JPH0555585B2 - - Google Patents
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- JPH0555585B2 JPH0555585B2 JP59079802A JP7980284A JPH0555585B2 JP H0555585 B2 JPH0555585 B2 JP H0555585B2 JP 59079802 A JP59079802 A JP 59079802A JP 7980284 A JP7980284 A JP 7980284A JP H0555585 B2 JPH0555585 B2 JP H0555585B2
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は、高速度工具鋼、冷間ダイス鋼、熱間
ダイス鋼、鋳造用工具などの工具用材料として利
用され、とくに熱間加工性および疲労特性に優れ
た合金工具鋼に関するものである。 （従来技術） 従来、合金工具鋼としては、JIS SKS、SKD、
SKT、SKHなどがあり、切削工具、押出ダイ
ス、引抜ダイス、転造ダイス、線引ダイス、ゲー
ジ、プレス型、ダイカスト型などの広い用途にわ
たつて使用されている。 このような合金工具鋼においては、所望の形状
をなす工具の製作が容易になしうると共に、長寿
命が得られるように、熱間加工性および疲労特性
に優れていることが要求される。 〔発明の目的） 本発明は、上述した要求に鑑みてなされたもの
で、工具用材料としての必要な特性を具備し、と
くに熱間加工性および疲労特性に優れた合金工具
鋼を提供することを目的としている。 （発明の構成） 本発明は、高速度工具鋼、冷間ダイス鋼、熱間
ダイス鋼、鋳造用工具等々の合金工具鋼におい
て、REM：0.001〜0.60重量％含有させると共に、
Ｓ：0.0020重量％以下、Ｏ：0.0030重量％以下に
規定したことを特徴としている。 本発明の合金工具鋼において、REM含有量
（希土類元素の１種または２種以上の合計量）を
0.001〜0.60重量％としたのは、REMを添加する
ことによつて、工具鋼の靭性を向上させ、特に耐
衝撃性を高めることができるためであり、このよ
うな効果を得るために0.001重量％以上添加させ
た。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0.60重量％以下とした。 また、Ｓ含有量を0.0020重量％以下、Ｏ含有量
を0.0030重量％以下としたのは、Ｓ、Ｏ量を規制
することによつて、地疵の発生を抑制し、地疵等
級を向上させるようにするためである。 同様に、地疵等級をより一層向上させるため
に、より望ましくは、Ｎ：0.020重量％以下、
Al：0.020重量％以下、Ｐ：0.020重量％以下に規
制することがよい。 また、製造時におけるREMの添加は、1530〜
1550℃とくに1540〜1545℃で行うことが望まし
く、これによつて地疵欠陥の発生をかなり抑える
ことができる。 本発明の第一発明・第二発明においては、前記
合金工具鋼が高速度工具鋼であり、重量％で、
Ｃ：0.35〜1.50％、Si：0.1〜2.0％、Mn：0.1〜
1.5％、Cr：2.0〜10.0％、および2Mo＋Ｗ：1.5〜
30.0％、Ｖ：0.5〜5.0％のうちの１種または２種
以上、REM：0.001〜0.60％、さらにCo：1.0〜
20.0％、Ni：0.01〜2.0％、Cu：0.25〜1.0％、
Ｂ：0.001〜0.050％のうちの１種または２種以上
を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：0.0030％以下に
規制し、場合によつてはさらにNb：0.01〜5.0％、
Ta：0.01〜5.0％、Zr：2.0％以下、Hf：2.0％以
下、Ti：2.0％以下、Sc：0.001〜2.0％、Ｙ：2.0
％以下のうちの１種または２種以上を含み、より
望ましくはＮ：0.020％以下、Al：0.020％以下、
Ｐ：0.020％以下に単独または複合で規制し、残
部実質的にFeよりなるものとすることができる。 ここで、Ｃは高速度工具鋼として必要な硬さお
よび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であつ
て、このような効果を得るために0.35％以上含有
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1.50％以下とするのがよ
い。 Siは脱酸剤として作用すると共に焼もどし硬さ
の向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であつて、このような効果を得るために0.1％以
上含有させるのがよい。しかし、多量に添加する
と熱間加工性を害すると共に靭性を劣化させるの
で2.0％以下とするのがよい。 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元
素であり、このような効果を得るために0.1％以
上添加するのがよい。しかし、多すぎると熱間加
工性を害するので1.5％以下とするのが良い。 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
つて、このような効果を得るためには2.0％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10.0％以下とするのがよ
い。 Mo、Ｗ、Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さを
増大して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１種または２種以上を添加す
るのもよい。この場合、MoはＷよりも効果が大
きい元素であつて、このような効果を得るために
は2Mo＋Ｗ（いずれか一方が０である場合も含
む）で1.5％以上、Ｖ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2Mo＋Ｗは30.0％以下、Ｖは5.0％以下と
