JPH11140591A - 耐食性プラスチック成形金型用鋼 - Google Patents
耐食性プラスチック成形金型用鋼Info
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- JPH11140591A JPH11140591A JP30217297A JP30217297A JPH11140591A JP H11140591 A JPH11140591 A JP H11140591A JP 30217297 A JP30217297 A JP 30217297A JP 30217297 A JP30217297 A JP 30217297A JP H11140591 A JPH11140591 A JP H11140591A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金型の保管中や水溶性切削油が付着した状態
で放置されても発錆せず、かつ優れた被削性を示すプラ
スチック金型用鋼の提供。 【解決手段】 重量比でＣ：０．０２〜０．２％、Ｓ
ｉ：１．５％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０
〜８．０％未満、Ｎｉ：１．０〜４．０％、Ａｌ：０．
５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜３．５％を含み、または
さらにＳ：０．２０%以下、Ｍｏ：１．０％以下、Ｖ：
０．５％以下のうち１種または２種以上を含有し、残部
Ｆｅおよび不可避的不純物からなる耐食性プラスチック
成形金型用鋼である。
で放置されても発錆せず、かつ優れた被削性を示すプラ
スチック金型用鋼の提供。 【解決手段】 重量比でＣ：０．０２〜０．２％、Ｓ
ｉ：１．５％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０
〜８．０％未満、Ｎｉ：１．０〜４．０％、Ａｌ：０．
５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜３．５％を含み、または
さらにＳ：０．２０%以下、Ｍｏ：１．０％以下、Ｖ：
０．５％以下のうち１種または２種以上を含有し、残部
Ｆｅおよび不可避的不純物からなる耐食性プラスチック
成形金型用鋼である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型用鋼、特にプ
ラスチック製品を成形するための金型で、３５〜４５Ｈ
ＲＣの硬さを有し、被削性に優れると共に切削、加工放
電加工などの加工後そのまま放置しても錆び発生等の問
題を生じない耐食性に優れた金型用鋼に関するものであ
る。
ラスチック製品を成形するための金型で、３５〜４５Ｈ
ＲＣの硬さを有し、被削性に優れると共に切削、加工放
電加工などの加工後そのまま放置しても錆び発生等の問
題を生じない耐食性に優れた金型用鋼に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来プラスチック製品を成形するための
金型で被削性にすぐれた金型としては、炭素鋼系、ＳＣ
Ｍ系やさらにこれらにＳ、Ｐｂなどの快削性元素を含む
材質が使用されているが、耐食性が劣るため長期保管中
あるいは水溶性切削油が付着した状態で放置された場合
には発錆などの問題を生じることがある。一方、従来か
ら耐食性のすぐれた金型としては、ＳＵＳ４２０系、Ｓ
ＵＳ６３０系などのステンレス系の材料が使用されされ
たり、特開平３―７５３３３にも類似金型鋼が開示され
ている。これらは難燃性樹脂など腐食性の強い樹脂を成
形するための金型材であり、耐食性に優れ当然保管中の
発錆などの問題は無いものの、被削性が劣るため金型加
工工数の増加、納期、価格などの面で不具合を生じてい
る。
金型で被削性にすぐれた金型としては、炭素鋼系、ＳＣ
Ｍ系やさらにこれらにＳ、Ｐｂなどの快削性元素を含む
材質が使用されているが、耐食性が劣るため長期保管中
あるいは水溶性切削油が付着した状態で放置された場合
には発錆などの問題を生じることがある。一方、従来か
ら耐食性のすぐれた金型としては、ＳＵＳ４２０系、Ｓ
ＵＳ６３０系などのステンレス系の材料が使用されされ
たり、特開平３―７５３３３にも類似金型鋼が開示され
ている。これらは難燃性樹脂など腐食性の強い樹脂を成
形するための金型材であり、耐食性に優れ当然保管中の
発錆などの問題は無いものの、被削性が劣るため金型加
工工数の増加、納期、価格などの面で不具合を生じてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点を解決するためのものであって、被削性、磨き
性、シボ加工性等にすぐれており、また、とくに防錆油
塗布などの特別に防錆処理をしないで放置しても錆発生
などの問題を生じないプラスチック成形用金型を提供す
ることを課題とするものである。
な問題点を解決するためのものであって、被削性、磨き
性、シボ加工性等にすぐれており、また、とくに防錆油
塗布などの特別に防錆処理をしないで放置しても錆発生
