JPH09125204A - 熱処理後の寸法変化が著しく少ない冷間工具鋼及びその製造方法 - Google Patents
熱処理後の寸法変化が著しく少ない冷間工具鋼及びその製造方法Info
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- JPH09125204A JPH09125204A JP30811895A JP30811895A JPH09125204A JP H09125204 A JPH09125204 A JP H09125204A JP 30811895 A JP30811895 A JP 30811895A JP 30811895 A JP30811895 A JP 30811895A JP H09125204 A JPH09125204 A JP H09125204A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱処理後、金型等として使用中の寸法変化が
極めて少ない冷間工具鋼として適した鋼及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 重量比にしてC:0.40〜2.40% 、Si:1.20%
以下、Mn:1.20%以下、P:0.030%以下、S:0.030%以下、C
u:0.25%以下、Ni:0.50%以下、Cr:15%以下と、Mo:5% 以
下、W:2%以下、V:0.5%以下のうち１種又は２種以上を含
有する鋼を930 〜1200℃の温度で焼入した後、150 〜
450 ℃の温度での焼もどしを少なくとも１回以上、48
0 〜550 ℃温度での焼もどしを少なくとも１回以上の
、を、の順序又は、の順序で施すことによ
り、熱処理後の寸法変化を著しく少なく抑えたことを特
徴とする冷間工具鋼及びその製造方法。
極めて少ない冷間工具鋼として適した鋼及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 重量比にしてC:0.40〜2.40% 、Si:1.20%
以下、Mn:1.20%以下、P:0.030%以下、S:0.030%以下、C
u:0.25%以下、Ni:0.50%以下、Cr:15%以下と、Mo:5% 以
下、W:2%以下、V:0.5%以下のうち１種又は２種以上を含
有する鋼を930 〜1200℃の温度で焼入した後、150 〜
450 ℃の温度での焼もどしを少なくとも１回以上、48
0 〜550 ℃温度での焼もどしを少なくとも１回以上の
、を、の順序又は、の順序で施すことによ
り、熱処理後の寸法変化を著しく少なく抑えたことを特
徴とする冷間工具鋼及びその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼入焼もどし処理
後の寸法変化が著しく少ない冷間工具鋼の製造方法に関
する。
後の寸法変化が著しく少ない冷間工具鋼の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、SKD1、SKD11 、SKD12 等の冷間用
合金工具鋼は、HRC60 程度以上の高い硬さを得るために
150 〜200 ℃程度の低い温度で焼もどしを行っていた。
しかしながら、低い温度での焼もどしでは、焼入処理に
よって材料内に発生した残留応力を十分に除去すること
ができず、熱処理後にワイヤカット等で切断した時に歪
が生じたり、割れが発生するという問題があった。
合金工具鋼は、HRC60 程度以上の高い硬さを得るために
150 〜200 ℃程度の低い温度で焼もどしを行っていた。
しかしながら、低い温度での焼もどしでは、焼入処理に
よって材料内に発生した残留応力を十分に除去すること
ができず、熱処理後にワイヤカット等で切断した時に歪
が生じたり、割れが発生するという問題があった。
【０００３】この問題を解決するために最近では、SKD1
1 やその改良鋼において、1000℃程度の温度で焼入処理
後、480 〜550 ℃程度の従来に比べかなり高い温度での
焼もどしを２〜３回繰返す処理が行われている。また、
1983年には合金工具鋼の規格であるJISG4404に対し、SK
D11 の焼もどし温度に500 〜530 ℃の処理の追加と高温
焼もどし処理を追加することに伴い、焼入焼もどし硬さ
をHRC61 以上からHRC58 以上へ変更する等を内容とする
改定も行われている。
1 やその改良鋼において、1000℃程度の温度で焼入処理
後、480 〜550 ℃程度の従来に比べかなり高い温度での
焼もどしを２〜３回繰返す処理が行われている。また、
1983年には合金工具鋼の規格であるJISG4404に対し、SK
D11 の焼もどし温度に500 〜530 ℃の処理の追加と高温
焼もどし処理を追加することに伴い、焼入焼もどし硬さ