するのがよい。 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、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
元素を適宜選んで上記の範囲で添加するのもよ
い。 Co、Ni、Cu、Ｂはいずれも基地を強化して工
具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチエツク性を高
めるので、これらの元素を適宜選んで上記の範囲
で添加するのもよい。また、Ｂは鋼の焼入性を高
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１種
または２種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。 Ｎ、Al、Ｐは工具鋼の靭性を低下するので前
記した上限に規制するのもよい。 本発明の第三・第四発明においては、前記合金
工具鋼が冷間ダイス鋼であり、重量％で、Ｃ：
0.35〜2.50％、Si：0.1〜2.0％、Mn：0.1〜1.5％、
Cr：3.0〜20.0％、およびMo：0.10〜5.0％、Ｗ：
0.10〜5.0％、Ｖ：0.01〜5.0％のうちの１種また
は２種以上、REM：0.001〜0.60％、さらにCo：
1.0〜20.0％、Ni：0.01〜2.0％、Cu：0.01〜2.0％、
Ｂ：0.001〜0.050％のうちの１種または２種以上
を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：0.0030％以下に
規制し、場合によつてはさらにNb：0.01〜5.0％、
Ta：0.01〜5.0％、Zr：0.001〜2.0％、Hf：0.001
〜2.0％、Ti：0.001〜2.0％、Sc：0.01〜2.0％、
Ｙ：0.001〜2.0％のうちの１種または２種以上を
含み、より望ましくはＮ：0.020％以下、Al：
0.020％以下、Ｐ：0.020％以下に単独または複合
で規制し、残部実質的にFeよりなるものをする
ことができる。 ここで、Ｃは冷間ダイス鋼として必要な硬さお
よび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であつ
て、このような効果を得るために0.35％以上含有
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2.50％以下とするのがよ
い。 Siは脱酸剤として作用すると共に焼もどし硬さ
の向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であつて、このような効果を得るために0.1％以
上含有させるのがよい。しかし、多量に添加する
と熱間加工性を害すると共に靭性を劣化させるの
で2.0％以下とするのがよい。 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元
素であり、このような効果を得るために0.1％以
上添加するのがよい。しかし、多すぎると熱間加
工性を害するので1.5％以下とするのが良い。 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
つて、このような効果を得るためには2.0％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20.0％以下とするのがよ
い。 Mo、Ｗ、Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さを
増大して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１種または２種以上を添加す
るのもよい。そして、このような効果を得るため
にはMoを0.10％以上、Ｗを0.10％以上、Ｖを0.01
％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Moは5.0％以下、Ｗ
は5.0％以下、Ｖは5.0％以下とするのがよい。 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、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
元素を適宜選んで上記の範囲で添加するのもよ
い。 Co、Ni、Cu、Ｂはいずれも基地を強化して工
具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチエツク性を高
めるので、これらの元素を適宜選んで上記の範囲
で添加するのもよい。また、Ｂは鋼の焼入性を高
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１種
または２種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。 Ｎ、Al、Ｐは工具鋼の靭性を低下するので前
記した上限に規制するのもよい。 本発明の第五・第六発明においては、合金工具
鋼が熱間ダイス鋼であり、重量％で、Ｃ：0.20〜
0.50％、Si：0.1〜2.0％、Mn：0.1〜1.5％、Cr：
2.0〜8.0％、およびMo：0.10〜5.0％、Ｗ：0.10〜
5.0％、Ｖ：0.01〜5.0％のうちの１種または２種
以上、REM：0.001〜0.60％、さらにCo：0.01〜
10.0％、Ni：0.01〜2.0％、Cu：0.01〜2.0％、
Ｂ：0.001〜0.050％のうちの１種または２種以上
を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：0.0030％以下に
規制し、場合によつてはさらにNb：0.01〜5.0％、
Ta：0.01〜5.0％、Zr：0.001〜2.0％、Hf：0.001
〜2.0％、Ti：0.001〜2.0％、Sc：0.001〜2.0％、
Ｙ：0.001〜2.0％のうちの１種または２種以上を
含み、より望ましくはＮ：0.020％以下、Al：
0.020％以下、Ｐ：0.020％以下に単独または複合
で規制し、残部実質的にFeよりなるものとする
ことができる。 ここで、Ｃは熱間ダイス鋼として必要な硬さお