などの問題を生じないプラスチック成形用金型を提供す
ることを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの課題
を解決するために、重量比でＣ：０．０２〜０．２％、
Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．
０〜８．０％未満、Ｎｉ：１．０〜４．０％、Ａｌ：
０．５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜３．５％を含み、ま
たはさらにＳ：０．２０%以下、Ｍｏ：１．０％以下、
Ｖ：０．５％以下のうち１種または２種以上を含有し、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とす
るものであり、基本とするところは、被削性を害さない
で適度の耐食性を付与する程度のＣｒ、Ｍｏなどを固溶
し、焼入れされた低Ｃマルテンサイトあるいはベイナイ
ト組織からなる基地を、焼戻し時に金属間化合物や炭化
物を析出させて硬さを高めたものである。硬さは用途に
より変化するが、通常はプリハードン状態で供給され、
通常、３５〜４５ＨＲＣの状態で使用される。
を解決するために、重量比でＣ：０．０２〜０．２％、
Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．
０〜８．０％未満、Ｎｉ：１．０〜４．０％、Ａｌ：
０．５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜３．５％を含み、ま
たはさらにＳ：０．２０%以下、Ｍｏ：１．０％以下、
Ｖ：０．５％以下のうち１種または２種以上を含有し、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とす
るものであり、基本とするところは、被削性を害さない
で適度の耐食性を付与する程度のＣｒ、Ｍｏなどを固溶
し、焼入れされた低Ｃマルテンサイトあるいはベイナイ
ト組織からなる基地を、焼戻し時に金属間化合物や炭化
物を析出させて硬さを高めたものである。硬さは用途に
より変化するが、通常はプリハードン状態で供給され、
通常、３５〜４５ＨＲＣの状態で使用される。
【０００５】次に本発明の金型用鋼の成分範囲の限定理
由について説明する。 Ｃ：０．０２〜０．２０％ Ｃは、フェライトの生成を防ぎ、硬さ、強度向上に有効
な元素であるが、その含有量が０．０２％未満では十分
な強度を確保することができない。一方、０．２０％を
超えると、炭化物を形成し切削時の工具摩耗を増長する
原因となったり、基地中のＣｒ量が減じるため耐食性を
劣化するので、０．０２〜０．２％に限定した。 Ｓｉ：１．５％以下 Ｓｉは、通常脱酸剤として使用されるが、一方、靭性を
低下させる反面被削性を改善する。したがって両者の作
用バランスを考慮して１．５％以下に限定した。
由について説明する。 Ｃ：０．０２〜０．２０％ Ｃは、フェライトの生成を防ぎ、硬さ、強度向上に有効
な元素であるが、その含有量が０．０２％未満では十分
な強度を確保することができない。一方、０．２０％を
超えると、炭化物を形成し切削時の工具摩耗を増長する
原因となったり、基地中のＣｒ量が減じるため耐食性を
劣化するので、０．０２〜０．２％に限定した。 Ｓｉ：１．５％以下 Ｓｉは、通常脱酸剤として使用されるが、一方、靭性を
低下させる反面被削性を改善する。したがって両者の作
用バランスを考慮して１．５％以下に限定した。
【０００６】Ｍｎ：２．０％以下 Ｍｎは、Ｓｉと同様に脱酸剤として使用されるほか、焼
入れ性を高めてフェライトの生成を阻止する作用がある
が、多すぎると組織に延性を増し被削性を低下するので
２．０％以下を請求範囲とした。 Ｃｒ：３．０〜８．０％未満 Ｃｒは、耐食性を付与するのに有効な元素であり、明ら
かな効果を示すには３．０％以上の含有が必要である。
しかし、８．０％以上含有すると、耐食性は一層向上す
るがフェライトの形成が増長され必要硬さが確保できな
くなったり、過剰の靭性により被削性が劣化することと
なるので３．０〜８．０％未満と規定した。
入れ性を高めてフェライトの生成を阻止する作用がある
が、多すぎると組織に延性を増し被削性を低下するので
２．０％以下を請求範囲とした。 Ｃｒ：３．０〜８．０％未満 Ｃｒは、耐食性を付与するのに有効な元素であり、明ら
かな効果を示すには３．０％以上の含有が必要である。
しかし、８．０％以上含有すると、耐食性は一層向上す
るがフェライトの形成が増長され必要硬さが確保できな
くなったり、過剰の靭性により被削性が劣化することと
なるので３．０〜８．０％未満と規定した。
【０００７】Ｎｉ：１．０〜４．０％ Ｎｉは、変態点を下げ、冷却時にベイナイトおよびマル
テンサイト組織を均一に生成させる作用と、Ａｌとの金
属間化合物を形成して析出させて硬さを高める作用があ
り、１．０％未満ではこの作用が認められなく、４．０
％を超えてもその効果は添加量の割りには顕著になら
ず、また、オーステナイトを生成し必要以上に粘くなり