をHRC61 以上からHRC58 以上へ変更する等を内容とする
改定も行われている。
【０００４】この高い焼もどし温度は、Mo、V 、W 等の
炭化物形成元素による析出硬化によって、いわゆる二次
硬化と呼ばれる強度向上効果が得られる温度域であり、
焼もどし温度が高くてもHRC58 程度以上の高い硬さを確
保できるために選択されたものである。
炭化物形成元素による析出硬化によって、いわゆる二次
硬化と呼ばれる強度向上効果が得られる温度域であり、
焼もどし温度が高くてもHRC58 程度以上の高い硬さを確
保できるために選択されたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たように高い温度で焼もどし処理した場合には、予想で
きなかった次の問題が起きることに新規に発見したもの
である。すなわち、冷間加工用金型にとって、最も厳し
く要求される品質の１つとして型の寸法精度があるが、
本発明者等が詳細に調査した結果、前記したように高い
温度で焼もどしした場合において、熱処理後の時間の経
過とともに、少しずつ材料が膨張し、安定した寸法を確
保できないことに気がついたものである。従来の熱処理
条件の設定は硬さ、靱性を考えるだけの熱処理であり、
熱処理後の材料の安定性まで考慮されていなかったもの
である。
たように高い温度で焼もどし処理した場合には、予想で
きなかった次の問題が起きることに新規に発見したもの
である。すなわち、冷間加工用金型にとって、最も厳し
く要求される品質の１つとして型の寸法精度があるが、
本発明者等が詳細に調査した結果、前記したように高い
温度で焼もどしした場合において、熱処理後の時間の経
過とともに、少しずつ材料が膨張し、安定した寸法を確
保できないことに気がついたものである。従来の熱処理
条件の設定は硬さ、靱性を考えるだけの熱処理であり、
熱処理後の材料の安定性まで考慮されていなかったもの
である。
【０００６】このように、熱処理後に材料が少しずつ膨
張する場合には、様々な問題が発生する。例えば高速摺
動型で機械式の駆動ではなく空気圧により型を摺動させ
る場合、空気漏れを考慮してクリアランスを小さくする
必要があるが、時間とともに型が膨張すると、突然型が
焼きついて動かなくなる可能性がある。
張する場合には、様々な問題が発生する。例えば高速摺
動型で機械式の駆動ではなく空気圧により型を摺動させ
る場合、空気漏れを考慮してクリアランスを小さくする
必要があるが、時間とともに型が膨張すると、突然型が
焼きついて動かなくなる可能性がある。
【０００７】また、半導体基板等のように板に多数の孔
をあける場合には、型にも多数の孔をあけ、その孔の中
に基板用板素材の上からピンで打ち抜き加工する場合が
あるが、型が膨張するとピンの位置と型の孔の位置が合
わなくなって、使用不可となる場合がある。
をあける場合には、型にも多数の孔をあけ、その孔の中
に基板用板素材の上からピンで打ち抜き加工する場合が
あるが、型が膨張するとピンの位置と型の孔の位置が合
わなくなって、使用不可となる場合がある。
【０００８】さらに、本発明の対象としている工具鋼を
ゲージ用鋼として用いる場合には、寸法の基準となる素
材自身の寸法が変化してしまっては、精度が大きく低下
するものである。
ゲージ用鋼として用いる場合には、寸法の基準となる素
材自身の寸法が変化してしまっては、精度が大きく低下
するものである。
【０００９】本願発明は、このような問題を全て解決
し、使用中に寸法変化が起きることのなく、かつ素材内
に残留応力が小さくワイヤカット等の加工が容易な新し
い冷間工具鋼及びその製造方法を提供することを目的と
するものである。
し、使用中に寸法変化が起きることのなく、かつ素材内
に残留応力が小さくワイヤカット等の加工が容易な新し
い冷間工具鋼及びその製造方法を提供することを目的と
するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】合金工具鋼の熱処理にお
いて、焼もどし後の温度を上げていくと、500 ℃程度の
温度で炭化物形成元素の析出に伴う二次硬化によって硬
さ向上効果が得られるが、それ以上に温度を上げると、
急激に硬さが低下する。従って、焼もどし温度の上限
は、硬さが急激に低下する直前の温度に設定されている
ので、焼もどしによって残留オーステナイトが完全には
分解せず、熱処理条件によってその量は変化するが、大
体５〜30％程度のオーステナイトが残留した状態となっ
ている。従って、前記した使用中の膨張の原因は、残留
オーステナイトが非常にゆっくりではあるが、分解する
ことによって起こるものと推定される。
いて、焼もどし後の温度を上げていくと、500 ℃程度の
温度で炭化物形成元素の析出に伴う二次硬化によって硬
さ向上効果が得られるが、それ以上に温度を上げると、