よび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であつ
て、このような効果を得るために0.20％以上含有
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0.50％以下とするのがよ
い。 Siは脱酸剤として作用すると共に焼もどし硬さ
の向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であつて、このような効果を得るために0.1％以
上含有させるのがよい。しかし、多量に添加する
と熱間加工性を害すると共に靭性を劣化させるの
で2.0％以下とするのがよい。 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元
素であり、このような効果を得るために0.1％以
上添加するのがよい。しかし、多すぎると熱間加
工性を害するので1.5％以下とするのが良い。 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
つて、このような効果を得るためには2.0％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8.0％以下とするのがよい。 Mo、Ｗ、Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さを
増大して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１種または２種以上を添加す
るのもよい。そして、このような効果を得るため
にはMoを0.10％以上、Ｗを0.10％以上、Ｖを0.01
％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Moは5.0％以下、Ｗ
は5.0％以下、Ｖは5.0％以下とするのがよい。 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、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
元素を適宜選んで上記の範囲で添加するのもよ
い。 Co、Ni、Cu、Ｂはいずれも基地を強化して工
具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチエツク性を高
めるので、これらの元素を適宜選んで上記の範囲
で添加するのもよい。また、Ｂは鋼の焼入性を高
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１種
または２種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。 Ｎ、Al、Ｐは工具鋼の靭性を低下するので前
記した上限に規制するのもよい。 本発明の第七・第八発明においては、合金工具
鋼が鋳造用工具であり、重量％で、Ｃ：1.0〜4.0
％、Si：0.1〜3.0％、Mn：0.05〜10.0％、Cr：
25.0〜35.0％、Co：35.0〜65.0％、およびMo：
0.05〜15.0％、Ｗ：10.0〜25.0％、Ｖ：0.1〜15.0
％のうちの１種または２種以上、REM：0.001〜
0.60％、さらにNi：0.01〜15.0％、Cu：0.01〜2.0
％、Ｂ：0.005〜0.8％のうちの１種または２種以
上を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：0.0030％以下
に規制し、場合によつてはさらにNb：0.1〜15.0
％、Ta：0.1〜10.0％、Zr：0.01〜0.5％、Hf：2.0
％以下、Ti：0.01〜0.5％、Sc：0.001〜2.0％、
Ｙ：2.0％以下のうちの１種または２種以上を含
み、より望ましくはＮ：0.020％以下、Al：0.020
％以下、Ｐ：0.020％以下に単独または複合で規
制し、残部実質的にFeよりなるものとすること
ができる。 ここで、Ｃはマトリツクス組織をオーステナイ
トに保つと共に、鋳造凝固時に炭化物を形成して
硬さを増大し、耐摩耗性を向上させるのに有効な
元素であり、このような効果を得るために1.0％
以上含有させるのがよい。しかし、多すぎると炭
化物量が過大となり、粗大炭化物を形成しやすく
なつて靭性を低下させるので4.0％以下とするの
がよい。 Siは脱酸剤として作用すると共に鋳造性を向上
させるのに有効な元素であつて、このような効果
を十分に得るために0.1％以上含有させるのがよ
い。しかし、多すぎると熱間加工性および靭性を
害するので3.0％以下とするのがよい。 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を高めるのに有効な元素であつて、このため
には0.05％以上含有させるのがよい。そして、あ
る程度含有させることによつてマトリツクス組織
をオーステナイトにすることができるが、多量に
含有しても効果の向上は得られないので10.0％以
下とするのがよい。 Crは固溶によつてあるいは炭化物形成によつ
て硬化することにより耐摩耗性を向上させ、さら
には高温下での耐酸化性を向上させるのに有効な
元素であり、このような効果を得るために25％以
上含有させるのがよい。しかし、多すぎるとＣ量
とのバランスにより炭化物量が多くなりすぎ、粗
大炭化物を形成しやすくなつて靭性を低下させる
ので35％以下とするのがよい。 Coはオーステナイトを安定にし、耐腐食性を
向上させると共に、高温における基地の強度およ
び靭性を向上させるのに有効な元素であり、この
ような効果を得るために35.0％以上含有させるの
がよい。しかし、多量に添加しすぎても効果の向
上はさほど大きくなく、また高価な元素でもある
ので65.0％以下とするのがよい。 Ni、Cuはマトリツクス組織をオーステナイト
に保ち、耐腐食性や耐焼付性を向上させるのに有
効な元素であるので、上記の範囲で添加するのも
よい。 Ｗ、Mo、Ｖは高硬度の炭化物を形成して耐摩
耗性を向上させるのに有効な元素であり、このよ
うな効果を得るためにＷは10.0％以上、Moは
0.05％以上、Ｖは0.1％以上含有させるのがよい。