被削性を劣化させるので１．０％〜４．０％に限定し
た。 Ａｌ：０．５〜２．０％ Ａｌは、Ｎｉと結合し金属間化合物ＮｉＡｌを形成して
析出させ、硬さを高める作用があり、その効果のために
は０．５％以上を必要とするが、２．０％を越えてもＮ
ｉとのバランスの点から析出硬化に効果が期待出来ない
こと、酸化物系の硬い介在物を形成し工具摩耗の原因と
なったり、鏡面研摩性、シボ加工性なども害するので
０．５〜２．０％に限定した。
テンサイト組織を均一に生成させる作用と、Ａｌとの金
属間化合物を形成して析出させて硬さを高める作用があ
り、１．０％未満ではこの作用が認められなく、４．０
％を超えてもその効果は添加量の割りには顕著になら
ず、また、オーステナイトを生成し必要以上に粘くなり
被削性を劣化させるので１．０％〜４．０％に限定し
た。 Ａｌ：０．５〜２．０％ Ａｌは、Ｎｉと結合し金属間化合物ＮｉＡｌを形成して
析出させ、硬さを高める作用があり、その効果のために
は０．５％以上を必要とするが、２．０％を越えてもＮ
ｉとのバランスの点から析出硬化に効果が期待出来ない
こと、酸化物系の硬い介在物を形成し工具摩耗の原因と
なったり、鏡面研摩性、シボ加工性なども害するので
０．５〜２．０％に限定した。
【０００８】Ｃｕ：０．３〜３．５％ Ｃｕは、少量のＦｅを固溶した固溶体（ε相）を生成す
るとされ、Ｎｉと同様に析出硬化に寄与する。その効果
のためには０．３％以上が必要である。しかし、Ｃｕ
は、反面靭性を低下させたり、高温で母材の結晶粒界に
浸潤して、熱間加工性を害する作用をするため３．５％
以下に限定した。 Ｍｏ：１．０％以下 Ｍｏは、固溶により耐食性の向上に極めて有効であるの
で必要に応じて添加するとよい。しかし、炭化物を形成
して、工具摩耗を増加させるので、上限を１．０％に規
定した。
るとされ、Ｎｉと同様に析出硬化に寄与する。その効果
のためには０．３％以上が必要である。しかし、Ｃｕ
は、反面靭性を低下させたり、高温で母材の結晶粒界に
浸潤して、熱間加工性を害する作用をするため３．５％
以下に限定した。 Ｍｏ：１．０％以下 Ｍｏは、固溶により耐食性の向上に極めて有効であるの
で必要に応じて添加するとよい。しかし、炭化物を形成
して、工具摩耗を増加させるので、上限を１．０％に規
定した。
【０００９】Ｖ：０．５％以下 Ｖは、結晶粒の細粒化に有効で材料の靭性改善作用を有
し、本発明鋼の特性をさらに改善する効果を示すので、
必要により添加するが、多量に含有すると炭化物を形成
して、工具摩耗を増加させるので上限値は、０．５％と
した。 Ｓ：０．２０％以下 Ｓは、Ｍｎと結合してＭｎＳ介在物を形成し被削性を向
上させる。しかし、ＭｎＳは孔食の起点となり易く耐食
性を劣化させるので必要に応じて添加する。しかし、
０．２０％を越えても耐食性の低下に見合う被削性向上
は望めないので上限は０．２０％とした。
し、本発明鋼の特性をさらに改善する効果を示すので、
必要により添加するが、多量に含有すると炭化物を形成
して、工具摩耗を増加させるので上限値は、０．５％と
した。 Ｓ：０．２０％以下 Ｓは、Ｍｎと結合してＭｎＳ介在物を形成し被削性を向
上させる。しかし、ＭｎＳは孔食の起点となり易く耐食
性を劣化させるので必要に応じて添加する。しかし、
０．２０％を越えても耐食性の低下に見合う被削性向上
は望めないので上限は０．２０％とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の効果を実施例によ
り示す。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。表１において、Ａ〜Ｉは本発明鋼、Ｊ〜
Ｑは比較鋼、Ｒ、Ｓは従来鋼（Ｒ：ＳＵＳ４２０、Ｓ：
ＳＵＳ６３０）に属するものである。表１に示す成分を
有する供試鋼を３０ｋｇ高周波溶解炉にて溶解し、４０
ｍｍ×４０ｍｍの角棒に鍛伸後、熱処理を施し実験に供
した。
り示す。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。表１において、Ａ〜Ｉは本発明鋼、Ｊ〜
Ｑは比較鋼、Ｒ、Ｓは従来鋼（Ｒ：ＳＵＳ４２０、Ｓ：
ＳＵＳ６３０）に属するものである。表１に示す成分を
有する供試鋼を３０ｋｇ高周波溶解炉にて溶解し、４０
ｍｍ×４０ｍｍの角棒に鍛伸後、熱処理を施し実験に供
した。
【００１１】
【表１】
【００１２】表２に上記各供試材の熱処理後の特性を示
す。熱処理は硬さ４０ＨＲＣ±５を得るように、焼入れ
は1０００℃で1時間加熱してから空冷し、その後焼戻し
として５２０℃から５６０℃の２０℃刻みの適正温度で
１時間加熱後空冷した。耐食試験は、塩水噴霧試験
（５％ＮａＣｌ，３５℃，１ｈｒ）、水道水浸せき試
験（室温，１分浸せき後大気中放置）を実施し、それぞ
れについて外観観察により発錆状況を比較しその程度に
より○（良好）、×（不良）、△（中間）で評価した。
被削性の評価は、エンドミル切削試験を実施し、工具逃
げ面の最大摩耗巾（ＶＢmax）を測定した。
す。熱処理は硬さ４０ＨＲＣ±５を得るように、焼入れ
