JPH11302725A - 工具鋼の焼なまし方法 - Google Patents
工具鋼の焼なまし方法Info
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- JPH11302725A JPH11302725A JP12424698A JP12424698A JPH11302725A JP H11302725 A JPH11302725 A JP H11302725A JP 12424698 A JP12424698 A JP 12424698A JP 12424698 A JP12424698 A JP 12424698A JP H11302725 A JPH11302725 A JP H11302725A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短時間で炭化物が均一に分散した焼なまし組
織が得られる工具鋼の焼なまし方法を提供することにあ
る。 【解決手段】 熱間加工またはオーステナイト化温度以
上の加熱によりオーステナイト結晶粒径を５０μｍ以下
に制御した後、パーライトノーズ温度とベーナイト変態
開始温度の間の温度に３００℃／時間以上の冷却速度で
冷却し、その後、パーライトノーズ温度とＡｃ１変態点
の間の温度まで加熱して粒状化焼なましを行うことを特
徴とする工具鋼の焼なまし方法。
織が得られる工具鋼の焼なまし方法を提供することにあ
る。 【解決手段】 熱間加工またはオーステナイト化温度以
上の加熱によりオーステナイト結晶粒径を５０μｍ以下
に制御した後、パーライトノーズ温度とベーナイト変態
開始温度の間の温度に３００℃／時間以上の冷却速度で
冷却し、その後、パーライトノーズ温度とＡｃ１変態点
の間の温度まで加熱して粒状化焼なましを行うことを特
徴とする工具鋼の焼なまし方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＪＩＳのＳＫＤ１
１及びＳＫＤ６１等のような工具鋼の焼なまし方法、更
に詳しくは、炭化物が均一に分散した焼なまし組織を短
時間で得ることができる工具鋼の焼なまし方法に関す
る。
１及びＳＫＤ６１等のような工具鋼の焼なまし方法、更
に詳しくは、炭化物が均一に分散した焼なまし組織を短
時間で得ることができる工具鋼の焼なまし方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の工具鋼の焼きなまし方法
としては、図２のＴＴＴ曲線１及び２に示すように、１
２００℃に加熱し熱間加工した後約２４時間かけて約１
５０℃まで徐冷し、その後曲線１ではＡｃ３点直下、曲
線２ではＡｃ１点直下の温度にそれぞれ加熱して５〜８
時間保持し、約３０℃／時間以下の冷却速度で徐冷する
方法が一般に行われている。
としては、図２のＴＴＴ曲線１及び２に示すように、１
２００℃に加熱し熱間加工した後約２４時間かけて約１
５０℃まで徐冷し、その後曲線１ではＡｃ３点直下、曲
線２ではＡｃ１点直下の温度にそれぞれ加熱して５〜８
時間保持し、約３０℃／時間以下の冷却速度で徐冷する
方法が一般に行われている。
【０００３】しかしこの焼なまし方法では、熱間加工後
の徐冷により結晶粒界に炭化物が析出してベーナイト変
態が生じるため、その後の焼なましで粒状炭化物の分布
状態が不均一となり、焼なまし状態での靭性，被削性が
悪くなるとゝもに、焼なましに４８時間以上もかかると
いった、焼きなまし組織の点及び焼きなまし時間の点で
それぞれ欠点があった。
の徐冷により結晶粒界に炭化物が析出してベーナイト変
態が生じるため、その後の焼なましで粒状炭化物の分布
状態が不均一となり、焼なまし状態での靭性，被削性が
悪くなるとゝもに、焼なましに４８時間以上もかかると
いった、焼きなまし組織の点及び焼きなまし時間の点で
それぞれ欠点があった。
【０００４】そこで、工具鋼の焼なまし組織を改善する
方法としては、熱間加工後、焼なまし前に焼ならしを施
す方法が行われている。この方法は、オーステナイト域
に加熱することにより結晶粒界に析出した炭化物を基地
に固溶させ、その後急冷することで結晶粒界への炭化物
の優先析出とベーナイト変態を防止しようとするもので
ある。しかし、この方法を焼入性の良いマルテンサイト
系工具鋼の太物材に適用すると、急冷によって割れが発
生する虞があるとゝもに、焼ならしにはコストと時間が
かかるといった諸欠点があった。
方法としては、熱間加工後、焼なまし前に焼ならしを施