しかし、多すぎると耐熱衝撃性を劣化し、割れ発
生の原因ともなるので、Ｗは25％以下、Moは
15.0％以下、Ｖは15.0％以下とするのがよい。 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Sc、Ｙはいずれも炭
化物形成元素であり、高硬度の炭化物を形成して
耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であるの
で、これらの中から適宜選んで上記の範囲内で添
加することもよい。 Ｂは鋼の焼入性を高めると共に、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は工具材料の被削
性を改善させるのに有効な元素であるのでこれら
の１種または２種以上を上記の範囲で添加するの
もよい。 Ｎ、Al、Ｐは工具鋼の靭性を低下するので前
記した上限に規制するのもよい。 （実施例） 真空誘導溶解炉によつて各種成分の工具材料を
溶製し、溶解温度1530〜1550℃のときにREMを
添加して撹拌し、第１表−１および２に示す化学
成分の材料を溶製したのち、造塊してインゴツト
を得た。
ダイス鋼、鋳造用工具などの工具用材料として利
用され、とくに熱間加工性および疲労特性に優れ
た合金工具鋼に関するものである。 （従来技術） 従来、合金工具鋼としては、JIS SKS、SKD、
SKT、SKHなどがあり、切削工具、押出ダイ
ス、引抜ダイス、転造ダイス、線引ダイス、ゲー
ジ、プレス型、ダイカスト型などの広い用途にわ
たつて使用されている。 このような合金工具鋼においては、所望の形状
をなす工具の製作が容易になしうると共に、長寿
命が得られるように、熱間加工性および疲労特性
に優れていることが要求される。 〔発明の目的） 本発明は、上述した要求に鑑みてなされたもの
で、工具用材料としての必要な特性を具備し、と
くに熱間加工性および疲労特性に優れた合金工具
鋼を提供することを目的としている。 （発明の構成） 本発明は、高速度工具鋼、冷間ダイス鋼、熱間
ダイス鋼、鋳造用工具等々の合金工具鋼におい
て、REM：0.001〜0.60重量％含有させると共に、
Ｓ：0.0020重量％以下、Ｏ：0.0030重量％以下に
規定したことを特徴としている。 本発明の合金工具鋼において、REM含有量
（希土類元素の１種または２種以上の合計量）を
0.001〜0.60重量％としたのは、REMを添加する
ことによつて、工具鋼の靭性を向上させ、特に耐
衝撃性を高めることができるためであり、このよ
うな効果を得るために0.001重量％以上添加させ
た。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0.60重量％以下とした。 また、Ｓ含有量を0.0020重量％以下、Ｏ含有量
を0.0030重量％以下としたのは、Ｓ、Ｏ量を規制
することによつて、地疵の発生を抑制し、地疵等
級を向上させるようにするためである。 同様に、地疵等級をより一層向上させるため
に、より望ましくは、Ｎ：0.020重量％以下、
Al：0.020重量％以下、Ｐ：0.020重量％以下に規
制することがよい。 また、製造時におけるREMの添加は、1530〜
1550℃とくに1540〜1545℃で行うことが望まし
く、これによつて地疵欠陥の発生をかなり抑える
ことができる。 本発明の第一発明・第二発明においては、前記
合金工具鋼が高速度工具鋼であり、重量％で、
Ｃ：0.35〜1.50％、Si：0.1〜2.0％、Mn：0.1〜
1.5％、Cr：2.0〜10.0％、および2Mo＋Ｗ：1.5〜
30.0％、Ｖ：0.5〜5.0％のうちの１種または２種
以上、REM：0.001〜0.60％、さらにCo：1.0〜
20.0％、Ni：0.01〜2.0％、Cu：0.25〜1.0％、
Ｂ：0.001〜0.050％のうちの１種または２種以上
を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：0.0030％以下に
規制し、場合によつてはさらにNb：0.01〜5.0％、
Ta：0.01〜5.0％、Zr：2.0％以下、Hf：2.0％以
下、Ti：2.0％以下、Sc：0.001〜2.0％、Ｙ：2.0
％以下のうちの１種または２種以上を含み、より
望ましくはＮ：0.020％以下、Al：0.020％以下、
Ｐ：0.020％以下に単独または複合で規制し、残
部実質的にFeよりなるものとすることができる。 ここで、Ｃは高速度工具鋼として必要な硬さお
よび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であつ
て、このような効果を得るために0.35％以上含有
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1.50％以下とするのがよ
い。 Siは脱酸剤として作用すると共に焼もどし硬さ
の向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であつて、このような効果を得るために0.1％以
上含有させるのがよい。しかし、多量に添加する
と熱間加工性を害すると共に靭性を劣化させるの
で2.0％以下とするのがよい。 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元
素であり、このような効果を得るために0.1％以
上添加するのがよい。しかし、多すぎると熱間加
工性を害するので1.5％以下とするのが良い。 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
つて、このような効果を得るためには2.0％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10.0％以下とするのがよ
い。 Mo、Ｗ、Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さを
増大して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１種または２種以上を添加す
るのもよい。この場合、MoはＷよりも効果が大
きい元素であつて、このような効果を得るために
