JPH0617187A - 高マンガン冷間工具鋼 - Google Patents

高マンガン冷間工具鋼

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JPH0617187A
JPH0617187A JP17348992A JP17348992A JPH0617187A JP H0617187 A JPH0617187 A JP H0617187A JP 17348992 A JP17348992 A JP 17348992A JP 17348992 A JP17348992 A JP 17348992A JP H0617187 A JPH0617187 A JP H0617187A
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JP
Japan
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steel
hardenability
wear resistance
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present
Prior art date
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Application number
JP17348992A
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English (en)
Inventor
Tetsumi Ogawa
哲己 小川
Shuichi Kaneko
修一 金子
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Aichi Steel Corp
Original Assignee
Aichi Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 重量比でC;0.50〜0.85%、Si;
0.65〜2.00%、Mn;1.50〜3.00%、
Cr;0.50〜3.00%、Mo;0.50〜3.0
0%、V;0.10%以下、N;0.030〜0.06
0%を含有し、残部がFeおよび不純物元素からなる高
マンガン冷間工具鋼。 【効果】 Cを0.50〜0.85%に下げたので焼入
れ性と靱性が向上した。さらに、V;0.10%以下と
N;0.030〜0.060%を含有せしめたので、N
がVと結びついて微細炭化物の析出を妨げ、さらに焼入
れ性が向上した。また、Siを0.65〜2.00%と
したので、耐摩耗性が確保された。そのため、本発明の
高マンガン冷間工具鋼は焼入れ性が良く、靱性が高く、
耐摩耗性が従来鋼のSKS3と同等である冷間成形用型
鋼である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は冷間プレス型または曲げ
型、絞り型および冶工具に用いられる高マンガン冷間工
具鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】冷間プレス型または曲げ型、絞り型およ
び冶工具には、冷間成形用型鋼のうち油焼入れ鋼である
SKS3が多く用いられている。SKS3はC;0.9
5〜1.00%、Cr;0.50〜1.00%および
W;0.50〜1.00%を含有し、Wを含有すること
によりW炭化物を生じて耐摩耗性を増加し、Crを添加
して焼入れ性と耐摩耗性を向上している。また、SKS
3は800〜850℃から油焼入れし、120〜200
℃から空冷する焼もどしを行い、使用硬さはHRC58
〜62である。
【0003】しかしながら、SKS3は油焼入れ鋼であ
るため、歪の発生量が大きく、最近のIC基板用金型等
の精密用には使用できない場合がある。そのためCr1
3%を含有する高炭素高クロム鋼であるSKD11を使
用する場合が多い。さらに、近年はSKD11より安価
な、AISIに規定されるマンガン系の空冷硬化冷間加
工用工具鋼を使用する例が増えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のAIS
Iに規定されるマンガン系の空冷硬化冷間加工用工具鋼
のうち1%C−1%Cr−1%Mo−2%Mnを含有す
るA4は、Cが多く焼入れ性が思わしくない。また、
0.75%C−1%Cr−1%Mo−2%Mnを含有す
るA6は、Cが低く焼入れ性がよいが耐摩耗性に劣る。
【0005】本発明は従来のAISIに規定されるマン
ガン系の空冷硬化冷間加工用工具鋼が焼入れ性または耐
摩耗性のいずれかが劣るという前記のごとき問題点を解
決すべくなされたものであって、焼入れ性および靱性が
良く、かつ耐摩耗性が従来鋼のSKS3と同等である冷
間成形用型鋼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】発明者等は先ず焼入れ性
を改善するために合金元素の組成について検討した。そ
こで、C含有量を低減することにより焼入れ性を向上す
ることを着想すると共に、Vを添加しNを0.30%以
上添加することにより、Vの微細炭化物の析出を妨げる
と、さらに焼入れ性が向上することを知見した。
【0007】このようにC含有量を下げることにより炭
化物が少なくなり靱性が向上するが、C含有量の低下に
より耐摩耗性が劣化する。そこで、耐摩耗性を向上させ
るためにさらに合金元素について研究を重ねた。その結
果、Siを0.65〜2.00%添加することにより耐
摩耗性が向上することを見出して本発明を完成した。
【0008】本発明の高マンガン冷間工具鋼は、その第
1発明として、重量比でC;0.50〜0.85%、S
i;0.65〜2.00%、Mn;1.50〜3.00