す方法が行われている。この方法は、オーステナイト域
に加熱することにより結晶粒界に析出した炭化物を基地
に固溶させ、その後急冷することで結晶粒界への炭化物
の優先析出とベーナイト変態を防止しようとするもので
ある。しかし、この方法を焼入性の良いマルテンサイト
系工具鋼の太物材に適用すると、急冷によって割れが発
生する虞があるとゝもに、焼ならしにはコストと時間が
かかるといった諸欠点があった。
【０００５】このような従来の欠点を解消するため、特
公昭６４−６２４７号公報では、熱間加工または／およ
びオーステナイト化温度以上に加熱の後、マルテンサイ
ト変態の生ずる温度以下に冷却し、その後、残留オース
テナイトの分解処理を行い、次いで粒状化焼なましをす
ることにより、工具鋼の焼なまし組織を均一にする方法
が提案されている。しかしこの方法を太物材に適用しよ
うとすると、熱間加工後にマルテンサイト組織にするた
め急冷した場合、焼入性の良い工具鋼では割れが発生す
る虞がある、といった問題点がある。
公昭６４−６２４７号公報では、熱間加工または／およ
びオーステナイト化温度以上に加熱の後、マルテンサイ
ト変態の生ずる温度以下に冷却し、その後、残留オース
テナイトの分解処理を行い、次いで粒状化焼なましをす
ることにより、工具鋼の焼なまし組織を均一にする方法
が提案されている。しかしこの方法を太物材に適用しよ
うとすると、熱間加工後にマルテンサイト組織にするた
め急冷した場合、焼入性の良い工具鋼では割れが発生す
る虞がある、といった問題点がある。
【０００６】一方、焼なまし時間を短縮する方法とし
て、特開平８−３１１５３６号公報に開示されたマルテ
ンサイト系ステンレス鋼の焼きなまし方法がある。これ
は図３のＴＴＴ曲線１に示すように、熱間加工後にその
材料のＭｓ点からＭｆ点までの温度に急冷してマルテン
サイトとし、その後Ａｃ１点直下の７００〜７７０℃に
再加熱し、その後３〜１０時間保持した後空冷すること
により、約２４時間の熱処理するようにしたものである
が、この方法を焼入性の良いマルテンサイト系工具鋼の
太径材に適用した場合に、急冷による割れの問題点が残
っている。
て、特開平８−３１１５３６号公報に開示されたマルテ
ンサイト系ステンレス鋼の焼きなまし方法がある。これ
は図３のＴＴＴ曲線１に示すように、熱間加工後にその
材料のＭｓ点からＭｆ点までの温度に急冷してマルテン
サイトとし、その後Ａｃ１点直下の７００〜７７０℃に
再加熱し、その後３〜１０時間保持した後空冷すること
により、約２４時間の熱処理するようにしたものである
が、この方法を焼入性の良いマルテンサイト系工具鋼の
太径材に適用した場合に、急冷による割れの問題点が残
っている。
【０００７】又、この工具鋼には被削性の問題がある
が、この被削性を改善する製造方法として、出願人は先
に特開平８−１２０３３３号公報に開示した工具鋼の製
造方法を出願した。これは、高融点のＭ７Ｃ３型炭化物
を有するＳＫＤ１１系工具鋼において、溶融相が現出せ
ずに１１５０〜１２１０℃で高温ソーキングを施してＭ
７Ｃ３炭化物のみ残存させ、他の炭化物を固溶させた後
に１０℃／分で急冷して粒界に炭化物を析出させるよう
にしたものであるが、この方法ではコストと時間の問題
点が残っている。
が、この被削性を改善する製造方法として、出願人は先
に特開平８−１２０３３３号公報に開示した工具鋼の製
造方法を出願した。これは、高融点のＭ７Ｃ３型炭化物
を有するＳＫＤ１１系工具鋼において、溶融相が現出せ
ずに１１５０〜１２１０℃で高温ソーキングを施してＭ
７Ｃ３炭化物のみ残存させ、他の炭化物を固溶させた後
に１０℃／分で急冷して粒界に炭化物を析出させるよう
にしたものであるが、この方法ではコストと時間の問題
点が残っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の諸問題点を解決するために成されたもので、短
時間で炭化物が均一に分散した焼なまし組織が得られる
とゝもに、焼きなまし状態での靭性，被削性が良好であ
り、且つ太径の工具鋼でも割れが発生することがない工
具鋼の焼なまし方法を提供することを目的としたもので
ある。
な従来の諸問題点を解決するために成されたもので、短
時間で炭化物が均一に分散した焼なまし組織が得られる
とゝもに、焼きなまし状態での靭性，被削性が良好であ
り、且つ太径の工具鋼でも割れが発生することがない工
具鋼の焼なまし方法を提供することを目的としたもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明においては、熱間加工またはオーステナイト
