JPH0570827A - Manufacture of age hardening steel for mold for plastic molding excellent in toughness - Google Patents

Manufacture of age hardening steel for mold for plastic molding excellent in toughness

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Publication number
JPH0570827A
JPH0570827A JP23820191A JP23820191A JPH0570827A JP H0570827 A JPH0570827 A JP H0570827A JP 23820191 A JP23820191 A JP 23820191A JP 23820191 A JP23820191 A JP 23820191A JP H0570827 A JPH0570827 A JP H0570827A
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JP
Japan
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weight
less
steel
age
impurities
Prior art date
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Pending
Application number
JP23820191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyonobu Tetsumoto
本 清 信 鉄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0570827A publication Critical patent/JPH0570827A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an age hardening steel for a mold for plastic molding excellent in mirror finishing properties and crimping workability as well as toughness. CONSTITUTION:At the time of using a mold steel contg., as essential alloy components, by weight, 0.05 to 0.18% C, <=1.0% Si, 0.5 to 2.0% Mn, 2.5 to 3.5% Ni, 0.1 to 0.4% Mo, 0.5 to 1.5% Al and 0.7 to 2.5% Cu and the balance Fe with impurities, subjecting it to forging or rolling, subsequently executing soln. treatment and thereafter subjecting it to aging treatment into a steel for a mold for plastic molding, the above soln. treatment is executed for >= two times, by which the age hardenability steel for a mold for plastic molding excellent in toughness can be manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック部品ない
しは製品の成形に用いられる金型の素材として利用する
のに好適なプラスチック金型用鋼に関し、さらに詳しく
は鏡面仕上げ性およびシボ加工性に優れていると共に強
靭性にも優れている時効硬化性金型用鋼を製造するのに
好適なプラスチック金型用鋼の製造方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic mold steel suitable for use as a material for a mold used for molding a plastic part or a product, and more particularly, it has excellent mirror-finishing and grain-workability. In addition, the present invention relates to a method for producing a plastic die steel suitable for producing an age-hardening die steel which is excellent in toughness.

【0002】[0002]

【従来の技術】樹脂成形用のプラスチック金型は、自動
車部品をはじめ、事務機器部品,精密機械部品,電気部
品などに至るまで、種々の部品の製造に使用されている
が、最近、多品種少量生産の傾向があると同時に、金型
製作の簡便化,低コスト化,高精度化等の厳しい条件が
要求されるようになってきている。
2. Description of the Related Art Plastic molds for resin molding have been used to manufacture various parts such as automobile parts, office equipment parts, precision machine parts, electric parts, etc. At the same time that there is a tendency for small-volume production, strict conditions such as simplification of die manufacturing, cost reduction, and high precision are becoming demanded.

【0003】従来、プラスチック金型用鋼については種
々の提案がなされ、時効硬化を利用してプレハードン状
態にして使用するものについての提案もある(例えば、
特開昭63−183158号公報参照)。
Heretofore, various proposals have been made for plastic mold steels, and there is also a proposal for those used in a pre-hardened state by utilizing age hardening (for example,
(See JP-A-63-183158).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来提案さ
れているプラスチック金型用鋼は、硬さの割には靭性が
低く、また、鏡面仕上げ性およびシボ加工性においても
未だ十分でないという問題があり、これらの問題を解決
することが課題として存在していた。
However, the plastic mold steels proposed hitherto have a problem that they have low toughness in comparison with hardness and that they are still insufficient in mirror finish and grain workability. There was a problem to solve these problems.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、従来の技術における上記の課
題に鑑みてなされたものであって、鏡面仕上げ性および
シボ加工性に優れていると共に強靭性にも優れているプ
ラスチック金型用鋼を提供することを目的としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and is a plastic mold steel which is excellent in mirror finish and grain workability as well as in toughness. Is intended to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、詳細にわ
たる検討の結果、時効硬化性プラスチック金型用鋼を製
造するに際して溶体化処理を2回以上行うこととするこ
とによって均一な組織の金型用鋼が得られ、時効硬化を
利用したプレハードンプラスチック金型用鋼として使用
した場合に、優れた鏡面仕上げ性およびシボ加工性を有
すると共に、強靭性にも優れたものにできることを見出
し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of a detailed study, the inventors of the present invention decided to carry out solution treatment twice or more when manufacturing age-hardening plastic mold steel, thereby forming a uniform structure. It was found that a die steel can be obtained, and when used as a pre-hardened plastic die steel that utilizes age hardening, it has excellent mirror-finishing properties and grain-workability as well as excellent toughness. The present invention has been completed.