急激に硬さが低下する。従って、焼もどし温度の上限
は、硬さが急激に低下する直前の温度に設定されている
ので、焼もどしによって残留オーステナイトが完全には
分解せず、熱処理条件によってその量は変化するが、大
体５〜30％程度のオーステナイトが残留した状態となっ
ている。従って、前記した使用中の膨張の原因は、残留
オーステナイトが非常にゆっくりではあるが、分解する
ことによって起こるものと推定される。
【００１１】また、より高い温度にて焼もどし処理すれ
ば、残留オーステナイトが減少し、寸法変化が少なくな
ると予想される。しかしながら、所定の硬さを確保する
ためには、これ以上焼もどし温度を高く設定することは
不可能である。
ば、残留オーステナイトが減少し、寸法変化が少なくな
ると予想される。しかしながら、所定の硬さを確保する
ためには、これ以上焼もどし温度を高く設定することは
不可能である。
【００１２】本発明者等は、限られた焼もどし温度の範
囲内で、熱処理後の寸法変化を抑えられる条件がないか
どうか詳細に調査した。その結果、焼もどし処理の最初
又は最後のいずれか一方で少なくとも１回以上150 〜45
0 ℃の温度で焼もどしを施すこと、すなわち低温焼もど
しを最初か最後に１回以上行い、かつ480 〜550 ℃の高
温焼もどしも１回以上施すことによって、材料内の残留
応力を除去しつつ、熱処理後に起きる寸法変化が著しく
小さく抑えられることを新規に見出したものである。
囲内で、熱処理後の寸法変化を抑えられる条件がないか
どうか詳細に調査した。その結果、焼もどし処理の最初
又は最後のいずれか一方で少なくとも１回以上150 〜45
0 ℃の温度で焼もどしを施すこと、すなわち低温焼もど
しを最初か最後に１回以上行い、かつ480 〜550 ℃の高
温焼もどしも１回以上施すことによって、材料内の残留
応力を除去しつつ、熱処理後に起きる寸法変化が著しく
小さく抑えられることを新規に見出したものである。
【００１３】以上説明した検討の結果得られた本願の第
１発明は、重量比にしてC:0.40〜2.40% 、Si:1.20%以
下、Mn:1.20%以下、P:0.030%以下、S:0.030%以下、Cu:
0.25%以下、Ni:0.50%以下、Cr:15%以下と、Mo:5% 以
下、W:2%以下、V:0.5%以下のうち１種又は２種以上を含
有する鋼を930 〜1200℃の温度で焼入した後、150 〜45
0 ℃の温度で第１段階の焼もどしを少なくとも１回以上
施し、さらに480 〜550 ℃温度で第２段階の焼もどしを
施すことにより、熱処理後の寸法変化を著しく少なく抑
えたことを特徴とする冷間工具鋼であり、第２発明は、
第１発明と高温焼もどしと低温焼もどしの順序を逆にし
たことを特徴とする冷間工具鋼である。また、第３、４
発明は、第１、２発明において施される本願発明の冷間
工具鋼の製造方法である。
１発明は、重量比にしてC:0.40〜2.40% 、Si:1.20%以
下、Mn:1.20%以下、P:0.030%以下、S:0.030%以下、Cu:
0.25%以下、Ni:0.50%以下、Cr:15%以下と、Mo:5% 以
下、W:2%以下、V:0.5%以下のうち１種又は２種以上を含
有する鋼を930 〜1200℃の温度で焼入した後、150 〜45
0 ℃の温度で第１段階の焼もどしを少なくとも１回以上
施し、さらに480 〜550 ℃温度で第２段階の焼もどしを
施すことにより、熱処理後の寸法変化を著しく少なく抑
えたことを特徴とする冷間工具鋼であり、第２発明は、
第１発明と高温焼もどしと低温焼もどしの順序を逆にし
たことを特徴とする冷間工具鋼である。また、第３、４
発明は、第１、２発明において施される本願発明の冷間
工具鋼の製造方法である。
【００１４】また、第１〜４発明において、480 〜550
℃の温度での焼もどし処理（Ｘ）を施すと、Ｘの処理に
よって処理前に存在した残留オーステナイトの一部が分
解し、冷却時にマルテンサイトが生成して靱性が低下す
るので、その直後に、Ｘの処理温度−40℃〜Ｘの処理温
度の範囲の温度にて少なくとも１回以上焼もどしを施す
ことが好ましい。従って、この焼もどしは、第１、３発
明においては第２段階の焼もどし処理直後に、第２、４
発明においては、第１段階の焼もどし直後であって、第
２段階の焼もどし処理前に施されることとなる。
℃の温度での焼もどし処理（Ｘ）を施すと、Ｘの処理に
よって処理前に存在した残留オーステナイトの一部が分
解し、冷却時にマルテンサイトが生成して靱性が低下す
るので、その直後に、Ｘの処理温度−40℃〜Ｘの処理温
度の範囲の温度にて少なくとも１回以上焼もどしを施す
ことが好ましい。従って、この焼もどしは、第１、３発
明においては第２段階の焼もどし処理直後に、第２、４
発明においては、第１段階の焼もどし直後であって、第