は2Mo＋Ｗ（いずれか一方が０である場合も含
む）で1.5％以上、Ｖ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2Mo＋Ｗは30.0％以下、Ｖは5.0％以下と
するのがよい。 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、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
元素を適宜選んで上記の範囲で添加するのもよ
い。 Co、Ni、Cu、Ｂはいずれも基地を強化して工
具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチエツク性を高
めるので、これらの元素を適宜選んで上記の範囲
で添加するのもよい。また、Ｂは鋼の焼入性を高
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１種
または２種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。 Ｎ、Al、Ｐは工具鋼の靭性を低下するので前
記した上限に規制するのもよい。 本発明の第三・第四発明においては、前記合金
工具鋼が冷間ダイス鋼であり、重量％で、Ｃ：
0.35〜2.50％、Si：0.1〜2.0％、Mn：0.1〜1.5％、
Cr：3.0〜20.0％、およびMo：0.10〜5.0％、Ｗ：
0.10〜5.0％、Ｖ：0.01〜5.0％のうちの１種また
は２種以上、REM：0.001〜0.60％、さらにCo：
1.0〜20.0％、Ni：0.01〜2.0％、Cu：0.01〜2.0％、
Ｂ：0.001〜0.050％のうちの１種または２種以上
を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：0.0030％以下に
規制し、場合によつてはさらにNb：0.01〜5.0％、
Ta：0.01〜5.0％、Zr：0.001〜2.0％、Hf：0.001
〜2.0％、Ti：0.001〜2.0％、Sc：0.01〜2.0％、
Ｙ：0.001〜2.0％のうちの１種または２種以上を
含み、より望ましくはＮ：0.020％以下、Al：
0.020％以下、Ｐ：0.020％以下に単独または複合
で規制し、残部実質的にFeよりなるものをする
ことができる。 ここで、Ｃは冷間ダイス鋼として必要な硬さお
よび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であつ
て、このような効果を得るために0.35％以上含有
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2.50％以下とするのがよ
い。 Siは脱酸剤として作用すると共に焼もどし硬さ
の向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であつて、このような効果を得るために0.1％以
上含有させるのがよい。しかし、多量に添加する
と熱間加工性を害すると共に靭性を劣化させるの
で2.0％以下とするのがよい。 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元
素であり、このような効果を得るために0.1％以
上添加するのがよい。しかし、多すぎると熱間加
工性を害するので1.5％以下とするのが良い。 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
つて、このような効果を得るためには2.0％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20.0％以下とするのがよ
い。 Mo、Ｗ、Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さを
増大して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１種または２種以上を添加す
るのもよい。そして、このような効果を得るため
にはMoを0.10％以上、Ｗを0.10％以上、Ｖを0.01
％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Moは5.0％以下、Ｗ
は5.0％以下、Ｖは5.0％以下とするのがよい。 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、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
元素を適宜選んで上記の範囲で添加するのもよ
い。 Co、Ni、Cu、Ｂはいずれも基地を強化して工
具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチエツク性を高
めるので、これらの元素を適宜選んで上記の範囲
で添加するのもよい。また、Ｂは鋼の焼入性を高
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１種
または２種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。 Ｎ、Al、Ｐは工具鋼の靭性を低下するので前
記した上限に規制するのもよい。 本発明の第五・第六発明においては、合金工具
鋼が熱間ダイス鋼であり、重量％で、Ｃ：0.20〜
0.50％、Si：0.1〜2.0％、Mn：0.1〜1.5％、Cr：
2.0〜8.0％、およびMo：0.10〜5.0％、Ｗ：0.10〜
5.0％、Ｖ：0.01〜5.0％のうちの１種または２種
以上、REM：0.001〜0.60％、さらにCo：0.01〜
10.0％、Ni：0.01〜2.0％、Cu：0.01〜2.0％、
Ｂ：0.001〜0.050％のうちの１種または２種以上
を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：0.0030％以下に
規制し、場合によつてはさらにNb：0.01〜5.0％、
Ta：0.01〜5.0％、Zr：0.001〜2.0％、Hf：0.001
〜2.0％、Ti：0.001〜2.0％、Sc：0.001〜2.0％、