【0007】本発明に係わる強靭性に優れたプラスチッ
ク金型用鋼の製造方法は、C:0.05〜0.18重量
%、Si:1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0重
量%、Ni:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜
0.4重量%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:
0.7〜2.5重量%を基本合金成分とし、残部Feお
よび不純物よりなる金型用鋼を用い、鍛造ないしは圧延
後に溶体化処理を行ったのち時効処理を施してプラスチ
ック金型用鋼とするに際し、前記溶体化処理を2回以上
行う構成としたことを特徴としており、実施態様におい
ては1回目の溶体化処理における冷却速度を2回目以後
における溶体化処理における冷却速度よりも速くした構
成としたことを特徴としている。
The method for producing a plastic die steel having excellent toughness according to the present invention is as follows: C: 0.05 to 0.18% by weight, Si: 1.0% by weight or less, Mn: 0.5 to 2 0.0 wt%, Ni: 2.5-3.5 wt%, Mo: 0.1
0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu:
Using a die steel consisting of 0.7 to 2.5 wt% as a basic alloy component and the balance Fe and impurities, a solution treatment is carried out after forging or rolling, and then an aging treatment is carried out to obtain a plastic die steel. In this case, the solution treatment is performed twice or more. In the embodiment, the cooling rate in the first solution treatment is higher than the cooling rate in the second solution treatment and thereafter. It is characterized by

【0008】そして、ここで用いられる金型鋼材は、上
記基本合金成分のほかに、さらに次の(1),(2)お
よび(3)のいずれか一方ないしは全部の合金成分が含
有されていてもよいものである。
In addition to the above basic alloy components, the die steel material used here further contains any one or all of the following alloy components (1), (2) and (3). Is also good.

【0009】(1)Nb+Ta:0.3重量%以下,T
i:0.5重量%以下,V:0.5重量%以下,Zr:
0.5重量%以下のうちから選ばれた1種または2種以
上。
(1) Nb + Ta: 0.3% by weight or less, T
i: 0.5 wt% or less, V: 0.5 wt% or less, Zr:
One or more selected from 0.5% by weight or less.

【0010】(2)Pb:0.01〜0.30重量%,
Bi:0.01〜0.30重量%,Se:001〜0.
40重量%,Te:0.01〜0.30重量%,S:
0.05〜0.30重量%のうちから選ばれた1種また
は2種以上。
(2) Pb: 0.01 to 0.30% by weight,
Bi: 0.01 to 0.30% by weight, Se: 001 to 0.
40% by weight, Te: 0.01 to 0.30% by weight, S:
One or more selected from 0.05 to 0.30% by weight.

【0011】(3)Cr:0.1〜2.5重量%,W:
0.5重量%以下,Co:0.5重量%以下,Be:
0.5重量%以下,B:0.01重量%以下のうちから
選ばれた1種または2種以上。
(3) Cr: 0.1 to 2.5% by weight, W:
0.5 wt% or less, Co: 0.5 wt% or less, Be:
One or two or more selected from 0.5% by weight or less and B: 0.01% by weight or less.

【0012】さらに、不純物中の水素含有量が3ppm
以下であるようにすることによって、毛割れ感受性を小
さなものとし、品質のより一層の安定化をはかるように
なすことも場合によっては望ましいものである。
Further, the hydrogen content in the impurities is 3 ppm.
It may be desirable in some cases to reduce the susceptibility to hair splitting and to further stabilize quality by doing the following:

【0013】次に、本発明に係わる時効硬化性プラスチ
ック金型用鋼の製造方法における金型鋼材の化学成分の
組成範囲および組織と限定理由を説明する。
Next, the composition range and structure of the chemical components of the die steel material and the reasons for limitation in the method for producing the age hardening plastic die steel according to the present invention will be described.

【0014】C:0.05〜0.18重量%:Cは、焼
入れ組織を被削性の良好な塊状上部ベイナイト組織に保
ち、かつまた時効処理時における炭化物の析出に基づく
析出効果をもたらすのに有効な元素であるので、このよ
うな効果を得るために、0.05重量%以上とした。し
かし、多量に添加した場合には、基地をマルテンサイト
組織化し、かつまた過度の炭化物を生成して被削性を害
し、時効硬化後の靱性を低下させるため、0.18重量
%以下とした。
C: 0.05 to 0.18% by weight: C keeps the quenching structure as a massive upper bainite structure with good machinability and also brings about a precipitation effect based on the precipitation of carbides during the aging treatment. Since it is an effective element, it is set to 0.05% by weight or more to obtain such an effect. However, when added in a large amount, the matrix is martensitic, and excessive carbides are generated to impair the machinability and reduce the toughness after age hardening. ..

【0015】Si:1.0重量%以下:Siは、鋼溶製
時の脱酸剤として作用すると共に、溶体化処理における
硬さの調整元素として添加されるが、多すぎると時効処
理後の靱性が低下することもありうるので、1.0重量
%以下とした。
Si: 1.0 wt% or less: Si acts as a deoxidizing agent during steel melting, and is added as a hardness adjusting element in the solution treatment. Since the toughness may decrease, the content is set to 1.0% by weight or less.