２段階の焼もどし処理前に施されることとなる。
【００１５】また、全ての発明について共通して言える
ことであるが、480 〜550 ℃の温度での焼もどしを行っ
た後、所定の硬さが得られなかった場合には、もう１度
480〜550 ℃の温度範囲でかつ前の温度よりも少し高い
温度で焼もどし処理して硬さを調整することもできる。
ことであるが、480 〜550 ℃の温度での焼もどしを行っ
た後、所定の硬さが得られなかった場合には、もう１度
480〜550 ℃の温度範囲でかつ前の温度よりも少し高い
温度で焼もどし処理して硬さを調整することもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本願発明における化学成
分、焼入温度の限定理由について説明する。本願発明で
は、JISG4404で規定された冷間金型用合金工具鋼や、今
までに数多く開発され、特許出願されている冷間金型用
鋼で、前記JIS 規格鋼を改良した鋼も対象としている。
本願発明は非常に広い範囲の成分の鋼に対し共通して利
用できる新しい焼もどし方法である。
分、焼入温度の限定理由について説明する。本願発明で
は、JISG4404で規定された冷間金型用合金工具鋼や、今
までに数多く開発され、特許出願されている冷間金型用
鋼で、前記JIS 規格鋼を改良した鋼も対象としている。
本願発明は非常に広い範囲の成分の鋼に対し共通して利
用できる新しい焼もどし方法である。
【００１７】なお、本願発明ではMo、W 、V 等の炭化物
形成元素を含有させ、２次硬化の得られる鋼を対象とし
ており、具体的には前記した請求の範囲に記載した通り
である。そして、本願発明は鋼成分のみには新規な特徴
はなく、各化学成分の範囲は、本願発明の熱処理が適用
できる成分の範囲を示したものである。
形成元素を含有させ、２次硬化の得られる鋼を対象とし
ており、具体的には前記した請求の範囲に記載した通り
である。そして、本願発明は鋼成分のみには新規な特徴
はなく、各化学成分の範囲は、本願発明の熱処理が適用
できる成分の範囲を示したものである。
【００１８】次に、焼入温度の範囲を930 〜1200℃とし
たのは、930 ℃未満では、炭化物が十分に溶け込まない
ために必要な焼入硬さが得られないものであり、逆に12
00℃を超えると結晶粒が粗大化してじんせい低下するか
らである。なお、焼入温度は、鋼種によっても最適な範
囲が異なるので、前記した範囲内で鋼種毎に適切な範囲
を選択すれば良い。例えばSKD11 であれば従来から普通
に行われている1000〜1050℃の条件で行い、その後本願
発明の焼もどし条件で熱処理を施すことによっても、十
分に目的とする効果を得ることができる。
たのは、930 ℃未満では、炭化物が十分に溶け込まない
ために必要な焼入硬さが得られないものであり、逆に12
00℃を超えると結晶粒が粗大化してじんせい低下するか
らである。なお、焼入温度は、鋼種によっても最適な範
囲が異なるので、前記した範囲内で鋼種毎に適切な範囲
を選択すれば良い。例えばSKD11 であれば従来から普通
に行われている1000〜1050℃の条件で行い、その後本願
発明の焼もどし条件で熱処理を施すことによっても、十
分に目的とする効果を得ることができる。
【００１９】次に本願発明において新規な特徴である焼
もどし条件について説明する。本願発明の焼もどし処理
において従来にない特徴は、150 〜450 ℃の温度での処
理である低温焼もどしと480 〜530 ℃における高温焼も
どしをそれぞれ１回以上同時に施すことである。材料内
部の残留応力を小さく抑えるために、高温焼もどしを行
ったのみでは、熱処理後に寸法変化が生じるが、高温焼
もどし処理の前か後のいずれかに150 〜450 ℃にて低温
焼もどし処理を行うことによって、寸法変化を防止する
ことができる。以下、温度範囲の限定理由について説明
する。
もどし条件について説明する。本願発明の焼もどし処理
において従来にない特徴は、150 〜450 ℃の温度での処
理である低温焼もどしと480 〜530 ℃における高温焼も
どしをそれぞれ１回以上同時に施すことである。材料内
部の残留応力を小さく抑えるために、高温焼もどしを行
ったのみでは、熱処理後に寸法変化が生じるが、高温焼
もどし処理の前か後のいずれかに150 〜450 ℃にて低温
焼もどし処理を行うことによって、寸法変化を防止する
ことができる。以下、温度範囲の限定理由について説明
する。
【００２０】低温焼もどし処理の温度範囲を150 〜450
℃としたのは、150 ℃未満では焼もどし効果が全く得ら
れず、高温焼もどし処理のみ施した場合と全く同じ状態
となって、寸法変化を防止することができないためであ
り、逆に450 ℃を超えると高温焼もどし処理と同じ影響
を素材に与え、この場合も寸法変化を防止することがで
