JPH11189852A - 粉末や金により作られる高速鋼 - Google Patents

粉末や金により作られる高速鋼

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯切り工具等に適する高硬度にして高耐摩耗
の粉末や金による高速鋼を提供する。 【解決手段】 粉末や金により作られる高速鋼はＷ，Ｍ
ｏ，ＶとＣｏの組合せ成分からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温度での高硬度
かつ耐摩耗に優れた粉末や金により作られた高速鋼に関
し、特に詳述すれば、ホブのような歯切り工具の製造や
非常に高い耐摩耗性を要求する他の工具分野の製造に使
用するに適する高速鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】使用中の工具が、たとえば、１０００°
Ｆから１２００°Ｆといった高温度を受け、しかも、高
硬度かつ耐摩耗性を要求される工具の分野では、これら
の工具の製造にカーバイト（炭化物）材を用いるのが一
般的である。しかし、カーバイト材は、望ましい工具形
状、特に複雑な切削面を作ることが困難という欠点があ
り、かつじん性に劣ることが特徴となっている。劣るじ
ん性は工具を使用中にき裂や削られ易くさせる。これら
の分野では、カーバイト材よりも高速鋼を採用すること
が好まれる。何故なら、高速鋼は希望する工具形状に切
削するのが容易でありかつカーバイト材より高いじん性
を示すからである。しかしながら、高速鋼はこれらの分
野に用いられていない。その理由は、高速鋼が、通常カ
ーバイト工具が用いられる高温度で、必要な硬度と耐摩
耗性を示さないからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的即ち課題
は、ホブのような歯切り工具の製造や高耐摩耗性を要求
する他の分野の工具の製造に使用される粉末や金で作ら
れる高速鋼製品を提供することにある。本発明の材料は
カーバイト切削工具分野にて用いられる高温度で高い硬
度を維持し、じん性や切削性の点から高速度鋼なみの利
点をもつのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、高速鋼の粉末
粒子を固めた粉末や金により作られた高速度鋼製品を提
供して、本発明の課題を解決する。鋼は、炭素（Ｃ）
２．４〜３．９重量％，マンガン（Ｍｎ）０．８重量％
迄，クロム（Ｃｒ）３．７５〜４．７５重量％，タング
ステン（Ｗ）９．０〜１１．５重量％，モリブデン（Ｍ
ｏ）４．７５〜１０．７５重量％，バナジウム（Ｖ）
４．０〜１０．０重量％，コバルト（Ｃｏ）８．５〜１
６．０重量％，選択的に存在するニオブ（Ｎｂ）２．０
〜４．０重量％，鉄（バランス）および不可避的不純物
からなる。
【０００５】次の表１は本発明による好ましいおよびよ
り好ましい高速鋼の成分を重量％で示すものである。
【０００６】
【表１】
【０００７】本発明による製品は、焼入れと焼もどし状
態で７０ＲＣの最大硬度をもち、かつ好ましくは１２０
０°Ｆの焼もどし後６１Ｒｃの最小硬度をもつ、好まし
くは、焼入れと焼もどし状態での最小硬度は７２Ｒｃで
あり、１２００°Ｆでの焼もどし後の硬度は６３Ｒｃで
ある。本発明による製品、部品は、ホブのような歯切り
工具や加工物上の表面仕切工具等である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明による製品のテスト目的
で、粉末や金により作られた製品が表２に示す成分（重
量％で示す）で作られた。
【０００９】
【表２】
【００１０】テストのための製品は、表２に示す成分を
有し、通常の粉末や金手法により作られる。通常の粉末
や金手法は、チッ素ガス噴霧法によりプレアロイ粉（噴
霧合金粉）を作り、これをホットアイソレーティング法
（熱間静水圧成形）により高密度に圧縮させるものを含
む。表２に示すサンプルは、オイルで焼入れし、かつ表
３に示した温度で、各２時間毎を４回焼もどしをしオー
ステナイト化させた。サンプルはこれらの温度での焼も
どし後硬度を測定した。耐摩耗性は、ピン摩耗テストお
よびクロスシリンダテストにより、表４に報告した如く
決められた。曲げ破壊強度とシャルピーＣ−ノッチ衝撃
じん性強度は、表４に示した焼もどし温度と硬化温度を
使用する熱処理後、サンプルの長手方向と横方向で決定
された。
【００１１】
【表３】
【００１２】
【表４】
【００１３】合金Ａ１ａ−Ａ１ｄ，Ａ２ａ−Ａ２ｅ，Ａ
３ａ−Ａ３ｃは、本発明による複合金である。本発明に
よるＡ１，Ａ２とＡ３の一連の合金は、表３に記した焼
もどし応答性のデータおよび図１にグラフで示したデー
タから明らかな如く、既存の市販品の合金に対して１２
００°Ｆ迄の焼もどし温度で優れた硬度を示した。同様
に、表４に示した如く、本発明によるサンプルＡ１ｃ，
Ａ２ａ，Ａ２ｄとＡ３ａは、ピン摩耗とクロスシリンダ
テストによりわかる如く優れた耐摩耗性を示した。これ
らの本発明の合金の内、合金Ａ１は焼もどし応答性と耐
摩耗性の最良の組合せを示した。合金Ａ２は１２００°
Ｆでの焼もどし後わずかに低い硬さを示したが、合金Ａ
１より多少改良されたじん性と曲げ破壊強度を示した。
表４と図１に示される如く、本発明の合金の全ては既存
の合金よりも優れた焼もどし応答性、じん性および耐摩
耗性の改良された組合せを示した。
【００１４】
【表５】
【００１５】表５と図２は既存の市販合金のＲｅｘ７６
と比較しての本発明の合金Ａ１ｃ，Ａ２ｄ，Ａ２ｃとＡ
３ａの高温即ち熱間硬度値を示す。このデータから明ら
かな如く、本発明による合金の全てが、既存の市販合金
に比し、１３００°Ｆ迄の高温度で改良された硬さを示
した。本明細書に述べた全ての成分は、特に別の表示が
ない限り、重量％で示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の粉末や金により作られた合金と比較して
の本発明の合金の焼もどし応答性を示すグラフ図であ
る。
【図２】従来の粉末や金により作られた合金と比較して
の本発明の合金の高温硬度を示すグラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレイ エル． ウオシエツィンスキ ィー アメリカ合衆国、ペンシルヴアニア 15241 ピツツバーグ サテライト サー クル 1197 (72)発明者 ウイリアム スタスコ アメリカ合衆国、ペンシルヴアニア 15120 ウエスト ホームステッド ドッ グウッド プレイス 3400