【0016】Mn:0.5〜2.0重量%:時効硬化処
理を施す際に鋼材の焼き入れ時における曲がりの発生を
極力少なくするため、焼入れ時における冷却は空冷で行
うことが望ましく、この空冷においても所望の焼き入れ
性を確保することができるように、0.5重量%以上と
した。しかしながら、あまり多量に添加すると、加工性
や靱性を阻害するので、2.0重量%以下とした。
Mn: 0.5 to 2.0% by weight: In order to minimize the occurrence of bending during quenching of steel during age hardening treatment, cooling during quenching is preferably performed by air cooling. In order to ensure the desired hardenability even with air cooling, the amount was 0.5% by weight or more. However, if added in too large an amount, workability and toughness are impaired, so the content was made 2.0% by weight or less.

【0017】Ni:2.5〜3.5重量%:Niは、ベ
イナイト焼入れ性を高め、またフェライトの生成を抑制
し、時効処理時にNi−Al系の金属間化合物を析出さ
せて硬さを増大すると共に、フォトエッチング性を向上
させるのに有効な元素であるので、このような効果を得
るために、2.5重量%以上とした。しかし、多量に含
有するとベイナイト変態温度を低下させ、ベイナイト組
織を微細化させて被削性を低下させるので、3.5重量
%以下とした。
Ni: 2.5 to 3.5% by weight: Ni enhances the bainite hardenability and suppresses the formation of ferrite, precipitating a Ni-Al intermetallic compound during the aging treatment to increase the hardness. Since it is an element effective for increasing the photoetching property and increasing the photoetching property, it is set to 2.5% by weight or more in order to obtain such an effect. However, if contained in a large amount, the bainite transformation temperature is lowered, the bainite structure is refined, and the machinability is lowered.

【0018】Mo:0.1〜0.4重量%:Moは、強
靭性の改善に有効な元素であり、少量のMoは均一なミ
クロ組織を生じて優れたフォトエッチング性を確保する
のに効果があるので、これらの効果を確保するために、
0.1重量%以上とした。しかしながら、多く添加する
と硬さが上昇し、被削性が低下するので、プラスチック
金型用鋼として好ましくないことから、0.4重量%以
下とした。
Mo: 0.1 to 0.4% by weight: Mo is an element effective in improving toughness, and a small amount of Mo produces a uniform microstructure to ensure excellent photoetching property. There are effects, so to ensure these effects,
It was set to 0.1% by weight or more. However, if a large amount is added, the hardness increases and the machinability decreases, which is not preferable as a plastic mold steel, so it was set to 0.4 wt% or less.

【0019】Al:0.5〜1.5重量%:Alはベイ
ナイト変態温度を高めることによって、望ましい塊状上
部ベイナイト組織を得易くし、時効処理時にNi−Al
系の金属間化合物の微細析出による析出効果と共に、フ
ォトエッチング性を向上させるのに有効な元素であるの
で、0.5重量%以上とした。しかしながら、Al含有
量が多すぎると、アルミナ系の介在物が多くなって製造
性を害し、また鏡面仕上げ性や耐食性を害するので、
1.5重量%以下とした。
Al: 0.5 to 1.5% by weight: Al makes it easier to obtain a desired massive upper bainite structure by increasing the bainite transformation temperature, and Ni-Al during aging treatment.
Since it is an element effective for improving the photoetching property as well as the precipitation effect due to the fine precipitation of the intermetallic compound of the system, it is set to 0.5% by weight or more. However, if the Al content is too high, the alumina-based inclusions increase, impairing the manufacturability, and also impairing the mirror finish and the corrosion resistance.
It was set to 1.5% by weight or less.

【0020】Cu:0.7〜2.5重量%:Cuは、時
効処理時にFe−Cu系の金属間化合物を微細に析出す
ることによって析出硬化をもたらすと共に、溶体化処理
状態において被削性の改善をもたらすのに有効な元素で
あるので、これらの効果を生じさせるために、0.7重
量%以上とした。しかしながら、Cuの含有量が多すぎ
ると熱間加工性を低下させると共に被削性を害すること
となるので、2.5重量%以下とした。
Cu: 0.7 to 2.5% by weight: Cu brings about precipitation hardening by finely depositing an Fe-Cu intermetallic compound at the time of aging treatment and, at the same time, is machinable in a solution treatment state. Since it is an element effective to bring about the above improvement, the content was made 0.7% by weight or more in order to bring about these effects. However, if the Cu content is too high, the hot workability is deteriorated and the machinability is impaired.