きなくなるためである。なお、寸法変化を小さく抑える
ためには、上限を400℃とするのが好ましい。
℃としたのは、150 ℃未満では焼もどし効果が全く得ら
れず、高温焼もどし処理のみ施した場合と全く同じ状態
となって、寸法変化を防止することができないためであ
り、逆に450 ℃を超えると高温焼もどし処理と同じ影響
を素材に与え、この場合も寸法変化を防止することがで
きなくなるためである。なお、寸法変化を小さく抑える
ためには、上限を400℃とするのが好ましい。
【００２１】高温焼もどし処理の温度範囲を480 〜550
℃としたのは、480 ℃未満では、炭化物形成元素の析出
硬化による二次硬化が得られないため、硬さが不足する
ものであり、550 ℃を超えると急激に硬さが低下し、48
0 ℃未満で処理した場合と同様に目的とする硬さが得ら
れないためである。
℃としたのは、480 ℃未満では、炭化物形成元素の析出
硬化による二次硬化が得られないため、硬さが不足する
ものであり、550 ℃を超えると急激に硬さが低下し、48
0 ℃未満で処理した場合と同様に目的とする硬さが得ら
れないためである。
【００２２】なお、高温焼もどし処理（Ｘ）を行うと、
焼もどし処理によって残留オーステナイトの一部が分解
し、冷却時に新たに脆いマルテンサイトが生成して靱性
が低下するので、再度その直後にＸの処理温度−40℃〜
Ｘの処理温度の範囲内で、焼もどし処理を行うと良い。
この結果優れた靱性が確保される。
焼もどし処理によって残留オーステナイトの一部が分解
し、冷却時に新たに脆いマルテンサイトが生成して靱性
が低下するので、再度その直後にＸの処理温度−40℃〜
Ｘの処理温度の範囲内で、焼もどし処理を行うと良い。
この結果優れた靱性が確保される。
【００２３】また、前記高温焼もどし処理Ｘを行った結
果所定の硬さが得られなかった場合には、再度Ｘに比べ
少し高い温度で焼もどしすれば、２次硬化によって所定
の硬さを得ることができる。但しこのような熱処理のや
り直しをしなくてもすむように、使用する鋼種に応じて
狙いとする硬さの得られる最適な焼もどし温度をあらか
じめ把握しておくことが望ましい。このような焼もどし
のやり直しを行った直後においても、前記したように新
たに脆いマルテンサイトが生成するので、その直後に若
干低い温度〜同じ温度にて焼もどし処理を行うことによ
り靱性の改善を図ることができる。
果所定の硬さが得られなかった場合には、再度Ｘに比べ
少し高い温度で焼もどしすれば、２次硬化によって所定
の硬さを得ることができる。但しこのような熱処理のや
り直しをしなくてもすむように、使用する鋼種に応じて
狙いとする硬さの得られる最適な焼もどし温度をあらか
じめ把握しておくことが望ましい。このような焼もどし
のやり直しを行った直後においても、前記したように新
たに脆いマルテンサイトが生成するので、その直後に若
干低い温度〜同じ温度にて焼もどし処理を行うことによ
り靱性の改善を図ることができる。
【００２４】
【実施例】次に本発明の特徴を実施例でもって明らかに
する。表１は、実施例に用いた供試材の化学成分を示す
ものである。
する。表１は、実施例に用いた供試材の化学成分を示す
ものである。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１において、１鋼はSKD11 、２、３鋼は
SKD11 の硬さ、靱性等を改良するために開発された鋼で
あり、４鋼はAISI規格のM50 を改良した鋼に相当する鋼
である。
SKD11 の硬さ、靱性等を改良するために開発された鋼で
あり、４鋼はAISI規格のM50 を改良した鋼に相当する鋼
である。
【００２７】表１に示す供試材を電気炉にて溶製し、鍛
伸によって直径45mmの丸棒とした後、機械加工により直
径40mm、長さ50mmの試験片を作製した。そして、後述す
る表２に示す各種条件で焼入焼もどしを行った後、最後
の焼もどし処理後常温まで冷却した直後に１個の試験片
で６箇所、１条件で３個の試験片を準備し合計１８箇所
の直径を測定した。その後１００日間の間定期的に前記
した測定箇所と全く同じ位置で測定し直径の変化につい
て調査した。なお、室温の変化による測定結果のばらつ
きを防止するため、測定は全て20℃の室内で測定した。
結果を表２〜４に示す。表２〜４に示した値は、１８箇
所の測定値の平均値である。
伸によって直径45mmの丸棒とした後、機械加工により直
径40mm、長さ50mmの試験片を作製した。そして、後述す
る表２に示す各種条件で焼入焼もどしを行った後、最後
の焼もどし処理後常温まで冷却した直後に１個の試験片
で６箇所、１条件で３個の試験片を準備し合計１８箇所
の直径を測定した。その後１００日間の間定期的に前記
した測定箇所と全く同じ位置で測定し直径の変化につい