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量％で、カーボン２．４〜３．９，マ
    ンガン０．８迄，シリコン０．８迄，クロム３．７５〜
    ４．７５，タングステン９．０〜１１.５，モリブデン
    ４．７５〜１０．７５，バナジウム４．０〜１０．０，
    コバルト８．５〜１６．０，選択的に存在するニオブ
    ２．０〜４．０，鉄バランス，および不可避不純物から
    なる粉末や金により作られる高速鋼。
  2. 【請求項２】 重量％で、カーボン２．６〜３．５，ク
    ロム３．７５〜４．７５，タングステン９．０〜１１．
    ５，モリブデン９．５〜１０．７５，バナジウム４．０
    〜６．０，ニオブ２〜４，コバルト１４．０〜１６．０
    からなる請求項１記載の高速鋼。
  3. 【請求項３】 重量％で、カーボン３．０〜３．３，マ
    ンガン最大０．５，シリコン最大０．５，クロム４．２
    〜４．６，タングステン１０．５〜１１．０，モリブデ
    ン１０．０〜１０．５，バナジウム５．０〜５．５，ニ
    オブ２．８〜３．２，コバルト１４．５〜１５．０から
    なる請求項２記載の高速鋼。
  4. 【請求項４】 重量％で、カーボン２．４〜３．２，ク
    ロム３．７５〜４．５，タングステン９．７５〜１０．
    ７５，モリブデン６．７５〜８．２５，バナジウム５．
    ０〜７．０，コバルト１３．０〜１５．０からなる請求
    項１記載の高速鋼。
  5. 【請求項５】 重量％で、カーボン２．９〜３．１０，
    マンガン最大０．５，シリコン最大０．５，クロム３．
    ９〜４．２，タングステン１０．０〜１０．５，モリブ
    デン７．２５〜７．７５，バナジウム６．０〜６．５，
    コバルト１４．０〜１４．５からなる請求項４記載の高
    速鋼。
  6. 【請求項６】 重量％で、カーボン２．９〜３．９，ク
    ロム３．７５〜４．５，タングステン９．５〜１１．
    ０，モリブデン４．７５〜６．０，バナジウム８．５〜
    １０．０，コバルト８．５〜１０．０からなる請求項１
    記載の高速鋼。
  7. 【請求項７】 重量％で、カーボン３．２〜３．６，マ
    ンガン最大０．５，シリコン最大０．５，クロム３．９
    〜４．２，タングステン１０．０〜１０．５，モリブデ
    ン５〜５．５，バナジウム９．０〜９．５，コバルト
    ９．０〜９．５からなる請求項１記載の高速鋼。
  8. 【請求項８】 焼入れと焼もどし状態で７０Ｒｃの最小
    硬さをもつ請求項１〜８記載の何れかの高速鋼。
  9. 【請求項９】 焼入れと焼もどし状態で７０Ｒｃの最小
    硬さ、１２００°Ｆでの焼もどし後６１Ｒｃの最小硬さ
    をもつ請求項１〜８記載の何れかの高速鋼。
  10. 【請求項１０】 最小硬さが７２Ｒｃの請求項８記載の
    高速鋼。
  11. 【請求項１１】 １２００°Ｆでの焼もどし後の最小硬
    さがＲｃ６３である請求項９記載の高速鋼。
  12. 【請求項１２】 歯切り工具である請求項８記載の高速
    鋼。
  13. 【請求項１３】 歯切り工具である請求項９記載の高速
    鋼。
  14. 【請求項１４】 加工物への表面処理のための請求項８
    記載の高速鋼。
  15. 【請求項１５】 加工物への表面処理のための請求項９
    記載の高速鋼。
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