【0021】Cr:0.1〜2.5重量%,W:0.5
重量%以下,Co:0.5重量%以下,Be:0.5重
量%以下,B:0.01重量%以下のうちから選ばれた
1種または2種以上:Cr,W,Co,Be,Bは、と
くに大型の金型において焼入れ性の改善に寄与し、強靭
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種以上を適宜添加することもできる。また、
Crは耐食性の向上にも有効な元素であるので、このよ
うな効果を得るためには0.1重量%以上含有させるの
もよい。そして、これらの成分の添加により、溶体化硬
さおよび時効硬さの調整が可能であるが、必要以上に添
加してもコストの上昇に見合うだけの特性の向上を得る
ことができないので、含有させるとしても、Crについ
ては2.5重量%以下、W,Co,Beについては0.
5重量%以下、Bについては0.01重量%以下とする
必要がある。
Cr: 0.1 to 2.5% by weight, W: 0.5
% Or less, Co: 0.5% by weight or less, Be: 0.5% by weight or less, B: 0.01% by weight or less, one or more selected from: Cr, W, Co, Be , B are elements effective for improving hardenability and improving toughness, especially in a large die,
One kind or two or more kinds may be appropriately added. Also,
Since Cr is an element effective for improving the corrosion resistance, it is preferable to contain Cr in an amount of 0.1% by weight or more in order to obtain such an effect. And, by adding these components, it is possible to adjust the solution hardening hardness and the aging hardness, but even if added more than necessary, it is not possible to obtain the improvement in properties commensurate with the increase in cost, Even if it is made, the Cr content is 2.5 wt% or less, and the W, Co and Be contents are 0.
It should be 5% by weight or less, and B should be 0.01% by weight or less.

【0022】Nb+Ta:0.3重量以下%,Ti:
0.5重量%以下,V:0.5重量%以下,Zr:0.
5重量%以下のうちから選ばれた1種または2種以上:
Nb,Ta,Ti,V,Zrは、結晶粒を微細化して強
靭性を向上するほか、切欠靱性の改善にも有効な元素で
あるが、多量の添加は、溶体化硬さおよび時効硬さを必
要以上に高めて被削性や靱性を低下させることとなるの
で、含有させるとしてもNb+Taについては0.3重
量%以下、Ti,V,Zrについては0.5重量%以下
とすることが必要である。
Nb + Ta: 0.3% by weight or less, Ti:
0.5 wt% or less, V: 0.5 wt% or less, Zr: 0.
One or more selected from 5% by weight or less:
Nb, Ta, Ti, V, and Zr are elements effective not only for refining crystal grains to improve toughness but also for improving notch toughness, but addition of a large amount of them causes solution hardening and aging hardness. Content of Nb + Ta is 0.3% by weight or less and Ti, V, Zr is 0.5% by weight or less. is necessary.

【0023】Pb:0.01〜0.30重量%,Bi:
0.01〜0.30重量%,Se:0.01〜0.40
重量%,Te:0.01〜0.30重量%,S:0.0
5〜0.30重量%のうちから選ばれた1種または2種
以上:Pb,Bi,Se,Te,Sは、被削性を改善す
る効果を有するので、このような効果を得たい場合に、
Pbについては0.01重量%以上,Biについては
0.01重量%以上,Seについては0.01重量%以
上,Teについては0.01重量%以上,Sについては
0.05重量%以上添加することもできるが、あまり多
く添加すると強靭性を害するので、Pbについては0.
30重量%以下、Biについては0.30重量%以下、
Seについては0.40重量%以下、Teについては
0.30重量%以下、Sについては0.30重量%以下
とするのがよい。
Pb: 0.01 to 0.30% by weight, Bi:
0.01-0.30% by weight, Se: 0.01-0.40
% By weight, Te: 0.01 to 0.30% by weight, S: 0.0
One or more selected from the range of 5 to 0.30% by weight: Pb, Bi, Se, Te, S have the effect of improving machinability. To
Add 0.01 wt% or more for Pb, 0.01 wt% or more for Bi, 0.01 wt% or more for Se, 0.01 wt% or more for Te, 0.05 wt% or more for S. However, if too much is added, the toughness is impaired.
30 wt% or less, Bi about 0.30 wt% or less,
It is preferable that Se is 0.40% by weight or less, Te is 0.30% by weight or less, and S is 0.30% by weight or less.

【0024】水素:3ppm以下 不純物中の水素含有量が多すぎると毛割れ感受性が増大
し、極端な場合には毛割れを発生する可能性もでてくる
ので、不純物中の水素含有量は3ppm以下とすること
がより望ましく、このような水素含有量の低減に際して
は真空溶解などの特殊溶解を採用することも場合によっ
ては望ましい。
Hydrogen: 3 ppm or less Since hydrogen cracking susceptibility increases if the hydrogen content in the impurities is too high and hair cracking may occur in extreme cases, the hydrogen content in the impurities is 3 ppm. The following is more preferable, and it is also desirable in some cases to employ special melting such as vacuum melting when reducing the hydrogen content.

【0025】本発明に係わる強靭性に優れた時効硬化性
プラスチック金型用鋼の製造方法では、エレクトロスラ
グ溶解や真空溶解などによって金型鋼材を溶製したのち
鋳造し、鋳片ないしは鋼片に対して鍛造ないしは圧延を
行い、次いで2回以上の溶体化処理および時効硬化処理
を施した状態にしてプラスチック成形用の金型素材とし
て供給される。
In the method for producing an age-hardenable plastic die steel having excellent toughness according to the present invention, the die steel material is melted by electroslag melting, vacuum melting or the like and then cast to obtain a cast piece or a steel piece. On the other hand, it is forged or rolled, then subjected to solution treatment and age hardening treatment two or more times, and supplied as a mold material for plastic molding.