Ｙ：0.001〜2.0％のうちの１種または２種以上を
含み、より望ましくはＮ：0.020％以下、Al：
0.020％以下、Ｐ：0.020％以下に単独または複合
で規制し、残部実質的にFeよりなるものとする
ことができる。 ここで、Ｃは熱間ダイス鋼として必要な硬さお
よび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であつ
て、このような効果を得るために0.20％以上含有
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0.50％以下とするのがよ
い。 Siは脱酸剤として作用すると共に焼もどし硬さ
の向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であつて、このような効果を得るために0.1％以
上含有させるのがよい。しかし、多量に添加する
と熱間加工性を害すると共に靭性を劣化させるの
で2.0％以下とするのがよい。 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元
素であり、このような効果を得るために0.1％以
上添加するのがよい。しかし、多すぎると熱間加
工性を害するので1.5％以下とするのが良い。 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
つて、このような効果を得るためには2.0％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8.0％以下とするのがよい。 Mo、Ｗ、Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さを
増大して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１種または２種以上を添加す
るのもよい。そして、このような効果を得るため
にはMoを0.10％以上、Ｗを0.10％以上、Ｖを0.01
％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Moは5.0％以下、Ｗ
は5.0％以下、Ｖは5.0％以下とするのがよい。 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、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
元素を適宜選んで上記の範囲で添加するのもよ
い。 Co、Ni、Cu、Ｂはいずれも基地を強化して工
具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチエツク性を高
めるので、これらの元素を適宜選んで上記の範囲
で添加するのもよい。また、Ｂは鋼の焼入性を高
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１種
または２種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。 Ｎ、Al、Ｐは工具鋼の靭性を低下するので前
記した上限に規制するのもよい。 本発明の第七・第八発明においては、合金工具
鋼が鋳造用工具であり、重量％で、Ｃ：1.0〜4.0
％、Si：0.1〜3.0％、Mn：0.05〜10.0％、Cr：
25.0〜35.0％、Co：35.0〜65.0％、およびMo：
0.05〜15.0％、Ｗ：10.0〜25.0％、Ｖ：0.1〜15.0
％のうちの１種または２種以上、REM：0.001〜
0.60％、さらにNi：0.01〜15.0％、Cu：0.01〜2.0
％、Ｂ：0.005〜0.8％のうちの１種または２種以
上を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：0.0030％以下
に規制し、場合によつてはさらにNb：0.1〜15.0
％、Ta：0.1〜10.0％、Zr：0.01〜0.5％、Hf：2.0
％以下、Ti：0.01〜0.5％、Sc：0.001〜2.0％、
Ｙ：2.0％以下のうちの１種または２種以上を含
み、より望ましくはＮ：0.020％以下、Al：0.020
％以下、Ｐ：0.020％以下に単独または複合で規
制し、残部実質的にFeよりなるものとすること
ができる。 ここで、Ｃはマトリツクス組織をオーステナイ
トに保つと共に、鋳造凝固時に炭化物を形成して
硬さを増大し、耐摩耗性を向上させるのに有効な
元素であり、このような効果を得るために1.0％
以上含有させるのがよい。しかし、多すぎると炭
化物量が過大となり、粗大炭化物を形成しやすく
なつて靭性を低下させるので4.0％以下とするの
がよい。 Siは脱酸剤として作用すると共に鋳造性を向上
させるのに有効な元素であつて、このような効果
を十分に得るために0.1％以上含有させるのがよ
い。しかし、多すぎると熱間加工性および靭性を
害するので3.0％以下とするのがよい。 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を高めるのに有効な元素であつて、このため
には0.05％以上含有させるのがよい。そして、あ
る程度含有させることによつてマトリツクス組織
をオーステナイトにすることができるが、多量に
含有しても効果の向上は得られないので10.0％以
下とするのがよい。 Crは固溶によつてあるいは炭化物形成によつ
て硬化することにより耐摩耗性を向上させ、さら
には高温下での耐酸化性を向上させるのに有効な
元素であり、このような効果を得るために25％以
上含有させるのがよい。しかし、多すぎるとＣ量
とのバランスにより炭化物量が多くなりすぎ、粗
大炭化物を形成しやすくなつて靭性を低下させる
ので35％以下とするのがよい。 Coはオーステナイトを安定にし、耐腐食性を
向上させると共に、高温における基地の強度およ
び靭性を向上させるのに有効な元素であり、この
ような効果を得るために35.0％以上含有させるの
がよい。しかし、多量に添加しすぎても効果の向
上はさほど大きくなく、また高価な元素でもある
ので65.0％以下とするのがよい。 Ni、Cuはマトリツクス組織をオーステナイト
