層高合金工具鋼焼結
材中の炭化物粒度が粗くなり、靱性が低下するという問
題が生じた。また、高合金工具鋼粉末を固化成形するの
にＨＩＰ処理を施していたため、コスト高を招来してい
た。
【０００５】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、靱性鋼層に介装された中間層を形成する高靱性高耐
摩耗性高合金工具鋼の靱性が低下せず、経済性に優れた
クラッド薄板の製造方法を提供することを目的とする。
で、靱性鋼層に介装された中間層を形成する高靱性高耐
摩耗性高合金工具鋼の靱性が低下せず、経済性に優れた
クラッド薄板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のクラッド薄板の
製造方法は、靱性を備えた鋼材によって形成されたカプ
セルにＣｒを15〜21wt％含有した高靱性高耐摩耗性高合
金工具鋼粉末を充填し、脱気密封した後、該カプセルを
1050℃以下の温度で薄板状に熱間圧延する。
製造方法は、靱性を備えた鋼材によって形成されたカプ
セルにＣｒを15〜21wt％含有した高靱性高耐摩耗性高合
金工具鋼粉末を充填し、脱気密封した後、該カプセルを
1050℃以下の温度で薄板状に熱間圧延する。
【０００７】
【作用】Ｃｒを15〜21wt％含有した高合金工具鋼粉末が
脱気封入された靱性鋼材製カプセルを薄板状に熱間圧延
するので、前記粉末は圧延中に相互に拡散接合して一体
化する。また、前記高合金工具鋼で形成されたクラッド
材の中間層は、カプセル外皮材（靱性鋼材) によって覆
われた状態で圧延されるため、圧延材の周縁の温度が低
下しても中間層の存在する中央部分は冷却されにくいた
め、中間層の加工性が圧延中に損われ難く、従来よりも
低温加熱が可能となる。
脱気封入された靱性鋼材製カプセルを薄板状に熱間圧延
するので、前記粉末は圧延中に相互に拡散接合して一体
化する。また、前記高合金工具鋼で形成されたクラッド
材の中間層は、カプセル外皮材（靱性鋼材) によって覆
われた状態で圧延されるため、圧延材の周縁の温度が低
下しても中間層の存在する中央部分は冷却されにくいた
め、中間層の加工性が圧延中に損われ難く、従来よりも
低温加熱が可能となる。
【０００８】熱間圧延温度を1050℃以下とするのは、前
記高合金工具鋼材においては、1050℃以下では炭化物平
均粒度はあまり変わらないが、この温度を越えると炭化
物平均粒度が急速に大きくなるからである。炭化物の大
きさと材料の靱性とは相関関係があり、炭化物が粗大化
するに従って、材料の靱性が阻害される。
記高合金工具鋼材においては、1050℃以下では炭化物平
均粒度はあまり変わらないが、この温度を越えると炭化
物平均粒度が急速に大きくなるからである。炭化物の大
きさと材料の靱性とは相関関係があり、炭化物が粗大化
するに従って、材料の靱性が阻害される。
【０００９】
【実施例】図１および図２は、本発明において使用する
熱間圧延用カプセル1 を例示しており、断面方形状のカ
プセル本体2 の一端から軸心方向に粉末充填孔3 が開設
されており、その開口端には閉塞用端板4 が溶接により
固着されている。前記粉末充填孔3 には、所定の高合金
工具鋼粉末5 が真空状態で充填されている。真空状態で
充填するには、粉末充填後のカプセル本体2 に対し、真
空室中で端板4 を溶接すればよい。また、端板4 に脱気
管を付設しておき、大気中でカプセル本体2に溶接した
後、脱気管より粉末充填孔3 内の空気を脱気し、脱気管
を封止すればよい。
熱間圧延用カプセル1 を例示しており、断面方形状のカ
プセル本体2 の一端から軸心方向に粉末充填孔3 が開設
されており、その開口端には閉塞用端板4 が溶接により
固着されている。前記粉末充填孔3 には、所定の高合金
工具鋼粉末5 が真空状態で充填されている。真空状態で
充填するには、粉末充填後のカプセル本体2 に対し、真
空室中で端板4 を溶接すればよい。また、端板4 に脱気
管を付設しておき、大気中でカプセル本体2に溶接した
後、脱気管より粉末充填孔3 内の空気を脱気し、脱気管
を封止すればよい。
【００１０】カプセル1 の寸法については、側端から粉
末充填孔3 までの肉厚Ｌ1 は、粉末充填孔3 の側方向長
さＬ2 程度以上にするのがよい。Ｌ2 未満では、圧延材
の高合金工具鋼からなる中間層の側方端が冷え易くなる
からである。尚、粉末充填孔3 の形状としては、図のよ
うに円形に限らず、方形状でもよい。前記カプセル1 の
材質としては、ＳＣ材やＳＣＭ材等の機械構造用炭素鋼
やステンレス鋼が使用される。一方、高合金工具鋼とし
ては、特開昭58−213856号公報に開示されているよう
に、化学組成が重量％で、 Ｃｒ：15〜21％、 ７≦Ｃｒ％／Ｃ％≦11 残部が実質的にＦｅからなる工具鋼、又は Ｃｒ：15〜21％、 ７≦Ｃｒ％／Ｃ％− 0.2Ｖ％≦11 およびＶ： 3.5％以下, （Ｗ＋２Ｍｏ) ：３％以下であ
ってＶ, Ｗ, Ｍｏの１種以上を含み、残部が実質的にＦ
ｅからなる工具鋼が使用される。
末充填孔3 までの肉厚Ｌ1 は、粉末充填孔3 の側方向長
さＬ2 程度以上にするのがよい。Ｌ2 未満では、圧延材
の高合金工具鋼からなる中間層の側方端が冷え易くなる
からである。尚、粉末充填孔3 の形状としては、図のよ
うに円形に限らず、方形状でもよい。前記カプセル1 の