【0026】この場合の溶体化処理および時効処理で
は、例えば、800〜950℃に加熱したのち水冷する
第1回目の溶体化処理を行い、次いで800〜950℃
に加熱したのち衝風ないしは風冷する第2回目の溶体化
処理を行い、そのあと500〜600℃に加熱したの
ち、空冷して時効硬化処理を行う。
In the solution treatment and the aging treatment in this case, for example, the first solution treatment of heating to 800 to 950 ° C. and then water cooling is performed, and then 800 to 950 ° C.
The second solution treatment is performed by heating to 100 ° C. and then cooling with an air blast, followed by heating to 500 to 600 ° C. and then air cooling to perform an age hardening treatment.

【0027】このような少なくとも2回の溶体化処理を
行うことによって、混粒組織が整粒組織になることによ
り強靭性がさらに向上したものとなる。
By carrying out the solution treatment at least twice as described above, the mixed grain structure becomes a sizing structure, whereby the toughness is further improved.

【0028】このようにして2回以上の溶体化処理およ
び時効硬化処理を施した状態のプレハードンプラスチッ
ク成形金型用鋼は、結晶粒の大きさが粒度番号で4〜
6、硬さがHC35〜40、引張強さが130〜15
0kgf/mmであり、また、ミクロ硬さ分布が狭い
範囲にある強靭性に優れたものとなる。なお、硬さは高
い方が好ましいが、硬さがHCで40を超えると機械
加工が困難となり、加工面で問題が生じるので、硬さは
Cで40を超えないように溶体化処理および時効硬
化処理を行うのが望ましい。
In the pre-hardened plastic molding die steel thus subjected to the solution treatment and the age hardening treatment two or more times in this manner, the crystal grain size is 4 to 4 in terms of grain size number.
6, hardness is H R C35~40, a tensile strength of 130 to 15
It is 0 kgf / mm 2 , and the toughness is excellent with the micro hardness distribution in a narrow range. Although hardness is preferably higher, the hardness exceeds 40 in H R C machining becomes difficult, since problems with the machined surface occurs, hardness solution so as not to exceed 40 in H R C It is desirable to perform aging treatment and age hardening treatment.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.

【0030】表1に示した化学成分組成よりなるプラス
チック金型用の金型鋼材を真空溶解によって溶製し、造
塊したのち鋼塊の皮削りを行い、表2に示す鍛造加工条
件で鍛造を行ったのち、同じく表2に示す溶体化処理条
件および時効硬化処理条件で、溶体化処理および時効硬
化処理を行ってプレハードンプラスチック金型用鋼とし
た。これらのプレハードンプラスチック金型用鋼におい
て、熱処理後の硬さ、組織の均一性を示すミクロ硬さ分
布(Hv mix〜Hv max)、結晶粒度番号,被
削性,鏡面仕上げ性(良:≦8,歪有≧15)、シボ加
工性,毛割れ感受性を評価した。これらの結果を表3に
示す。
A die steel material having a chemical composition shown in Table 1 for a plastic die is melted by vacuum melting, ingot-casted, and then the steel ingot is peeled, and forged under the forging conditions shown in Table 2. Then, the solution treatment and the age hardening treatment were performed under the solution treatment condition and the age hardening treatment condition also shown in Table 2 to obtain a pre-hardened plastic mold steel. In these pre-hardened plastic die steels, hardness after heat treatment, micro hardness distribution (Hv mix to Hv max) showing uniformity of structure, grain size number, machinability, mirror finish (good: ≤ 8, distorted ≧ 15), textured workability, and hair cracking susceptibility were evaluated. The results are shown in Table 3.

【0031】また、機械的性質(引張強さ、伸び、絞
り、シャルピー衝撃値)を調べた。さらに、金型を作成
し、その耐用寿命を測定した。それらの結果を表4に示
す。
Further, the mechanical properties (tensile strength, elongation, drawing, Charpy impact value) were examined. Further, a mold was prepared and its service life was measured. The results are shown in Table 4.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】表1,表2および表3に示す結果より明ら
かなように、本発明法により得たプラスチック金型用鋼
は、熱処理後の硬さが適切なものになっていると共に、
ミクロ硬さ分布が狭いものとなっていて、組織が均一で
整粒近くのものであることが認められ、結晶粒度番号が
4〜6の範囲になっていて被削性が良好であると共に鏡
面仕上げ性およびシボ加工性も良好であり、さらには
[H]を3ppm以下としたものでは毛割れ感受性が小
さいものとなっていることが認められた。
As is clear from the results shown in Table 1, Table 2 and Table 3, the plastic mold steel obtained by the method of the present invention has an appropriate hardness after heat treatment, and
The micro hardness distribution is narrow, the structure is uniform, and it is recognized that the grain size is close to the grain size. The crystal grain size number is in the range of 4 to 6 and the machinability is good and the mirror surface is good. It was confirmed that the finishing property and the texturing processability were also good, and that the hair cracking sensitivity was small when [H] was 3 ppm or less.

