JPH11222655A - 粉末高速度工具鋼およびその製造方法 - Google Patents

粉末高速度工具鋼およびその製造方法

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JPH11222655A
JPH11222655A JP3657298A JP3657298A JPH11222655A JP H11222655 A JPH11222655 A JP H11222655A JP 3657298 A JP3657298 A JP 3657298A JP 3657298 A JP3657298 A JP 3657298A JP H11222655 A JPH11222655 A JP H11222655A
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JP
Japan
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less
tool steel
speed tool
high speed
toughness
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JP3657298A
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English (en)
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Tomio Sekine
富夫 関根
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 HIP処理した焼結体が熱間加工中に割れを
発生することがない高炭素で高合金の粉末高速度工具鋼
およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 重量%で、C:1.5〜2.3%、S
i:1.0%以下、Mn:1.0%以下、P:0.03
0%以下、S:0.0010%以下、Ni:2.5%以
下、Cr:3.0〜8.0%、Mo:2.0〜8.0
%、W:10.0〜30.0%、V:2.0〜8.0
%、Co :5.0〜15%、残部Feおよび不可避不純
物からなる高炭素粉末高速度工具鋼。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、最高級エンドミル
などに用いる粉末高速度工具鋼およびその製造方法、詳
細にはC含有量を高くするとともに、他の合金添加成分
の含有量を高くした粉末高速度工具鋼およびその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、粉末高速度工具鋼(焼結高速度工
具鋼)は、硬度、靱性、耐摩耗性、耐溶着性などが優れ
ているため、切削工具、冷間および熱間ロール、エンド
ミル、各種型材などに多量に使用されている。この粉末
高速度工具鋼は、高速度工具鋼の成分組成を有する粉末
をふるい分けし、カプセルに充填した後、加熱しながら
脱気し、その後熱間静水圧圧縮(HIP)処理して焼結
体とし、この焼結体を熱間加工して製造されているもの
である。
【0003】最近、これらの材料の性質に対する要望が
ますます高くなっており、さらに硬度、靱性、耐摩耗性
などが優れた粉末高速度工具鋼が求められている。そこ
で、この要望に応えるものとしてC含有量を高くすると
ともに、他の合金添加成分の含有量を高くすることによ
って硬度、靱性などを高くした、C:0.8〜3.0
%、Si:3.0%以下、Mn:3.0%以下、Cr:
4.6〜10.0%、W:20.0%以下、V:0.1
〜5.0%、Co :10.0以下を含み、更に必要に応
じてMo:10.0%以下を含み、残部Feおよび不可
避不純物からなる粉末高速度工具鋼が開発され、本出願
人によって特許出願された。(特開平2─182867
号参照)。この粉末高速度工具鋼は、硬度、靱性、耐摩
耗性などは優れているが、HIP処理した焼結体を熱間
加工すると割れが発生するという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、HIP処理
した焼結体が熱間加工中に割れを発生することがない高
炭素で高合金の粉末高速度工具鋼およびその製造方法を
提供することを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者は、高炭素で高合金の粉末高速度工具鋼に
おいて、HIP処理した焼結体が熱間加工中に割れが発
生する原因について製造プロセス、化学成分などについ
て種々研究していたところ、その理由は不明であるが、
S含有量を極端に少なくすると熱間加工中の割れが発生
しなくなるとの知見を得て本願発明をなしたものであ
る。すなわち、本発明の粉末高速度工具鋼においては、
C:1.5〜2.3%、Si:1.0%以下、Mn:
1.0%以下、P:0.030%以下、S:0.001
0%以下、Ni:2.5%以下、Cr:3.0〜8.0
%、Mo:2.0〜8.0%、W:10.0〜30.0
%、Mo :2.0〜8.0%、V:2.0〜8.0%、
Co :5.0〜15%、残部Feおよび不可避不純物か
らなるものとしたことである。
【0006】また、上記課題を解決するため、本発明の
粉末高速度工具鋼の製造方法においては、C:1.5〜
2.3%、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、
P:0.030%以下、Ni:2.5%以下、Cr:
3.0〜8.0%、Mo:2.0〜8.0%、W:1
0.0〜30.0%、Mo :2.0〜8.0%、V:
2.0〜8.0%、Co :5.0〜15%、残部Feお
よび不可避不純物からなる粉末高速度工具鋼の製造にお
いて、Sを0.0010%以下にすることである。
【0007】次に、本発明について詳細に説明する。上
記粉末高速度工具鋼およびその製造方法において各成分
組成を上記のように限定した理由は次のとおりである。 C:1.5〜2.3%、 Cは、焼結の過程でCr、Mo、Wなどと炭化物を生成
して硬度、耐摩耗性を向上させる成分であり、その含有
量が1.5%より少ないと上記効果を得ることができ
ず、2.3%より多くなると析出炭化物が過多となって
靱性、熱間加工性を低下するので、その含有範囲を1.
