JPH1085933A - 熱間押出、鍛造用金型への多層肉盛方法 - Google Patents
熱間押出、鍛造用金型への多層肉盛方法Info
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Abstract
際、簡便な方法で耐熱衝撃性を向上させる。 【解決手段】 熱間押出または鍛造用金型母材の表面の
多層肉盛の際、同一肉盛材料の一層毎の厚みを0.5m
m以上1.2mm未満とする。金型母材の予備加熱温度
または肉盛材料の層間温度は500℃以下にする。肉盛
材料の成分は、重量%でC:0.01〜0.50%、C
r:7.0〜30.0%、Mo:4.0〜30.0%、
Ni:0.5〜7.0%、W:0%と不可避的不純物を
除き残部がCoからなる。金型母材が鉄基素材のSKD
鋼の場合、肉盛後、1000〜1050℃からの焼き入
れを行い、次いで570〜595℃での焼き戻しを行
う。金型母材が鉄基素材のSCM鋼の場合、肉盛後、8
30〜900℃からの焼き入れを行い、次いで450〜
500℃での焼き戻しを行う。
Description
造に用いられる金型の硬化用の多層肉盛部の耐熱衝撃性
を向上させる多層肉盛方法に関する。
は、SKD鋼やSCM鋼などのダイス鋼、工具鋼の硬度
を増し、かつ靭性をあげるために焼き入れ、焼き戻して
使用されている。この焼き入れ温度は、SKD鋼では1
000〜1050℃、SCM鋼では830〜900℃程
度である。また、焼き戻し温度は鋼に要求される硬度に
よって異なる。さらに、処理時間は鋼の大きさ、厚みに
よって異なる。
から800℃もの高温になる。そして加熱後、金型は空
気や水によって冷却される場合が多い。このように金型
は加熱−冷却の熱サイクル環境下で用いられ、かつ耐磨
耗性、耐焼き付き性、耐すべり性が要求される。
せるため、金型表面に高硬度材料を肉盛して使用するこ
とがあり、肉盛材料には主としてCo基、Ni基、そし
てFe基の合金が用いられる。さらに、この合金に炭化
物、窒化物、ほう化物のセラミックスを添加してより硬
度を高めた材料もある。
時に母材成分が肉盛部へ希釈して、硬度や靭性が本来の
肉盛材料の特性よりも低下してしまうことがある。その
ため、母材成分の肉盛部への希釈率を15%程度におさ
えることが望ましく、多層肉盛技術はこの希釈率の低減
に有効な技術とされている。例えば、2〜3層で全体の
肉盛厚みを10mm程度にすることが特開平5−502
37号公報に記載されている。
につれて、耐熱衝撃や熱疲労特性(脆性の向上を含む)
が低下することがある。この耐熱衝撃性を劣化させる箇
所は、母材と肉盛部の合金層(希釈層)と、肉盛部とに
大別できる。前者に対しては、例えば特開昭56−62
673号公報では、厚み2〜4mmの初層を形成した
後、2層目を形成する時の熱サイクルによって、初層形
成時に生成した母材の粗粒域の細粒化を図り、脆性の向
上を達成している。一方、後者に関しては、特開昭56
−715782号公報では、高硬度層として炭化物を含
む金属を用いて多層盛を行い、この層間に金属の緩衝層
を設けたサンドウッチ構造の多層肉盛を開発し、熱衝撃
性を向上させている。ここでは特に高硬度層の肉厚を
0.8〜1.5mmにすることが望ましいとされてい
る。また、特開平5−50237号公報では、肉盛時の
母材の加熱温度を、従来の高温ほどよいとされている知
見に対し、300℃以下に抑制することによって熱衝撃
性を向上させている。
性の優れたCoが用いられることがある。このCo基材
料の硬化機構は大きく2系統に大別でき、一つはWCの
硬質炭化物を析出分散させた型であり、もう一つはCr
Moの金属間化合物によるものである。
中で、特に肉盛部の耐熱衝撃性を向上させる技術として
は、特開昭56−715782号公報記載のサンドウッ
チ構造は確かに大きな効果がある。しかし、複数の材料
を使用するため、付帯設備が増える、工程、制御が複雑
になるなどの課題がある。また、肉盛時の母材の温度制
御も熱衝撃性の向上には効果を発揮するが、実際の施工
中の厳密な温度制御は容易ではない。
規定がある硬化層厚みに加え、各肉盛層の厚みについて
も規定することにより、簡便でかつ耐熱衝撃性を向上さ
せる肉盛方法を提供する。
通りである。
の多層肉盛方法において、同一肉盛材料の一層毎の厚み
が0.5mm以上1.2mm未満であることを特徴とす
る熱間押出、鍛造用金型への多層肉盛方法。
は肉盛材料の層間温度を500℃以下にすることを特徴
とする前記の熱間押出、鍛造用金型への多層肉盛方
法。
01〜0.50%、Cr:7.0〜30.0%、Mo:
4.0〜30.0%、Ni:0.5〜7.0%、W:0
%と不可避的不純物を除き残部がCoからなることを特
徴とする前記またはの熱間押出、鍛造用金型への多
層肉盛方法。
て、肉盛後、1000〜1050℃からの焼き入れを行
い、次いで570〜595℃での焼き戻しを行うことを
特徴とする前記〜のいずれかの熱間押出、鍛造用金
型への多層肉盛方法。
て、肉盛後、830〜900℃からの焼き入れを行い、