に保ち、耐腐食性や耐焼付性を向上させるのに有
効な元素であるので、上記の範囲で添加するのも
よい。 Ｗ、Mo、Ｖは高硬度の炭化物を形成して耐摩
耗性を向上させるのに有効な元素であり、このよ
うな効果を得るためにＷは10.0％以上、Moは
0.05％以上、Ｖは0.1％以上含有させるのがよい。
しかし、多すぎると耐熱衝撃性を劣化し、割れ発
生の原因ともなるので、Ｗは25％以下、Moは
15.0％以下、Ｖは15.0％以下とするのがよい。 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Sc、Ｙはいずれも炭
化物形成元素であり、高硬度の炭化物を形成して
耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であるの
で、これらの中から適宜選んで上記の範囲内で添
加することもよい。 Ｂは鋼の焼入性を高めると共に、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は工具材料の被削
性を改善させるのに有効な元素であるのでこれら
の１種または２種以上を上記の範囲で添加するの
もよい。 Ｎ、Al、Ｐは工具鋼の靭性を低下するので前
記した上限に規制するのもよい。 （実施例） 真空誘導溶解炉によつて各種成分の工具材料を
溶製し、溶解温度1530〜1550℃のときにREMを
添加して撹拌し、第１表−１および２に示す化学
成分の材料を溶製したのち、造塊してインゴツト
を得た。
【表】
【表】
次に、前記インゴツトを700〜750℃に３時間加
熱したのち鍛造し、次いで800℃で３時間加熱し
たのち20℃／hrで冷却する溶体化処理を行い、そ
の後地疵等級、熱間加工性および疲労特性を調べ
た。なお、地疵等級はJIS G0556に準じて行つた
肉眼試験により調べ、熱間加工性はグリーブル試
験により調べ、疲労特性はJUS Z2273に準じた
試験により調べた。これらの結果を第２表−１お
よび２に示す。
熱したのち鍛造し、次いで800℃で３時間加熱し
たのち20℃／hrで冷却する溶体化処理を行い、そ
の後地疵等級、熱間加工性および疲労特性を調べ
た。なお、地疵等級はJIS G0556に準じて行つた
肉眼試験により調べ、熱間加工性はグリーブル試
験により調べ、疲労特性はJUS Z2273に準じた
試験により調べた。これらの結果を第２表−１お
よび２に示す。
【表】
【表】
第１表および第２表に示すように各種合金工具
鋼において、REM（Ｙを含む希土類元素の１種ま
たは２種以上）を0.001〜0.60重量％の範囲で含
有させるとともに、Ｓを0.0020重量％以下、Ｏを
0.0030％重量％以下に規制した本発明鋼は、いず
れも比較鋼よりも地疵が少なく、熱間加工性およ
び疲労特性にも優れていることが明らかであり、
高品質・高耐久性の工具鋼であることが確かめら
れた。 （発明の効果） 以上説明してきたように、本発明は、高速度工
具鋼、冷間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、鋳造用工具
等々の合金工具鋼において、REM：0.001〜0.60
重量％含有させると共に、Ｓ：0.0020重量％以
下、Ｏ：0.0030重量％以下に規制したから、熱間
加工性および靭性とくに耐衝撃性に優れ、疲労強
度が大であつて長寿命の工具が得られるという著
大なる効果を有している。
鋼において、REM（Ｙを含む希土類元素の１種ま
たは２種以上）を0.001〜0.60重量％の範囲で含
有させるとともに、Ｓを0.0020重量％以下、Ｏを
0.0030％重量％以下に規制した本発明鋼は、いず
れも比較鋼よりも地疵が少なく、熱間加工性およ
び疲労特性にも優れていることが明らかであり、
高品質・高耐久性の工具鋼であることが確かめら
れた。 （発明の効果） 以上説明してきたように、本発明は、高速度工
具鋼、冷間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、鋳造用工具
等々の合金工具鋼において、REM：0.001〜0.60
重量％含有させると共に、Ｓ：0.0020重量％以
下、Ｏ：0.0030重量％以下に規制したから、熱間
加工性および靭性とくに耐衝撃性に優れ、疲労強
度が大であつて長寿命の工具が得られるという著
大なる効果を有している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、Ｃ：0.35〜1.50％、Si：0.1〜2.0
％、Mn：0.1〜1.5％、Cr：2.0〜10.0％、および
2Mo＋Ｗ：1.5〜30.0％、Ｖ：0.5〜5.0％のうちの
１種または２種以上、REM：0.001〜0.60％、さ
らにCo：1.0〜20.0％、Ni：0.01〜2.0％、Cu：
0.25〜1.0％、Ｂ：0.001〜0.050％のうちの１種ま
たは２種以上を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：
0.0030％以下に規制し、残部実質的にFeよりなる
ことを特徴とする合金工具鋼。 ２ 重量％で、Ｃ：0.35〜1.50％、Si：0.1〜2.0
％、Mn：0.1〜1.5％、Cr：2.0〜10.0％、および
2Mo＋Ｗ：1.5〜30.0％、Ｖ：0.5〜5.0％のうちの
１種または２種以上、REM：0.001〜0.60％、さ
らにCo：1.0〜20.0％、Ni：0.01〜2.0％、Cu：
0.25〜1.0％、Ｂ：0.001〜0.050％のうちの１種ま
たは２種以上を含み、Ｓ：0.0020％以下、Ｏ：
0.0030％以下に規制し、さらにNb：0.01〜5.0％、
Ta：0.01〜5.0％、Zr：2.0％以下、Hf：2.0％以
下、Ti：2.0％以下、Sc：0.001〜2.0％、Ｙ：2.0
％以下のうちの１種または２種以上を含み、残部
実質的にFeよりなることを特徴とする合金工具
鋼。 ３ 重量％で、Ｃ：0.35〜2.50％、Si：0.1〜2.0
％、Mn：0.1〜1.5％、Cr：3.0〜20.0％、および
Mo：0.10〜5.0％、Ｗ：0.10〜5.0％、Ｖ：0.01〜
5.0％のうちの１種または２種以上、REM：0.001
〜0.60％、さらにCo：1.0〜20.0％、Ni：0.01〜