は1０００℃で1時間加熱してから空冷し、その後焼戻し
として５２０℃から５６０℃の２０℃刻みの適正温度で
１時間加熱後空冷した。耐食試験は、塩水噴霧試験
（５％ＮａＣｌ，３５℃，１ｈｒ）、水道水浸せき試
験（室温，１分浸せき後大気中放置）を実施し、それぞ
れについて外観観察により発錆状況を比較しその程度に
より○（良好）、×（不良）、△（中間）で評価した。
被削性の評価は、エンドミル切削試験を実施し、工具逃
げ面の最大摩耗巾（ＶＢmax）を測定した。
【００１３】
【表２】
【００１４】本発鋼Ａ〜Ｉは、いずれも熱処理により硬
さ４０±５ＨＲＣを満たしたが、比較鋼Ｋ、Ｍ、Ｎ、Ｏ
はＣが低いか、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどの析出硬化元素が
不足のため硬さを満たしていない。耐食性はＣｒの低い
比較鋼Ｎや、Ｓ量の多い比較鋼Ｑは錆び易く、Ｃｒ含有
量が下限に近いＥ、Ｍ、ＯはＣ量との関係でやや錆び易
い。Ｓ量が上限に近いＧ、Ｈ、Ｉは塩水噴霧法で発錆が
みられた。また、Ｃｒ量の多すぎる比較鋼Ｊや、Ｍｎ、
Ｍｏの高い比較鋼Ｌ、Ｐは切削試験での工具摩耗が大き
い。従来鋼Ｒ、Ｓは耐食性では優れているが、被削性が
非常に劣っている。
さ４０±５ＨＲＣを満たしたが、比較鋼Ｋ、Ｍ、Ｎ、Ｏ
はＣが低いか、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどの析出硬化元素が
不足のため硬さを満たしていない。耐食性はＣｒの低い
比較鋼Ｎや、Ｓ量の多い比較鋼Ｑは錆び易く、Ｃｒ含有
量が下限に近いＥ、Ｍ、ＯはＣ量との関係でやや錆び易
い。Ｓ量が上限に近いＧ、Ｈ、Ｉは塩水噴霧法で発錆が
みられた。また、Ｃｒ量の多すぎる比較鋼Ｊや、Ｍｎ、
Ｍｏの高い比較鋼Ｌ、Ｐは切削試験での工具摩耗が大き
い。従来鋼Ｒ、Ｓは耐食性では優れているが、被削性が
非常に劣っている。
【００１５】
【発明の効果】以上に示したように、本発明鋼は、被削
性を害さない範囲内で、金型の保管中や水溶性切削油が
付着した状態で放置した場合での発錆を防止する程度
の、適度の耐食性を保持させるべく、Ｃｒ、Ｃ等の添加
元素のバランスを調整し、かつ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ等の
析出硬化により、硬さ４０ＨＲＣの強度レベルとしたプ
ラスチック成形用金型用鋼である。
性を害さない範囲内で、金型の保管中や水溶性切削油が
付着した状態で放置した場合での発錆を防止する程度
の、適度の耐食性を保持させるべく、Ｃｒ、Ｃ等の添加
元素のバランスを調整し、かつ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ等の
析出硬化により、硬さ４０ＨＲＣの強度レベルとしたプ
ラスチック成形用金型用鋼である。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量比でＣ：０．０２〜０．２％、Ｓ
ｉ：１．５％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０
〜８．０％未満、Ｎｉ：１．０〜４．０％、Ａｌ：０．
５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜３．５％を含有し、残部
Ｆｅおよび不可避的不純物よりなることを特徴とする耐
食性プラスチック成形金型用鋼。 - 【請求項２】 重量比でＣ：０．０２〜０．２％、Ｓ
ｉ：１．５％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０
〜８．０％未満、Ｎｉ：１．０〜４．０％、Ａｌ：０．
５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜３．５％、およびＭｏ：
１．０％以下とＶ：０．５％以下のうち１種または２種
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなること
を特徴とする耐食性プラスチック成形金型用鋼。 - 【請求項３】 重量比でＣ：０．０２〜０．２％、Ｓ
ｉ：１．５％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０
〜８．０％未満、Ｎｉ：１．０〜４．０％、Ａｌ：０．
５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜３．５％、Ｓ：０．２０
％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりな
ることを特徴とする耐食性プラスチック成形金型用鋼。 - 【請求項４】 重量比でＣ：０．０２〜０．２％、Ｓ
ｉ：１．５％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０
〜８．０％未満、Ｎｉ：１．０〜４．０％、Ａｌ：０．
５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜３．５％、Ｓ：０．２０