次いで450〜500℃での焼き戻しを行うことを特徴
とする前記〜のいずれかの熱間押出、鍛造用金型へ
の多層肉盛方法。
上にするのは、母材あるいは既肉盛層との接合を十分に
確保するためである。また、1.2mm以下にするの
は、既肉盛層の粗粒化を防止し、かつ層毎のデンドライ
ト組織の大半を断絶するためである。
を500℃以下にするのは、既肉盛層の粗粒化(焼き戻
しに相当)を防止するためである。
度だすために0.01%以上で、肉盛部の靭性を確保す
るために0.5%以下にする必要がある。CrとMoは
肉盛部の硬度をあげるためのCrMo金属間化合物を形
成するために添加し、その添加量は硬度を確保するため
にCrが7.0%以上、Moが4.0%以上、靭性を確
保するためにCrは30.0%以下、Moは30.0%
以下にする。Niは高温強度を上げるために0.5%以
上添加し、硬度を維持するために7.0%以下にする。
Coを母相とするのは焼き付きを抑制するためである。
物の代表であるが、炭化物によって靭性が低下するため
Wは添加しない。
を規定する場合には以下の要領で焼き入れ、焼き戻しを
行うと、硬度と耐熱衝撃性を兼ね備えた肉盛部が形成で
きる。
様に1000〜1050℃で行い、焼き戻しは粗粒化温
度領域以上である570℃以上、コスト面から595℃
以下で行う。この処理時間は母材の大きさや厚みによっ
て異なる。
様に830〜900℃で行い、焼き戻しは粗粒化温度領
域以上である450℃以上、コスト面から500℃以下
で行う。この処理時間は母材の大きさや厚みによって異
なる。
2に示す。
30分の加熱と0℃の水冷を繰り返す熱サイクル試験を
行った結果を表3に示す。
4倍以上向上した。
肉盛し、実施例1と同様な熱サイクル試験を行った結果
を表4に示す。
硬化機構が炭化物の析出ではなく、CrMoの金属間化
合物である材料を用いた場合に本発明の効果が現れる。
本発明の条件でSKD61ダイス鋼(50mm×50m
m×t25mm)上に肉盛し、肉盛後、各条件での熱処
理を行った後の被膜の硬度と熱衝撃試験結果を表5に示
す。
まず、SKD61母材の被肉盛部に凹溝1を加工し、次
いで、この凹溝1に肉盛部2を多層肉盛し、肉盛後の熱
処理を行った。この時の肉盛条件は表6の通りである。
次いで、押出部3のくり貫き加工と表面の仕上げ加工を
行った。
盛前よりも上昇し、若干の組織の粗粒化は見られるが、
従来の厚肉盛(一層の厚みが3mm)よりも微細な組織
となり、耐熱衝撃性は従来品よりも5倍向上した。
優れた熱間押出や鍛造用の金型の表面硬化肉盛ができ、
金型の長寿命化およびコスト削減が可能となる。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 熱間押出または鍛造用金型母材の表面の
多層肉盛方法において、同一肉盛材料の一層毎の厚みが
0.5mm以上1.2mm未満であることを特徴とする
熱間押出、鍛造用金型への多層肉盛方法。 - 【請求項2】 肉盛際、金型母材の予備加熱温度または
肉盛材料の層間温度を500℃以下にすることを特徴と
する請求項1記載の熱間押出、鍛造用金型への多層肉盛
方法。 - 【請求項3】 肉盛材料の成分が、重量%でC:0.0
1〜0.50%、Cr:7.0〜30.0%、Mo:
4.0〜30.0%、Ni:0.5〜7.0%、W:0
%と不可避的不純物を除き残部がCoからなることを特
徴とする請求項1または2記載の熱間押出、鍛造用金型
への多層肉盛方法。 - 【請求項4】 金型母材が鉄基素材のSKD鋼であっ
て、肉盛後、1000〜1050℃からの焼き入れを行
い、次いで570〜595℃での焼き戻しを行うことを
特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の熱間押出、鍛
造用金型への多層肉盛方法。 - 【請求項5】 金型母材が鉄基素材のSCM鋼であっ
て、肉盛後、830〜900℃からの焼き入れを行い、
次いで450〜500℃での焼き戻しを行うことを特徴
とする請求項1〜3のいずれか記載の熱間押出、鍛造用
金型への多層肉盛方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26012496A JP3700955B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 熱間押出、鍛造用金型への多層肉盛方法 |
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JPH1085933A true JPH1085933A (ja) | 1998-04-07 |
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1996
- 1996-09-10 JP JP26012496A patent/JP3700955B2/ja not_active Expired - Fee Related
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