2.0％、Cu：0.01〜2.0％、Ｂ：0.001〜0.050％の
うちの１種または２種以上を含み、Ｓ：0.0020％
以下、Ｏ：0.0030％以下に規制し、残部実質的に
Feよりなることを特徴とする合金工具鋼。 ４ 重量％で、Ｃ：0.35〜2.50％、Si：0.1〜2.0
％、Mn：0.1〜1.5％、Cr：3.0〜20.0％、および
Mo：0.10〜5.0％、Ｗ：0.10〜5.0％、Ｖ：0.01〜
5.0％のうちの１種または２種以上、REM：0.001
〜0.60％、さらにCo：1.0〜20.0％、Ni：0.01〜
2.0％、Cu：0.01〜2.0％、Ｂ：0.001〜0.050％の
うちの１種または２種以上を含み、Ｓ：0.0020％
以下、Ｏ：0.0030％以下に規制し、さらにNb：
0.01〜5.0％、Ta：0.01〜5.0％、Zr：0.001〜2.0
％、Hf：0.001〜2.0％、Ti：0.001〜2.0％、Sc：
0.01〜2.0％、Ｙ：0.001〜2.0％のうちの１種また
は２種以上を含み、残部実質的にFeよりなるこ
とを特徴とする合金工具鋼。 ５ 重量％で、Ｃ：0.20〜0.50％、Si：0.1〜2.0
％、Mn：0.1〜1.5％、Cr：2.0〜8.0％、および
Mo：0.10〜5.0％、Ｗ：0.10〜5.0％、Ｖ：0.01〜
5.0％のうちの１種または２種以上、REM：0.001
〜0.60％、さらにCo：0.01〜10.0％、Ni：0.01〜
2.0％、Cu：0.01〜2.0％、Ｂ：0.001〜0.050％の
うちの１種または２種以上を含み、Ｓ：0.0020％
以下、Ｏ：0.0030％以下に規制し、残部実質的に
Feよりなることを特徴とする合金工具鋼。 ６ 重量％で、Ｃ：0.20〜0.50％、Si：0.1〜2.0
％、Mn：0.1〜1.5％、Cr：2.0〜8.0％、および
Mo：0.10〜5.0％、Ｗ：0.10〜5.0％、Ｖ：0.01〜
5.0％のうちの１種または２種以上、REM：0.001
〜0.60％、さらにCo：0.01〜10.0％、Ni：0.01〜
2.0％、Cu：0.01〜2.0％、Ｂ：0.001〜0.050％の
うちの１種または２種以上を含み、Ｓ：0.0020％
以下、Ｏ：0.0030％以下に規制し、さらにNb：
0.01〜5.0％、Ta：0.01〜5.0％、Zr：0.001〜2.0
％、Hf：0.001〜2.0％、Ti：0.001〜2.0％、Sc：
0.001〜2.0％、Ｙ：0.001〜2.0％のうちの１種ま
たは２種以上を含み、残部実質的にFeよりなる
ことを特徴とする合金工具鋼。 ７ 重量％で、Ｃ：1.0〜4.0％、Si：0.1〜3.0％、
Mn：0.05〜10.0％、Cr：25.0〜35.0％、Co：35.0
〜65.0％、およびMo：0.05〜15.0％、Ｗ：10.0〜
25.0％、Ｖ：0.1〜15.0％のうちの１種または２種
以上、REM：0.001〜0.60％、さらにNi：0.01〜
15.0％、Cu：0.01〜2.0％、Ｂ：0.005〜0.8％のう
ちの１種または２種以上を含み、Ｓ：0.0020％以
下、Ｏ：0.0030％以下に規制し、残部実質的にFe
よりなることを特徴とする合金工具鋼。 ８ 重量％で、Ｃ：1.0〜4.0％、Si：0.1〜3.0％、
Mn：0.05〜10.0％、Cr：25.0〜35.0％、Co：35.0
〜65.0％、およびMo：0.05〜15.0％、Ｗ：10.0〜
25.0％、Ｖ：0.1〜15.0％のうちの１種または２種
以上、REM：0.001〜0.60％、さらにNi：0.01〜
15.0％、Cu：0.01〜2.0％、Ｂ：0.005〜0.8％のう
ちの１種または２種以上を含み、Ｓ：0.0020％以
下、Ｏ：0.0030％以下に規制し、さらにNb：0.1
〜15.0％、Ta：0.1〜10.0％、Zr：0.01〜0.5％、
Hf：2.0％以下、Ti：0.01〜0.5％、Sc：0.001〜
2.0％、Ｙ：2.0％以下のうちの１種または２種以
上を含み、残部実質的にFeよりなることを特徴
とする合金工具鋼。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7980284A JPS60224754A (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 合金工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7980284A JPS60224754A (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 合金工具鋼 |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7231779A Division JP2636816B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 合金工具鋼 |
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| JPS60224754A JPS60224754A (ja) | 1985-11-09 |
| JPH0555585B2 true JPH0555585B2 (ja) | 1993-08-17 |
Family
ID=13700344
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7980284A Granted JPS60224754A (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 合金工具鋼 |
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-
1984
- 1984-04-19 JP JP7980284A patent/JPS60224754A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60224754A (ja) | 1985-11-09 |
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