％以下、およびＭｏ：１．０％以下とＶ：０．５％以下
のうち１種または２種を含有し、残部Ｆｅおよび不可避
的不純物よりなることを特徴とする耐食性プラスチック
成形金型用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30217297A JPH11140591A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 耐食性プラスチック成形金型用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30217297A JPH11140591A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 耐食性プラスチック成形金型用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140591A true JPH11140591A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=17905798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30217297A Pending JPH11140591A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 耐食性プラスチック成形金型用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140591A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7452624B2 (en) | 2001-02-15 | 2008-11-18 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte type fuel cell |
| EP2722406A1 (en) | 2012-10-20 | 2014-04-23 | Daido Steel Co.,Ltd. | Steel for molding die having excellent thermal conductivity, mirror polishing properties and toughness |
| CN106435360A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-02-22 | 武汉科技大学 | 高强韧耐腐耐候钢板及其制造方法 |
| CN111549295A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-18 | 北京工业大学 | 一种抗锌液冲蚀磨损的Fe-B合金及其制备方法 |
| US11767569B2 (en) | 2016-06-01 | 2023-09-26 | Ovako Sweden Ab | Precipitation hardening stainless steel and its manufacture |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP30217297A patent/JPH11140591A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7452624B2 (en) | 2001-02-15 | 2008-11-18 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte type fuel cell |
| EP2722406A1 (en) | 2012-10-20 | 2014-04-23 | Daido Steel Co.,Ltd. | Steel for molding die having excellent thermal conductivity, mirror polishing properties and toughness |
| US11767569B2 (en) | 2016-06-01 | 2023-09-26 | Ovako Sweden Ab | Precipitation hardening stainless steel and its manufacture |
| CN106435360A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-02-22 | 武汉科技大学 | 高强韧耐腐耐候钢板及其制造方法 |
| CN111549295A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-18 | 北京工业大学 | 一种抗锌液冲蚀磨损的Fe-B合金及其制备方法 |
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