%、Cr;0.50〜3.00%、Mo;0.50〜
3.00%、V;0.10%以下、N;0.030〜
0.060%を含有し、残部がFeおよび不純物元素か
らなることを要旨とする。そして、第2発明は第1発明
の被削性を向上するために、さらにS;0.10%以
下、Pb;0.40%以下、Ca;0.002〜0.0
10%のうち1種または2種以上を含有せしめたもので
ある。
【0009】
【作用】本発明の高マンガン冷間工具鋼は、Cを0.5
0〜0.85%に下げたので焼入れ性と靱性が向上し
た。さらに、V;0.10%以下とN;0.030〜
0.060%を含有せしめたので、NがVと結びついて
微細炭化物の析出を妨げ、さらに焼入れ性が向上した。
また、Siを0.65〜2.00%としたので、耐摩耗
性の劣化が防止された。
【0010】本発明において、化学成分の組成範囲を限
定した理由について説明する。 C;0.50〜0.85% Cは冷間工具鋼として必要な硬さを得ると同時に、炭化
物を形成して耐摩耗性を向上させる元素であり、この効
果を得るためには0.50%以上含有が必要である。し
かし、C量が多くなると焼入れ性や靱性が低下するの
で、その上限を0.85%とした。
【0011】Si;0.65〜2.00% Siは200℃前後における焼もどし軟化抵抗性を付与
し、焼もどし脆性温度を高温側に遅らせるために必要な
元素であり、この効果を得るためには0.65%以上含
有させることが必要である。しかし、多量に含有すると
基地に固溶して、焼なまし硬さを上げてしまい、靱性お
よび切削性を低下するので、上限を2.00%とした。
【0012】Mn;1.50〜3.00% Mnは焼入れ性を高めるために必要な元素であり、この
目的を得るには1.50%以上含有する必要がある。し
かし,多量に含有すると固溶強化が過大となり、焼なま
し硬さを上げてしまい、靱性および切削性を低下するの
で、その上限を3.00%とした。
【0013】Cr;0.50〜3.00% Crは炭化物を形成して耐摩耗性を向上させると同時
に、素地に固溶して、焼入れ性を向上させる元素であ
り、この効果を得るためには0.50%以上含有させる
必要がある。しかし、多量に含有すると炭化物が増加す
ると同時に、粗大化し、靱性および切削性が低下するた
め、上限を3.00%とした。
【0014】Mo;0.50〜3.00% Moは焼入れ性の向上に大きな効果を与える他に靱性を
向上し耐摩耗性を高める作用を有する元素である。前記
効果を得るためには、0.50%以上の含有が必要であ
る。しかし含有量が多過ぎると、靱性が低下するので、
その上限を3.00%とした。
【0015】V;0.10%以下 Vは耐摩耗性および靱性高める元素であるが、0.10
%を越えて含有されると、結晶粒が細かくなり焼入れ性
が低下するので、その上限を0.10%とした。
【0016】N;0.030〜0.060% NはVと結びついて微細炭化物の析出を妨げ焼入れ性低
下を防止する。前記効果を得るためには0.030%以
上の含有が必要である。しかし、0.060%を越えて
含有させると、鋼塊に巣ができて品質が悪くなるので、
上限を0.060%とした。
【0017】S;0.10%以下、Pb;0.40%以
下、Ca;0.002〜0.010%のうち1種または
2種以上 S、PbおよびCaは被削性を向上するため添加する元
素である。前記効果を得るためにはCaは0.002%
以上含有させる必要がある。しかし、添加量が多過ぎる
と靱性が害されるので、Sについては0.10%、Pb
については0.40%、Caについては0.010%を
上限とした。
【0018】次に、本発明の特徴を従来鋼、比較鋼と対
比し実施例でもって明らかにする。表1はこれら供試鋼
の化学成分を示すものである。表1において番号1〜7
は第1発明鋼、番号8〜11は第2発明鋼、番号12〜
19は比較鋼、番号20はSKS3に相当する従来鋼で
ある。
【0019】なお、番号12〜19の比較鋼のうち、1
2鋼はC含有量が本発明の組成範囲より低い比較鋼、1
3鋼はSi含有量が本発明の組成範囲より低い比較鋼、
14鋼はMn含有量が本発明の組成範囲より低い比較
鋼、15鋼はCr含有量が本発明の組成範囲より高い比
較鋼、16鋼はC含有量が本発明の組成範囲より高くC
r含有量が本発明の組成範囲より低い比較鋼、17鋼は
V含有量が本発明の組成範囲より高い比較鋼、18鋼は
SiおよびN含有量が本発明の組成範囲より低い比較
鋼、19鋼はN含有量が本発明の組成範囲より低い比較
鋼である。
【0020】
【表1】
【0021】表1に示した供試鋼について、衝撃値、焼
入れ性および耐摩耗性について評価した。衝撃値につい
ては、供試鋼からシャルピー衝撃試験用のJIS5号試
験片を調製し、これを820〜830℃の焼入れ温度か
ら油焼入れした後、150〜200℃に加熱して空冷す
る焼もどしを施し、試験片の硬さがHRC60±1とな
るようにして5Rノッチシャルピー衝撃値を測定した。
【0022】焼入れ性については、供試鋼から3mm径
10mm長さの試験片を加工し、各試験片についてフォ
ーマスター試験機(変態点自動測定装置)を用いHV7
00を得る臨界冷却速度を求めた。
【0023】耐摩耗性については、供試鋼から試験片を
調製し、これを820〜930℃の焼入れ温度から油焼
入れした後、150〜250℃に加熱して空冷する焼も
どしを施し、試験片の硬さがHRC60±1となるよう
にし、大越式摩耗試験機を用いて、滑り速度0.3m/
sec、最終荷重6.3kg、摩耗距離200m、回転
子SCR20(HRB87.5)の条件で耐摩耗試験を
行い、比摩耗量を求めた。得られた結果は表2にまとめ
て示した。
【0024】
【表2】
【0025】表2から知られるように、12鋼のC含有
量が本発明の組成範囲より低い比較鋼は、衝撃値63.