【0037】また、表1,表2および表4に示す結果よ
り明らかなように、本発明法により製造されたプラスチ
ック金型用鋼は、靱性が良好であって優れた機械的性質
を有するものになっており、これらを素材とするプラス
チック成形金型の耐用寿命も増大したものとなっている
ことが認められた。
As is clear from the results shown in Table 1, Table 2 and Table 4, the plastic mold steel manufactured by the method of the present invention has good toughness and excellent mechanical properties. It was confirmed that the service life of the plastic molding die made of these materials has been extended.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明に係わるプラスチック金型用鋼の
製造方法では、上記した化学成分組成を有する金型鋼材
に対して2回以上の溶体化処理を行うようにしたもので
あるから、鏡面仕上げ性およびシボ加工性に優れている
と共に、強靱性にも優れたプラスチック金型用鋼を製造
することが可能であり、このようなプラスチック金型用
鋼を素材とすることによって、耐用寿命の長いプラスチ
ック成形用金型を製作することが可能になるという著し
く優れた効果がもたらされる。
In the method for producing a plastic die steel according to the present invention, since the die steel material having the above chemical composition is subjected to the solution treatment twice or more, the mirror surface is obtained. It is possible to manufacture plastic mold steel with excellent toughness as well as excellent finish and texture workability. By using such plastic mold steel as a material, The remarkable advantage is that long plastic molding dies can be manufactured.