5〜2.3%とする。好ましい含有範囲は、1.6〜
2.2%である。
【0008】Si:1.0%以下 Siは、脱酸材として含有させる成分であるが、低温で
の焼戻し抵抗を向上させる作用もある。しかし、多量に
含有されると脆化したり、可鍛性を低下するので、その
含有量を1.0%以下とする。 Mn:1.0%以下 Mnは、脱酸材として含有させる成分であるが、焼入れ
性を増し耐摩耗性を高める働きをする作用もある。しか
し、多量に含有させると残留オーステナイトを生成して
靱性を低下するので、その含有量を1.0%以下とす
る。 P:0.03%以下 Pは、不可避的不純物であるが、0.03%以下であれ
ば、高炭素の粉末高速度工具鋼に及ぼす悪影響がそれ程
でもないので、その含有量を0.03%以下する。
【0009】S:0.0010%以下 Sは、不可避的不純物であるが、0.0010%より多
いとHIP処理した焼結体が熱間加工中に割れを発生す
るするので、その含有量を0.0010%以下する。 Ni:2.5%以下 Niは、靱性の向上に資する成分であるが、あまり多く
含有させると焼入れの際残留オーステナイトを生成して
靱性を低下させるので、その含有量を2.5%以下とす
る。 Cr:3.0〜8.0% Crは、上記Cと炭化物を形成して、また、V、Mo、
Wなどと複炭化物を生成して耐摩耗性を向上するととも
に焼入れ性を高め、硬度および靱性を向上させる成分
で、その含有量が3.0%より少ないとその効果が十分
でなく、また8.0%を超えると巨大炭化物を析出さ
せ、マトリックスの靱性、高温下における軟化抵抗性を
低下させるので、その含有量を3.0〜8.0とする。
好ましくは3.5〜6.5%である。
【0010】Mo:2.0〜8.0%、W:10.0〜
30.0% W、Moは、いずれも高温硬さを高め、Crが存在する
と焼戻し抵抗を非常に大きくして二次硬化を促進し、も
って耐摩耗性を高める成分で、Moが2.0%、Wが1
0.0%より少ないとその効果が十分でなく、またMo
が8.0%、Wが30.0%より多くなると析出炭化物
が過多となり、マトリックスの靱性を低下させるので、
その含有量をMo:2.0〜8.0%、W:10.0〜
30.0%、好ましくはMo:2.0〜6.0%、W:
10.0〜23.0%である。
【0011】V:2.0〜8.0% Vは、結晶粒を微細化して靱性を向上させ、また固溶し
ない炭化物を生成して耐摩耗性を向上させる成分で、
2.0%より少ないとその効果が十分でなく、また8.
0%より多くなると、焼入れ性の低下や、マトリックス
中に過剰な炭化物を析出させ、熱間加工性を低下させる
ので、その含有量を2.0〜8.0%とする。好ましく
は4.0〜5.5%である。 Co :5.0〜15.0% Co は、マルテンサイト組織を強化して耐摩耗性と高温
硬さの向上に資する成分であるが、5.0%より少ない
とその効果が十分でなく、また15.0%より多くなる
と靱性を低下させるので、その含有量を5.0〜15.