5J/cm2と高かったが、比摩耗量が3.85×10
-4mm2/kgfと耐摩耗性に劣り、13鋼のSi含有
量が本発明の組成範囲より低い比較鋼は、比摩耗量が
3.40×10-4mm2/kgfと耐摩耗性に劣った。
また、14鋼はMn含有量が本発明の組成範囲より低か
ったので、焼入れ性に劣り、15鋼はCr含有量が本発
明の組成範囲より高かったので、衝撃値が26.4J/
cm2と劣った。
【0026】16鋼はC含有量が本発明の組成範囲より
高くCr含有量が本発明の組成範囲より低かったので、
衝撃値、焼入れ性、耐摩耗性共に悪く、17鋼のV含有
量が本発明の組成範囲より高い比較鋼は、臨界冷却速度
が0.45℃/secと焼入れ性に劣った。18鋼はS
iおよびN含有量が本発明の組成範囲より低かったの
で、焼入れ性および耐摩耗性に劣り、19鋼のN含有量
が本発明の組成範囲より低い比較鋼は、同様に焼入れ性
と耐摩耗性に劣った。
【0027】これに対して本発明例である1〜11鋼
は、5Rノッチ衝撃値が37.3〜71.6J/cm2
であり、HV700を得る臨界冷却速度は0.09〜
0.19℃/secで充分に空気焼入れが可能であり、
比摩耗量が2.15〜2.69mm2/kgfであっ
て、衝撃値、焼入れ性および耐摩耗性に優れていること
が判明し、本発明の効果が確認された。
【0028】
【発明の効果】本発明の高マンガン冷間工具鋼は以上詳
述したように、重量比でC;0.50〜0.85%、S
i;0.65〜2.00%、Mn;1.50〜3.00
%、Cr;0.50〜3.00%、Mo;0.50〜
3.00%、V;0.10%以下、N;0.030〜
0.060%を含有し、残部がFeおよび不純物元素か
らなることを特徴とするものであり、Cを0.50〜
0.85%に下げたので焼入れ性と靱性が向上した。さ
らに、V;0.10%以下とN;0.030〜0.06
0%を含有せしめたので、NがVと結びついて微細炭化
物の析出を妨げ、さらに焼入れ性が向上した。また、S
iを0.65〜2.00%としたので、耐摩耗性が確保
された。そのため、本発明の高マンガン冷間工具鋼は焼
入れ性が良く空気焼入れが可能であり、靱性が高く、耐
摩耗性が従来鋼のSKS3と同等である冷間成形用型鋼
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比でC;0.50〜0.85%、S
    i;0.65〜2.00%、Mn;1.50〜3.00
    %、Cr;0.50〜3.00%、Mo;0.50〜
    3.00%、V;0.10%以下、N;0.030〜
    0.060%を含有し、残部がFeおよび不純物元素か
    らなることを特徴とする高マンガン冷間工具鋼。
  2. 【請求項2】 重量比でC;0.50〜0.85%、S
    i;0.65〜2.00%、Mn;1.50〜3.00
    %、Cr;0.50〜3.00%、Mo;0.50〜
    3.00%、V;0.10%以下、N;0.030〜
    0.060%を含有し、さらにS;0.10%以下、P
    b;0.40%以下、Ca;0.002〜0.010%
    のうち1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび
    不純物元素からなることを特徴とする高マンガン冷間工
    具鋼。
JP17348992A 1992-06-30 1992-06-30 高マンガン冷間工具鋼 Pending JPH0617187A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6902631B2 (en) 1999-11-02 2005-06-07 Ovako Steel Ab Air-hardening, low to medium carbon steel for improved heat treatment
WO2017109233A1 (en) * 2015-12-24 2017-06-29 Rovalma, S.A Long durability high performance steel for structural, machine and tooling applications

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6902631B2 (en) 1999-11-02 2005-06-07 Ovako Steel Ab Air-hardening, low to medium carbon steel for improved heat treatment
WO2017109233A1 (en) * 2015-12-24 2017-06-29 Rovalma, S.A Long durability high performance steel for structural, machine and tooling applications
JP2019505674A (ja) * 2015-12-24 2019-02-28 ロバルマ, ソシエダッド アノニマRovalma, S.A. 構造、機械、工具応用のための長期耐用性高機能鋼鉄

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