材質としては、ＳＣ材やＳＣＭ材等の機械構造用炭素鋼
やステンレス鋼が使用される。一方、高合金工具鋼とし
ては、特開昭58−213856号公報に開示されているよう
に、化学組成が重量％で、 Ｃｒ：15〜21％、 ７≦Ｃｒ％／Ｃ％≦11 残部が実質的にＦｅからなる工具鋼、又は Ｃｒ：15〜21％、 ７≦Ｃｒ％／Ｃ％− 0.2Ｖ％≦11 およびＶ： 3.5％以下, （Ｗ＋２Ｍｏ) ：３％以下であ
ってＶ, Ｗ, Ｍｏの１種以上を含み、残部が実質的にＦ
ｅからなる工具鋼が使用される。
【００１１】尚、図例のように、側方向の肉厚Ｌ1 の厚
いカプセルを用いると、熱間圧延後に、圧延材の軸方向
中心線に沿って二分すると、一端部のみが積層構造とさ
れたクラッド薄板が得られ、刃物用素材として好適であ
る。前記カプセルに所期の高合金工具鋼粉末を充填し、
脱気密封後、熱間圧延に供する。圧下量は、少なくとも
粉末が相互に拡散接合する必要があり、カプセルの厚さ
Ｔと圧延後の薄板の厚さｔとの比ｔ／Ｔは、０．２０程
度以下に設定するのがよい。圧延温度は、既述の通り、
1050℃以下とする。尚、 880℃程度以下では、前記工具
鋼の熱間加工性が著しく低下するため、 930℃程度以上
にするのがよい。
いカプセルを用いると、熱間圧延後に、圧延材の軸方向
中心線に沿って二分すると、一端部のみが積層構造とさ
れたクラッド薄板が得られ、刃物用素材として好適であ
る。前記カプセルに所期の高合金工具鋼粉末を充填し、
脱気密封後、熱間圧延に供する。圧下量は、少なくとも
粉末が相互に拡散接合する必要があり、カプセルの厚さ
Ｔと圧延後の薄板の厚さｔとの比ｔ／Ｔは、０．２０程
度以下に設定するのがよい。圧延温度は、既述の通り、
1050℃以下とする。尚、 880℃程度以下では、前記工具
鋼の熱間加工性が著しく低下するため、 930℃程度以上
にするのがよい。
【００１２】次に具体的実施例を掲げる。図１および図
２のカプセルを製作した。カプセル寸法は、厚さ（Ｔ)
60mm、幅（２Ｌ1 ＋Ｌ2) 100 mm 、長さ 200mm、粉末充
填孔径φ20mmであり、材質はステンレス鋼（ＳＵＳ 30
4) である。脱気封入した高合金工具鋼粉末の組成（wt
％)は、 2.2％Ｃ−18％Ｃｒ−２％Ｍｏ−１％Ｖ、残部
実質的にＦｅであり、粉末充填率は70％である。加熱温
度は1000℃から50℃毎に1150℃まで種々設定した。加熱
時間は１時間とした。カプセルの圧延パススケジュール
は、ヒート回数を２回とし、先ず前記温度条件で加熱
後、60mmから11mmまで圧延し、再度同条件で加熱後、11
mmから 2.5mmまで圧延した。
２のカプセルを製作した。カプセル寸法は、厚さ（Ｔ)
60mm、幅（２Ｌ1 ＋Ｌ2) 100 mm 、長さ 200mm、粉末充
填孔径φ20mmであり、材質はステンレス鋼（ＳＵＳ 30
4) である。脱気封入した高合金工具鋼粉末の組成（wt
％)は、 2.2％Ｃ−18％Ｃｒ−２％Ｍｏ−１％Ｖ、残部
実質的にＦｅであり、粉末充填率は70％である。加熱温
度は1000℃から50℃毎に1150℃まで種々設定した。加熱
時間は１時間とした。カプセルの圧延パススケジュール
は、ヒート回数を２回とし、先ず前記温度条件で加熱
後、60mmから11mmまで圧延し、再度同条件で加熱後、11
mmから 2.5mmまで圧延した。
【００１３】圧延終了後、クラッド材より試料を採取
し、高合金工具鋼中間層の金属組織を顕微鏡観察した。
炭化物粒径を測定したところ、加熱温度と平均粒径との
関係は下記表１の通りであった。また、金属組織の例
（1050℃で加熱した試料NO. ２)を図３に示す。
し、高合金工具鋼中間層の金属組織を顕微鏡観察した。
炭化物粒径を測定したところ、加熱温度と平均粒径との
関係は下記表１の通りであった。また、金属組織の例
（1050℃で加熱した試料NO. ２)を図３に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１より、実施例に係るNO. １および２は
炭化物平均粒径が１μm 程度であり、1050℃を越えるN
O. ３および４では炭化物の粗大化が生じていることが
分かる。また、試料NO. ２を1030℃にオーステナイト化
処理後、油焼入れし、 500℃で焼戻した試料の高合金工
具鋼中間層の抗折値を測定したところ、 420kgf/mm2 と
非常に高く、強靱性を示している。
炭化物平均粒径が１μm 程度であり、1050℃を越えるN
O. ３および４では炭化物の粗大化が生じていることが
分かる。また、試料NO. ２を1030℃にオーステナイト化
処理後、油焼入れし、 500℃で焼戻した試料の高合金工
具鋼中間層の抗折値を測定したところ、 420kgf/mm2 と
非常に高く、強靱性を示している。
【００１６】比較のため、前記高合金工具鋼粉末をＨＩ
Ｐ処理し、得られた焼結板をステンレス鋼板で積層し、
これを1150℃で熱間圧延（圧延パススケジュールは上記
と同じ。) して従来例の試料を製作した。その高合金工
具鋼中間層の金属組織写真を図４に示す。実施例の図３
に比べて炭化物の粗大化が著しいことが分かる。また、
この試料に前記と同様の焼入れ、焼戻し熱処理を施し
て、中間層の抗折値を測定したところ 370kgf/mm2 であ
り、前記実施例に比べて50kgf/mm2 低い値であり、靱性