て調査した。なお、室温の変化による測定結果のばらつ
きを防止するため、測定は全て20℃の室内で測定した。
結果を表２〜４に示す。表２〜４に示した値は、１８箇
所の測定値の平均値である。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】表２〜４から明らかなように、試験No.44
〜54のように高温焼もどし処理のみしか行わない場合に
は、熱処理直後から少しずつ膨張が進み、１００日後に
直径で最高13.6μm 膨張していることが確認された。そ
れに対し、焼入処理後最初か最後のいずれか一方で低温
焼もどし処理を行っている試験No.1〜43の場合には、直
径にほとんど変化がなく、測定誤差程度の変化しか認め
られなかった。また、試験No.55 〜57は従来行われてい
たような低温焼もどし処理のみ行った場合であるが、こ
の場合も本願発明と同様に測定誤差程度の変化しか認め
られなかった。しかし、この場合には、後述するように
残留応力が大きく残存するものである。
〜54のように高温焼もどし処理のみしか行わない場合に
は、熱処理直後から少しずつ膨張が進み、１００日後に
直径で最高13.6μm 膨張していることが確認された。そ
れに対し、焼入処理後最初か最後のいずれか一方で低温
焼もどし処理を行っている試験No.1〜43の場合には、直
径にほとんど変化がなく、測定誤差程度の変化しか認め
られなかった。また、試験No.55 〜57は従来行われてい
たような低温焼もどし処理のみ行った場合であるが、こ
の場合も本願発明と同様に測定誤差程度の変化しか認め
られなかった。しかし、この場合には、後述するように
残留応力が大きく残存するものである。
【００３２】次に、熱処理後の残留応力の変化について
確認した別の実施例について説明する。試験は、前記し
た寸法変化の測定に使用したものと同じ試験片（熱処理
の仕方等全て同じ）を準備し、試験片の高さ方向で1/2
の位置における円周方向の表面の残留応力をＸ線を用い
て測定したものである。なお、測定は表面から厚さ2mm
分を電解研磨によって除去した後に行った。結果を表５
に示す。
確認した別の実施例について説明する。試験は、前記し
た寸法変化の測定に使用したものと同じ試験片（熱処理
の仕方等全て同じ）を準備し、試験片の高さ方向で1/2
の位置における円周方向の表面の残留応力をＸ線を用い
て測定したものである。なお、測定は表面から厚さ2mm
分を電解研磨によって除去した後に行った。結果を表５
に示す。
【００３３】
【表５】
【００３４】表５から明らかなように、全て低温で焼も
どし処理を行った試験No.61 〜63では、200N/mm2程度の
高い引張応力が残留していることがわかる。それに対
し、本願発明のように１回以上高温で焼もどし処理を行
った場合には、従来のように全て高温で焼もどし処理を
施した場合と、ほぼ同等の残留応力に低減されることが
明らかである。
どし処理を行った試験No.61 〜63では、200N/mm2程度の
高い引張応力が残留していることがわかる。それに対
し、本願発明のように１回以上高温で焼もどし処理を行
った場合には、従来のように全て高温で焼もどし処理を
施した場合と、ほぼ同等の残留応力に低減されることが
明らかである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明のように
焼入後低温焼もどし処理と高温焼もどし処理をそれぞれ
１回以上行うことによって、熱処理後の寸法変化を著し
く小さく抑えることができる。また、高温焼もどし処理
により焼入処理によって発生する残留応力も問題になら
ない程度に小さく抑えることができるので、熱処理後に
ワイヤカット等を行っても歪んだり、割れたりすること
がない。従って、課題の箇所にて説明した、クリアラン
スを小さくしなければならない型に用いる材料や、半導
体基板用金型用材料等寸法変化によって多大の悪影響が
生じる用途に用いる場合でも、安心して使用することが
できる。
焼入後低温焼もどし処理と高温焼もどし処理をそれぞれ
１回以上行うことによって、熱処理後の寸法変化を著し
く小さく抑えることができる。また、高温焼もどし処理
により焼入処理によって発生する残留応力も問題になら
ない程度に小さく抑えることができるので、熱処理後に
ワイヤカット等を行っても歪んだり、割れたりすること
がない。従って、課題の箇所にて説明した、クリアラン
スを小さくしなければならない型に用いる材料や、半導
体基板用金型用材料等寸法変化によって多大の悪影響が
生じる用途に用いる場合でも、安心して使用することが
できる。
Claims (6)
- 【請求項１】 重量比にしてC:0.40〜2.40% 、Si:1.20%
以下、Mn:1.20%以下、P:0.030%以下、S:0.030%以下、C