化温度以上の加熱によりオーステナイト結晶粒径を５０
μｍ以下に制御した後、パーライトノーズ温度とベーナ
イト変態開始温度の間の温度に３００℃／時間以上の冷
却速度で冷却し、その後、パーライトノーズ温度とＡｃ
１変態点の間の温度まで加熱して粒状化焼なましを行う
ことを特徴とする工具鋼の焼なまし方法をその要旨とす
るものである。
め、本発明においては、熱間加工またはオーステナイト
化温度以上の加熱によりオーステナイト結晶粒径を５０
μｍ以下に制御した後、パーライトノーズ温度とベーナ
イト変態開始温度の間の温度に３００℃／時間以上の冷
却速度で冷却し、その後、パーライトノーズ温度とＡｃ
１変態点の間の温度まで加熱して粒状化焼なましを行う
ことを特徴とする工具鋼の焼なまし方法をその要旨とす
るものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する
に、先ずＪＩＳのＳＫＤ６１やＫＤ１１などの工具鋼
を、図１のＴＴＴ曲線１及び２に夫々示すように、オー
ステナイト変態点Ａｃ３以上の温度に加熱または熱間加
工して、オーステナイト結晶粒径が５０μｍ以下となる
ように制御する。ここで、熱間鍛造後のオーステナイト
結晶粒径が５０μｍ以上に粗大化するとその後の焼なま
しにより炭化物が均一に分散した組織が得られず、焼な
まし状態での被削性や、焼入れ，焼戻し状態での衝撃靭
性値が悪くなるので、５０μｍ以下にしておくことが必
要である。
に、先ずＪＩＳのＳＫＤ６１やＫＤ１１などの工具鋼
を、図１のＴＴＴ曲線１及び２に夫々示すように、オー
ステナイト変態点Ａｃ３以上の温度に加熱または熱間加
工して、オーステナイト結晶粒径が５０μｍ以下となる
ように制御する。ここで、熱間鍛造後のオーステナイト
結晶粒径が５０μｍ以上に粗大化するとその後の焼なま
しにより炭化物が均一に分散した組織が得られず、焼な
まし状態での被削性や、焼入れ，焼戻し状態での衝撃靭
性値が悪くなるので、５０μｍ以下にしておくことが必
要である。
【００１１】つぎに、パーライト変態のノーズ温度（７
５０〜６５０℃）とベーナイト変態開始点Ｂｓの温度の
間の温度に３００℃／時間以上の冷却速度で冷却し、そ
の後前記パーライト変態のノーズ温度（７５０〜６５０
℃）とＡｃ１変態点の間の温度に加熱して粒状化焼なま
しを行なう。これにより、太径の工具鋼でも割れること
なく、従来の焼なまし方法より短時間で被削性と衝撃靭
性に優れた炭化物が均一に分散した焼なまし組織を得る
ことができるとゝもに、図２に示す従来の焼なまし方法
では焼なまし時間に約４８時間を要するが、本発明によ
る焼なまし方法では、図１に示すように、焼なまし時間
を約２４時間程度に短縮することができる。
５０〜６５０℃）とベーナイト変態開始点Ｂｓの温度の
間の温度に３００℃／時間以上の冷却速度で冷却し、そ
の後前記パーライト変態のノーズ温度（７５０〜６５０
℃）とＡｃ１変態点の間の温度に加熱して粒状化焼なま
しを行なう。これにより、太径の工具鋼でも割れること
なく、従来の焼なまし方法より短時間で被削性と衝撃靭
性に優れた炭化物が均一に分散した焼なまし組織を得る
ことができるとゝもに、図２に示す従来の焼なまし方法
では焼なまし時間に約４８時間を要するが、本発明によ
る焼なまし方法では、図１に示すように、焼なまし時間
を約２４時間程度に短縮することができる。
【００１２】
【実施例】つぎに、本発明方法を実施例により説明する
に、ＳＫＤ６１を１２００℃に加熱し、熱間加工でオー
ステナイト結晶粒径を４０μｍにした後、これを５００
℃まで１．５時間かけて冷却し、その後７２０℃で５時
間、７６０℃で１５時間保持して粒状化焼なましを施し
た。その組織を写真１に示す。本発明方法による焼なま
し組織のこの写真１と、後述する従来方法による焼なま
し組織の写真２及び３と比較して明らかなように、微細
な炭化物が均一に分散した焼なまし組織が得られるてい
ることが判る。
に、ＳＫＤ６１を１２００℃に加熱し、熱間加工でオー
ステナイト結晶粒径を４０μｍにした後、これを５００
℃まで１．５時間かけて冷却し、その後７２０℃で５時
間、７６０℃で１５時間保持して粒状化焼なましを施し
た。その組織を写真１に示す。本発明方法による焼なま
し組織のこの写真１と、後述する従来方法による焼なま
し組織の写真２及び３と比較して明らかなように、微細
な炭化物が均一に分散した焼なまし組織が得られるてい