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Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 C:0.05〜0.18重量%、Si:
1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0重量%、N
i:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜0.4重量
%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:0.7〜2.
5重量%を基本合金成分とし、残部Feおよび不純物よ
りなる金型鋼材を用い、鍛造ないしは圧延後に溶体化処
理を行ったのち時効処理を施してプラスチック金型用鋼
とするに際し、前記溶体化処理を2回以上行うことを特
徴とする強靭性に優れた時効硬化性プラスチック金型用
鋼の製造方法。
1. C: 0.05 to 0.18% by weight, Si:
1.0 wt% or less, Mn: 0.5 to 2.0 wt%, N
i: 2.5 to 3.5% by weight, Mo: 0.1 to 0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu: 0.7 to 2.
Using a die steel material consisting of 5% by weight as a basic alloy component and the balance Fe and impurities, a solution treatment is carried out after forging or rolling, and then an aging treatment is carried out to obtain a plastic die steel. A process for producing an age-hardening plastic mold steel excellent in toughness, which is characterized by carrying out two or more times.
【請求項2】 1回目の溶体化処理における冷却速度を
2回目以後の溶体化処理における冷却速度よりも速くし
た請求項1に記載の強靭性に優れた時効硬化性プラスチ
ック金型用鋼の製造方法。
2. The production of an age hardening plastic die steel having excellent toughness according to claim 1, wherein the cooling rate in the first solution treatment is higher than the cooling rate in the second and subsequent solution treatments. Method.
【請求項3】 金型鋼材が、C:0.05〜0.18重
量%、Si:1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0
重量%、Ni:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜
0.4重量%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:
0.7〜2.5重量%を基本合金成分とし、さらにNb
+Ta:0.3重量%以下,Ti:0.5重量%以下,
V:0.5重量%以下,Zr:0.5重量%以下のうち
から選ばれた1種または2種以上を含有し、残部Feお
よび不純物よりなる請求項1または2に記載の強靭性に
優れたプラスチック金型用鋼の製造方法。
3. The die steel material comprises C: 0.05 to 0.18% by weight, Si: 1.0% by weight or less, and Mn: 0.5 to 2.0.
% By weight, Ni: 2.5-3.5% by weight, Mo: 0.1
0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu:
0.7 to 2.5% by weight as a basic alloy component, and Nb
+ Ta: 0.3 wt% or less, Ti: 0.5 wt% or less,
V: 0.5% by weight or less, Zr: 0.5% by weight or less, one or more selected from, and the balance Fe and impurities, toughness according to claim 1 or 2. An excellent method for producing steel for plastic molds.
【請求項4】 金型鋼材が、C:0.05〜0.18重
量%、Si:1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0
重量%、Ni:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜
0.4重量%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:
0.7〜2.5重量%を基本合金成分とし、さらにP
b:0.01〜0.30重量%,Bi:0.01〜0.
30重量%,Se:0.01〜0.40重量%,Te:
0.01〜0.30重量%,S:0.05〜0.30重
量%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有し、
残部Feおよび不純物よりなる請求項1ないし3のいず
れかに記載の強靭性に優れた時効硬化性プラスチック金
型用鋼の製造方法。
4. The die steel material comprises C: 0.05 to 0.18% by weight, Si: 1.0% by weight or less, and Mn: 0.5 to 2.0.
% By weight, Ni: 2.5-3.5% by weight, Mo: 0.1
0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu:
0.7 to 2.5% by weight as a basic alloy component, and P
b: 0.01-0.30% by weight, Bi: 0.01-0.
30% by weight, Se: 0.01 to 0.40% by weight, Te:
0.01 to 0.30% by weight, S: containing 0.05 to 0.30% by weight, one or more selected from,
The method for producing an age-hardening plastic mold steel having excellent toughness according to any one of claims 1 to 3, which comprises the balance Fe and impurities.
【請求項5】 金型鋼材が、C:0.05〜0.18重
量%、Si:1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0
重量%、Ni:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜
0.4重量%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:
0.7〜2.5重量%を基本合金成分とし、さらにNb
+Ta:0.3重量%以下,Ti:0.5重量%以下,
V:0.5重量%以下,Zr:0.5重量%以下のうち
から選ばれた1種または2種以上を含有し、さらにP
b:0.01〜0.30重量%,Bi:0.01〜0.
30重量%,Se:0.01〜0.40重量%,Te:
0.01〜0.30重量%,S:0.05〜0.30重
量%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有し、
残部Feおよび不純物よりなる請求項1ないし4のいず
れかに記載の強靭性に優れた時効硬化性プラスチック金
型用鋼の製造方法。
5. The die steel material comprises C: 0.05 to 0.18% by weight, Si: 1.0% by weight or less, and Mn: 0.5 to 2.0.
% By weight, Ni: 2.5-3.5% by weight, Mo: 0.1
0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu:
0.7 to 2.5% by weight as a basic alloy component, and Nb
+ Ta: 0.3 wt% or less, Ti: 0.5 wt% or less,
V: 0.5% by weight or less, Zr: 0.5% by weight or less, one or more selected from, and further P
b: 0.01-0.30% by weight, Bi: 0.01-0.
30% by weight, Se: 0.01 to 0.40% by weight, Te:
0.01 to 0.30% by weight, S: containing 0.05 to 0.30% by weight, one or more selected from,
The method for producing an age-hardening plastic mold steel having excellent toughness according to any one of claims 1 to 4, comprising the balance Fe and impurities.
【請求項6】 金型鋼材が、C:0.05〜0.18重
量%、Si:1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0
重量%、Ni:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜
0.4重量%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:
0.7〜2.5重量%を基本合金成分とし、さらにC
r:0.1〜2.5重量%,W:0.5重量%以下,C
o:0.5重量%以下,Be:0.5重量%以下,B:
0.01重量%以下のうちから選ばれた1種または2種
以上を含有し、残部Feおよび不純物よりなる請求項1
ないし5のいずれかに記載の強靭性に優れた時効硬化性
プラスチック金型用鋼の製造方法。