u:0.25%以下、Ni:0.50%以下、Cr:15%以下と、Mo:5% 以
下、W:2%以下、V:0.5%以下のうち１種又は２種以上を含
有する鋼を930〜1200℃の温度で焼入した後、150 〜450
℃の温度で第１段階の焼もどしを少なくとも１回以上
施し、さらに480 〜550 ℃温度で第２段階の焼もどしを
施すことにより、熱処理後の寸法変化を著しく少なく抑
えたことを特徴とする冷間工具鋼。 - 【請求項２】 重量比にしてC:0.40〜2.40% 、Si:1.20%
以下、Mn:1.20%以下、P:0.030%以下、S:0.030%以下、C
u:0.25%以下、Ni:0.50%以下、Cr:15%以下と、Mo:5% 以
下、W:2%以下、V:0.5%以下のうち１種又は２種以上を含
有する鋼を930〜1200℃の温度で焼入した後、480 〜550
℃の温度で第１段階の焼もどしを施し、さらに150 〜4
50 ℃温度で第２段階の焼もどしを少なくとも１回以上
施すことにより、熱処理後の寸法変化を著しく少なく抑
えたことを特徴とする冷間工具鋼。 - 【請求項３】 重量比にしてC:0.40〜2.40% 、Si:1.20%
以下、Mn:1.20%以下、P:0.030%以下、S:0.030%以下、C
u:0.25%以下、Ni:0.50%以下、Cr:15%以下と、Mo:5% 以
下、W:2%以下、V:0.5%以下のうち１種又は２種以上を含
有する鋼を930〜1200℃の温度で焼入した後、150 〜450
℃の温度で第１段階の焼もどしを少なくとも１回以上
施し、さらに480 〜550 ℃温度で第２段階の焼もどしを
施すことを特徴とする熱処理後の寸法変化が著しく少な
い冷間工具鋼の製造方法。 - 【請求項４】 重量比にしてC:0.40〜2.40% 、Si:1.20%
以下、Mn:1.20%以下、P:0.030%以下、S:0.030%以下、C
u:0.25%以下、Ni:0.50%以下、Cr:15%以下と、Mo:5% 以
下、W:2%以下、V:0.5%以下のうち１種又は２種以上を含
有する鋼を930〜1200℃の温度で焼入した後、480 〜550
℃の温度で第１段階の焼もどしを施し、さらに150 〜4
50 ℃温度で第２段階の焼もどしを少なくとも１回以上
施すことを特徴とする熱処理後の寸法変化が著しく少な
い冷間工具鋼の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１又は２において、480 〜550 ℃
の温度での焼もどし処理（Ｘ）を施した直後に、Ｘの処
理温度−40℃〜Ｘの処理温度の範囲の温度にて少なくと
も１回以上焼もどしを施すことにより、熱処理後の寸法
変化を著しく少なく抑えたことを特徴とする冷間工具
鋼。 - 【請求項６】 請求項３又は４において、480 〜550 ℃
の温度での焼もどし処理（Ｘ）を施した直後に、Ｘの処
理温度−40℃〜Ｘの処理温度の範囲の温度にて少なくと
も１回以上焼もどしを施したことを特徴とする熱処理後
の寸法変化が著しく少ない冷間工具鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30811895A JP3603427B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 熱処理後の寸法変化が著しく少ない冷間工具鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30811895A JP3603427B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 熱処理後の寸法変化が著しく少ない冷間工具鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125204A true JPH09125204A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3603427B2 JP3603427B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=17977099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30811895A Expired - Fee Related JP3603427B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 熱処理後の寸法変化が著しく少ない冷間工具鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3603427B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10027049B4 (de) * | 2000-01-17 | 2004-09-16 | Stahlwerk Ergste Westig Gmbh | Verwendung einer Chrom-Stahllegierung |