に劣る。
Ｐ処理し、得られた焼結板をステンレス鋼板で積層し、
これを1150℃で熱間圧延（圧延パススケジュールは上記
と同じ。) して従来例の試料を製作した。その高合金工
具鋼中間層の金属組織写真を図４に示す。実施例の図３
に比べて炭化物の粗大化が著しいことが分かる。また、
この試料に前記と同様の焼入れ、焼戻し熱処理を施し
て、中間層の抗折値を測定したところ 370kgf/mm2 であ
り、前記実施例に比べて50kgf/mm2 低い値であり、靱性
に劣る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の高靱性高耐
摩耗性クラッド薄板の製造方法は、所期の高合金工具鋼
粉末をカプセルで包み込んだ状態で熱間圧延するので、
粉末部分に温度低下が生じにくく、1050℃以下の温度で
の圧延が可能となり、ひいてはクラッド材の高合金工具
鋼中間層の炭化物の粗大化を防止することができ、高靱
性を確保することができる。また、本発明を実施するに
際しては、ＨＩＰ処理が不要であるため、経済性に優れ
る。
摩耗性クラッド薄板の製造方法は、所期の高合金工具鋼
粉末をカプセルで包み込んだ状態で熱間圧延するので、
粉末部分に温度低下が生じにくく、1050℃以下の温度で
の圧延が可能となり、ひいてはクラッド材の高合金工具
鋼中間層の炭化物の粗大化を防止することができ、高靱
性を確保することができる。また、本発明を実施するに
際しては、ＨＩＰ処理が不要であるため、経済性に優れ
る。
【図１】本発明の実施に供されるカプセルの縦断面図で
ある。
ある。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明実施例に係るクラッド薄板の高合金工具
鋼中間層の金属組織写真（4000倍) である。
鋼中間層の金属組織写真（4000倍) である。
【図４】従来例に係るクラッド薄板の高合金工具鋼中間
層の金属組織写真（4000倍) である。
層の金属組織写真（4000倍) である。
１ カプセル ５ 高合金工具鋼粉末
Claims (1)
- 【請求項１】 靱性を備えた鋼材によって形成されたカ
プセルにＣｒを15〜21wt％含有した高靱性高耐摩耗性高
合金工具鋼粉末を充填し、脱気密封した後、該カプセル
を1050℃以下の温度で薄板状に熱間圧延することを特徴
とする高靱性高耐摩耗性クラッド薄板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9875892A JPH05271717A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 高靱性高耐摩耗性クラッド薄板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9875892A JPH05271717A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 高靱性高耐摩耗性クラッド薄板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271717A true JPH05271717A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=14228330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9875892A Pending JPH05271717A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 高靱性高耐摩耗性クラッド薄板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05271717A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007536431A (ja) * | 2004-05-06 | 2007-12-13 | キャボット コーポレイション | スパッタターゲット及び回転軸方向鍛造によるその形成方法 |
| JP2013064176A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Takefu Tokushu Kozai Kk | チタン刃物材、チタン刃物及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP9875892A patent/JPH05271717A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007536431A (ja) * | 2004-05-06 | 2007-12-13 | キャボット コーポレイション | スパッタターゲット及び回転軸方向鍛造によるその形成方法 |
| JP2013064176A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Takefu Tokushu Kozai Kk | チタン刃物材、チタン刃物及びその製造方法 |
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