6. The die steel material comprises C: 0.05 to 0.18% by weight, Si: 1.0% by weight or less, and Mn: 0.5 to 2.0.
% By weight, Ni: 2.5-3.5% by weight, Mo: 0.1
0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu:
0.7 to 2.5% by weight as a basic alloy component, and further C
r: 0.1 to 2.5% by weight, W: 0.5% by weight or less, C
o: 0.5 wt% or less, Be: 0.5 wt% or less, B:
The composition contains one or more selected from 0.01 wt% or less, and the balance is Fe and impurities.
6. A method for producing an age-hardening plastic mold steel having excellent toughness according to any one of 1 to 5.
【請求項7】 金型鋼材が、C:0.05〜0.18重
量%、Si:1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0
重量%、Ni:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜
0.4重量%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:
0.7〜2.5重量%を基本合金成分とし、さらにC
r:0.1〜2.5重量%,W:0.5重量%以下,C
o:0.5重量%以下,Be:0.5重量%以下,B:
0.01重量%以下のうちから選ばれた1種または2種
以上、さらにNb+Ta:0.3重量%以下,Ti:
0.5重量%以下,V:0.5重量%以下,Zr:0.
5重量%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を
含有し、残部Feおよび不純物よりなる請求項1ないし
6のいずれかに記載の強靭性に優れた時効硬化性プラス
チック金型用鋼の製造方法。
7. The die steel material comprises C: 0.05 to 0.18% by weight, Si: 1.0% by weight or less, and Mn: 0.5 to 2.0.
% By weight, Ni: 2.5-3.5% by weight, Mo: 0.1
0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu:
0.7 to 2.5% by weight as a basic alloy component, and further C
r: 0.1 to 2.5% by weight, W: 0.5% by weight or less, C
o: 0.5 wt% or less, Be: 0.5 wt% or less, B:
One or more selected from 0.01 wt% or less, further Nb + Ta: 0.3 wt% or less, Ti:
0.5 wt% or less, V: 0.5 wt% or less, Zr: 0.
The age-hardening plastic mold steel excellent in toughness according to any one of claims 1 to 6, containing one or more selected from 5% by weight or less, and the balance being Fe and impurities. Manufacturing method.
【請求項8】 金型用鋼が、C:0.05〜0.18重
量%、Si:1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0
重量%、Ni:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜
0.4重量%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:
0.7〜2.5重量%を基本合金成分とし、さらにC
r:0.1〜2.5重量%,W:0.5重量%以下,C
o:0.5重量%以下、Be:0.5重量%以下,B:
0.01重量%以下のうちから選ばれた1種または2種
以上、さらにPb:0.01〜0.30を基本合金成分
とし、さらにPb:0.01〜0.30重量%,Bi:
0.01〜0.30重量%,Se:0.01〜0.40
重量%、Te:0.01〜0.30重量%,S:0.0
5〜0.30重量%のうちから選ばれた1種または2種
以上を含有し、残部Feおよび不純物よりなる請求項1
ないし7のいずれかに記載の強靭性に優れた時効硬化性
プラスチック金型用鋼の製造方法。
8. The die steel comprises C: 0.05 to 0.18% by weight, Si: 1.0% by weight or less, and Mn: 0.5 to 2.0.
% By weight, Ni: 2.5-3.5% by weight, Mo: 0.1
0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu:
0.7 to 2.5% by weight as a basic alloy component, and further C
r: 0.1 to 2.5% by weight, W: 0.5% by weight or less, C
o: 0.5 wt% or less, Be: 0.5 wt% or less, B:
One or more selected from 0.01 wt% or less, Pb: 0.01 to 0.30 as a basic alloy component, and Pb: 0.01 to 0.30 wt%, Bi:
0.01-0.30% by weight, Se: 0.01-0.40
% By weight, Te: 0.01 to 0.30% by weight, S: 0.0
5. One or more selected from 5 to 0.30% by weight is contained, and the balance is Fe and impurities.
8. A method for producing a steel for age-hardening plastic molds having excellent toughness according to any one of 1 to 7.
【請求項9】 金型鋼材が、C:0.05〜0.18重
量%、Si:1.0重量%以下、Mn:0.5〜2.0
重量%、Ni:2.5〜3.5重量%、Mo:0.1〜
0.4重量%、Al:0.5〜1.5重量%、Cu:
0.7〜2.5重量%を基本合金成分とし、さらにC
r:0.1〜2.5重量%,W:0.5重量%以下,C
o:0.5重量%以下,Be:0.5重量%以下,B:
0.01重量%以下のうちから選ばれた1種または2種
以上、さらにNb+Ta:0.3重量%以下,Ti:
0.5重量%以下,V:0.5重量%以下,Zr:0.
5重量%以下のうちから選ばれた1種または2種以上、
さらにPb:0.01〜0.30重量%,Bi:0.0
1〜0.30重量%,Se:0.01〜0.40重量
%,Te:0.01〜0.30重量%,S:0.05〜
0.30重量%のうちから選ばれた1種または2種以上
を含有し、残部Feおよび不純物よりなる請求項1ない
し8のいずれかに記載の強靭性に優れた時効硬化性プラ
スチック金型用鋼の製造方法。
9. The die steel material comprises C: 0.05 to 0.18 wt%, Si: 1.0 wt% or less, and Mn: 0.5 to 2.0.
% By weight, Ni: 2.5-3.5% by weight, Mo: 0.1
0.4% by weight, Al: 0.5 to 1.5% by weight, Cu:
0.7 to 2.5% by weight as a basic alloy component, and further C
r: 0.1 to 2.5% by weight, W: 0.5% by weight or less, C
o: 0.5 wt% or less, Be: 0.5 wt% or less, B:
One or more selected from 0.01 wt% or less, further Nb + Ta: 0.3 wt% or less, Ti:
0.5 wt% or less, V: 0.5 wt% or less, Zr: 0.
One or more selected from 5% by weight or less,
Further, Pb: 0.01 to 0.30% by weight, Bi: 0.0
1 to 0.30% by weight, Se: 0.01 to 0.40% by weight, Te: 0.01 to 0.30% by weight, S: 0.05 to
9. Age-hardening plastic mold having excellent toughness according to any one of claims 1 to 8, containing one or more selected from 0.30% by weight, and the balance being Fe and impurities. Steel manufacturing method.
【請求項10】 不純物中の水素含有量が3ppm以下
である請求項1ないし9のいずれかに記載の強靭性に優
れた時効硬化性プラスチック金型用鋼の製造方法。
10. The method for producing an age-hardening plastic die steel having excellent toughness according to claim 1, wherein the hydrogen content in the impurities is 3 ppm or less.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114293112A (en) * 2021-12-31 2022-04-08 安徽哈特三维科技有限公司 High-strength high-thermal-conductivity steel material, heat treatment process and application

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