ることが判る。
【００１３】比較例１として、ＳＫＤ６１を本発明と同
様な上記の条件で熱間加工した後、図２に示すＴＴＴ曲
線１による従来方法で焼なましを施した。その組織を写
真２に示す。また比較例２として、ＳＫＤ６１を１２０
０℃に加熱し、熱間加工で結晶粒径を８０μｍにした
後、５００℃まで１．５時間で冷却し、その後７２０℃
で５時間、７６０℃で１５時間保持して粒状化焼なまし
を施した。その組織を写真３に示す。
様な上記の条件で熱間加工した後、図２に示すＴＴＴ曲
線１による従来方法で焼なましを施した。その組織を写
真２に示す。また比較例２として、ＳＫＤ６１を１２０
０℃に加熱し、熱間加工で結晶粒径を８０μｍにした
後、５００℃まで１．５時間で冷却し、その後７２０℃
で５時間、７６０℃で１５時間保持して粒状化焼なまし
を施した。その組織を写真３に示す。
【００１４】図４は、ＳＫＤ６１の熱間鍛造後の結晶粒
径と本発明の焼なまし方法による焼なまし状態のラフィ
ングエンドミルによる析損までの切削距離の関係を示し
たものである。Φ６ｍｍハイスエンドミルで回転数１０
８０r.p.m 、送り速度５２ｍｍ／ｍｉｎ、切込み６ｍｍ
で切削試験を行った。また図５は、熱間鍛造後の結晶粒
径と本発明の焼なまし方法により焼まなしを施した後、
１０２５℃×３０分空冷で焼入れし、５７０℃×９０分
空冷、５９０℃×９０分空冷で焼戻しした状態の衝撃靭
性の関係を示したものである。これらの図から明らかな
ように、熱間加工後のオーステナイト結晶粒径を５０μ
ｍ以下としたものが、被削性及び耐衝撃性において優れ
ていることが判る。
径と本発明の焼なまし方法による焼なまし状態のラフィ
ングエンドミルによる析損までの切削距離の関係を示し
たものである。Φ６ｍｍハイスエンドミルで回転数１０
８０r.p.m 、送り速度５２ｍｍ／ｍｉｎ、切込み６ｍｍ
で切削試験を行った。また図５は、熱間鍛造後の結晶粒
径と本発明の焼なまし方法により焼まなしを施した後、
１０２５℃×３０分空冷で焼入れし、５７０℃×９０分
空冷、５９０℃×９０分空冷で焼戻しした状態の衝撃靭
性の関係を示したものである。これらの図から明らかな
ように、熱間加工後のオーステナイト結晶粒径を５０μ
ｍ以下としたものが、被削性及び耐衝撃性において優れ
ていることが判る。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る工具鋼の焼なまし方法は、
上記のように、熱間加工またはオーステナイト化温度以
上の加熱によりオーステナイト結晶粒径を５０μｍ以下
に制御した後、パーライトノーズ温度とベーナイト変態
開始温度の間の温度に３００℃／時間以上の冷却速度で
冷却し、その後、パーライトノーズ温度とＡｃ１変態点
の間の温度まで加熱して粒状化焼なましを行う構成とし
たことにより、焼なまし時間を約２４時間程度に短縮す
ることができるとゝもに、微細な炭化物が均一に分散し
た焼なまし組織が得られるため、焼きなまし状態での靭
性，被削性が良好であり、且つ太径の工具鋼でも割れが
発生することがない工具鋼を得ることができる、といっ
た諸効果がある。
上記のように、熱間加工またはオーステナイト化温度以
上の加熱によりオーステナイト結晶粒径を５０μｍ以下
に制御した後、パーライトノーズ温度とベーナイト変態
開始温度の間の温度に３００℃／時間以上の冷却速度で
冷却し、その後、パーライトノーズ温度とＡｃ１変態点
の間の温度まで加熱して粒状化焼なましを行う構成とし
たことにより、焼なまし時間を約２４時間程度に短縮す
ることができるとゝもに、微細な炭化物が均一に分散し
た焼なまし組織が得られるため、焼きなまし状態での靭
性，被削性が良好であり、且つ太径の工具鋼でも割れが
発生することがない工具鋼を得ることができる、といっ
た諸効果がある。
【図１】本発明に係る焼なまし方法のＴＴＴ曲線を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図２】従来の焼なまし方法のＴＴＴ曲線を説明するた
めの説明図である。
めの説明図である。
【図３】更に他の従来の焼なまし方法のＴＴＴ曲線を説
明するための説明図である。
明するための説明図である。
【図４】熱間鍛造後のオーステナイト結晶粒径と焼なま
し状態のラフィングエンドミルによる折損までの切削距
離との関係を示す図である。
し状態のラフィングエンドミルによる折損までの切削距
離との関係を示す図である。
【図５】熱間鍛造後のオーステナイト結晶粒径と焼入