0%とする。好ましくは7.0〜12%である。
【0012】不可避的不純物であるOは、0.0020
%以下であれば、粉末高速度工具鋼に及ぼす悪影響がそ
れ程でもないので、その含有量を0.0020%以下と
するのが好ましい。
【0013】本発明の粉末高速度工具鋼は、上記成分組
成の鋼種を溶製し、その溶湯を水、不活性ガスなどで噴
霧して粉末にした後、この粉末をふるい分けし、カプセ
ルに充填した後、加熱しながら脱気し、カプセルを密閉
した後熱間静水圧圧縮(HIP)処理して焼結体とし、
この焼結体をカプセルのまま熱間加工して製造する普通
の粉末高速度工具鋼の製造方法によって製造することが
できる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を説明す
る。
【実施例】下記表1に示す本発明材および比較材の成分
組成の鋼を溶製し、その溶湯を水噴霧法で粉末にした。
これらの粉体を乾燥・ふるい分けした後カプセルに充填
し、酸素を除去するため560℃で10〜18.3時間
真空炉の中で真空還元し、カプセルを蜜封した後100
0気圧、1130℃で10時間HIP処理し、その後カ
プセルに充填したままの状態で表2に示した加熱条件で
加熱および熱間鍛造を行った。この熱間鍛造による割れ
の発生状状況を目視した結果を表2に示す。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】なお、表2の加熱温度に幅があるのは、複
数工程で圧延処理したため、工程によって加熱温度に差
があったからである。これらの熱間鍛造によって製造し
た鋼片の外周部から(割れが発生しているものは割れが
ないところから)グリーブル試験用の6.35φの試験
片を採取した。この試験片を表3に示した試験温度に高
周波加熱し、試験温度に到達すると直ちに引っ張って変
形抵抗値(切断したときの断面積当たりの荷重)および
絞り値(切断したときの断面積の減少を原断面積で除し
た値の百分率、この値が大きいと加工性が高い)を求め
た。この結果を表3並びに図1および図2に示す。な
お、図1および図2は表1のものをグラフに示したもの
である。
【0018】
【表3】
【0019】これらの結果より、変形抵抗値は、本発明
材No.1〜3、比較材No.6(溶製材)、比較材の
No.4、5(S含有量が本発明の範囲外)ともに大き
な違いはない。しかし、絞り値は、本発明材No.1〜
3および比較材No.6が比較材No.4、5よりかな
り大きくなっている。すなわち、通常の熱間加工温度に
近い1125℃において、本発明材No.1〜3の絞り
値は、62.0〜64.6%であるのに対し、比較材N
o.4、5の絞り値は、55.5%と57.5%であ
る。このことからも、本発明材は熱間加工性が高く、割
れが少なくなることが分かる。
【0020】また、上記熱間鍛造によって製造した鋼片
の外周部から(割れが発生しているものは割れがないと
ころから)硬さおよび靱性を試験するための試験片を切
り出し、この試験片を1200℃で焼入れし、560℃
で焼戻し試験片とした。これらの試験片を用いて、硬さ
および抗折力値を求めた。その結果を表4に示す。な
お、抗折力試験片は3×5×30mmのものを用いて測
定した。
【0021】
【表4】
【0022】これらの結果より、本発明の本発明材N
o.1〜3は、S含有量が高い従来のもの(比較材N
o.4、5)と同様に硬さおよび抵折力値(靱性)が十
分高く、ハードな加工用の切削工具として使用できるこ
とが分かる。
【0023】
【発明の効果】本発明の粉末高速度工具鋼およびその製
造方法は、上記構成にしたことにより、熱間加工中に割
れの発生が少なく、鋼片の歩留りが高くなり、コストが
大幅に安くなるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】各試験片のグリーブル試験における変形抵抗値
と試験温度の関係を示すグラフである。
【図2】各試験片のグリーブル試験における絞り値と試
験温度の関係を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下同じ)、C:1.5〜
    2.3%、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、
    P:0.030%以下、S:0.0010%以下、N
    i:2.5%以下、Cr:3.0〜8.0%、Mo:
    2.0〜8.0%、W:10.0〜30.0%、V:
    2.0〜8.0%、Co :5.0〜15%、残部Feお
    よび不可避不純物からなることを特徴とする粉末高速度
    工具鋼。
  2. 【請求項2】 C:1.5〜2.3%、Si:1.0%
    以下、Mn:1.0%以下、P:0.030%以下、N
    i:2.5%以下、Cr:3.0〜8.0%、Mo:
    2.0〜8.0%、W:10.0〜30.0%、Mo :
    2.0〜8.0%、V:2.0〜8.0%、Co :5.
    0〜15%、残部Feおよび不可避不純物からなる粉末
    高速度工具鋼の製造において、Sを0.0010%以下
    にすることを特徴とする粉末高速度工具鋼の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249511A1 (de) * 2001-04-11 2002-10-16 BÖHLER Edelstahl GmbH PM-Schnellarbeitsstahl mit hoher Warmfestigkeit
CN103233912A (zh) * 2013-05-10 2013-08-07 天津市芦台精密铸造有限公司 潜油泵低温叶导轮
WO2021032893A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 Voestalpine Böhler Edelstahl Gmbh & Co. Kg Werkzeugstahl für kaltarbeits- und schnellarbeitsanwendungen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249511A1 (de) * 2001-04-11 2002-10-16 BÖHLER Edelstahl GmbH PM-Schnellarbeitsstahl mit hoher Warmfestigkeit
CN103233912A (zh) * 2013-05-10 2013-08-07 天津市芦台精密铸造有限公司 潜油泵低温叶导轮
WO2021032893A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 Voestalpine Böhler Edelstahl Gmbh & Co. Kg Werkzeugstahl für kaltarbeits- und schnellarbeitsanwendungen
DE102019122638A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 Voestalpine Böhler Edelstahl Gmbh & Co Kg Werkzeugstahl für Kaltarbeits- und Schnellarbeitsanwendungen

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