| CN102234745A (zh) * | 2011-08-01 | 2011-11-09 | 江西恒大高新技术股份有限公司 | 一种新型高温耐磨合金及其制备工艺 |
| CN103320709A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-09-25 | 武汉理工大学 | 冷作模具钢材料及合金变质剂 |
| CN103938105A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-23 | 黄维明 | 菜刀用合金钢 |
| US8900382B2 (en) * | 2002-06-13 | 2014-12-02 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | Hot worked steel and tool made therewith |
| CN105881593A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-08-24 | 重庆市大足区袁鹏刀具有限公司 | 菜刀刀片及其制备方法 |
| CN110656281A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-07 | 宝钢特钢有限公司 | 一种高硬模具钢及其制备方法 |
| CN111945053A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-11-17 | 安徽环渤湾高速钢轧辊有限公司 | 复合变质处理高速钢轧辊制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6260749B1 (ja) * | 2016-03-18 | 2018-01-17 | 日立金属株式会社 | 冷間工具材料および冷間工具の製造方法 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP30811895A patent/JP3603427B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10027049B4 (de) * | 2000-01-17 | 2004-09-16 | Stahlwerk Ergste Westig Gmbh | Verwendung einer Chrom-Stahllegierung |
| US8900382B2 (en) * | 2002-06-13 | 2014-12-02 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | Hot worked steel and tool made therewith |
| CN102234745A (zh) * | 2011-08-01 | 2011-11-09 | 江西恒大高新技术股份有限公司 | 一种新型高温耐磨合金及其制备工艺 |
| CN103320709A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-09-25 | 武汉理工大学 | 冷作模具钢材料及合金变质剂 |
| CN103938105A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-23 | 黄维明 | 菜刀用合金钢 |
| CN105881593A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-08-24 | 重庆市大足区袁鹏刀具有限公司 | 菜刀刀片及其制备方法 |
| CN110656281A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-07 | 宝钢特钢有限公司 | 一种高硬模具钢及其制备方法 |
| CN111945053A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-11-17 | 安徽环渤湾高速钢轧辊有限公司 | 复合变质处理高速钢轧辊制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3603427B2 (ja) | 2004-12-22 |
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