れ，焼戻しした状態のＪＩＳ３号試験片によるシャルピ
ー衝撃値との関係を示す図である。
れ，焼戻しした状態のＪＩＳ３号試験片によるシャルピ
ー衝撃値との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 熱間加工またはオーステナイト化温度以
上の加熱によりオーステナイト結晶粒径を５０μｍ以下
に制御した後、パーライトノーズ温度とベーナイト変態
開始温度の間の温度に３００℃／時間以上の冷却速度で
冷却し、その後、パーライトノーズ温度とＡｃ１変態点
の間の温度まで加熱して粒状化焼なましを行うことを特
徴とする工具鋼の焼なまし方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12424698A JPH11302725A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 工具鋼の焼なまし方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12424698A JPH11302725A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 工具鋼の焼なまし方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11302725A true JPH11302725A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14880591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12424698A Pending JPH11302725A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 工具鋼の焼なまし方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11302725A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007016284A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Hitachi Metals Ltd | 工具鋼中間素材の製造方法及び工具鋼の製造方法 |
| WO2007119722A1 (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Hitachi Metals, Ltd. | 鋼材の製造方法 |
| JP5093118B2 (ja) * | 2006-12-27 | 2012-12-05 | 日立金属株式会社 | 工具鋼の製造方法 |
-
1998
- 1998-04-17 JP JP12424698A patent/JPH11302725A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007016284A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Hitachi Metals Ltd | 工具鋼中間素材の製造方法及び工具鋼の製造方法 |
| WO2007119722A1 (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Hitachi Metals, Ltd. | 鋼材の製造方法 |
| EP2006398A1 (en) * | 2006-04-11 | 2008-12-24 | Hitachi Metals, Limited | Process for producing steel material |
| JP5088633B2 (ja) * | 2006-04-11 | 2012-12-05 | 日立金属株式会社 | 鋼材の製造方法 |
| EP2006398A4 (en) * | 2006-04-11 | 2013-06-19 | Hitachi Metals Ltd | PROCESS FOR PRODUCING STEEL |
| JP5093118B2 (ja) * | 2006-12-27 | 2012-12-05 | 日立金属株式会社 | 工具鋼の製造方法 |
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