JPH11335782A - プラスチック成形金型用鋼 - Google Patents
プラスチック成形金型用鋼Info
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- JPH11335782A JPH11335782A JP14186098A JP14186098A JPH11335782A JP H11335782 A JPH11335782 A JP H11335782A JP 14186098 A JP14186098 A JP 14186098A JP 14186098 A JP14186098 A JP 14186098A JP H11335782 A JPH11335782 A JP H11335782A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プレハードン型のプラスチック金型用鋼にお
いて、従来品より耐食性と被削性とがバランスよく改善
されたものを提供すること。 【解決手段】 重量で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、Ｓ
ｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１３〜
２５％、Ｎｉ：４．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下およ
びＮ：０．０５〜０．２０％を含有し、ただしＣ＋Ｎ：
０．５０％未満であって、残部が不可避の不純物および
Ｆｅからなる合金組成を有するプラスチック成形金型用
鋼。 この基本組成に加えて、Ｖ：１．０％以下および
Ｓ：０．４％以下の一方または両方を、任意に含有する
ことができる。
いて、従来品より耐食性と被削性とがバランスよく改善
されたものを提供すること。 【解決手段】 重量で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、Ｓ
ｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１３〜
２５％、Ｎｉ：４．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下およ
びＮ：０．０５〜０．２０％を含有し、ただしＣ＋Ｎ：
０．５０％未満であって、残部が不可避の不純物および
Ｆｅからなる合金組成を有するプラスチック成形金型用
鋼。 この基本組成に加えて、Ｖ：１．０％以下および
Ｓ：０．４％以下の一方または両方を、任意に含有する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの成
形用金型、とくにポリ塩化ビニルのような、金型を腐食
する傾向のあるプラスチック材料の成形に使用する金型
材料として好適な金型用鋼に関する。
形用金型、とくにポリ塩化ビニルのような、金型を腐食
する傾向のあるプラスチック材料の成形に使用する金型
材料として好適な金型用鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック成形金型の製造する材料と
して、耐食性を要求される場合には、ＪＩＳ鋼のＳＵＳ
６３０系、ＳＵＳ４２０Ｊ２系、あるいは、ＤＩＮ１・
２３１６鋼（0.38C-16Cr-1Mo-Fe）などが使用されて来
た。
して、耐食性を要求される場合には、ＪＩＳ鋼のＳＵＳ
６３０系、ＳＵＳ４２０Ｊ２系、あるいは、ＤＩＮ１・
２３１６鋼（0.38C-16Cr-1Mo-Fe）などが使用されて来
た。
【０００３】ＳＵＳ６３０系のものは材料費が高い上
に、溶体化処理後の被削性が劣り、金型への加工コスト
も嵩む。 ＳＵＳ４２０Ｊ２系の鋼は、硬くて加工しに
く、しかも耐食性はあまりよくない。 ＤＩＮ１・２３
１６鋼は、これらＪＩＳ鋼よりも被削性は優れている
が、耐食性に関しては不満である。 このような次第
で、耐食性と被削性とを兼ね備えたプラスチック金型用
鋼の出現が要望されていた。
に、溶体化処理後の被削性が劣り、金型への加工コスト
も嵩む。 ＳＵＳ４２０Ｊ２系の鋼は、硬くて加工しに
く、しかも耐食性はあまりよくない。 ＤＩＮ１・２３
１６鋼は、これらＪＩＳ鋼よりも被削性は優れている
が、耐食性に関しては不満である。 このような次第
で、耐食性と被削性とを兼ね備えたプラスチック金型用
鋼の出現が要望されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような要望に応え、耐食性と被削性とがバランスよく改
善されたプラスチック金型用鋼、とくにプリハードン型
のものを提供することにある。
ような要望に応え、耐食性と被削性とがバランスよく改
善されたプラスチック金型用鋼、とくにプリハードン型
のものを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のプラスチック成
形金型用鋼は、重量で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、Ｓ
ｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１３〜
２５％、Ｎｉ：４．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下およ
びＮ：０．０５〜０．２０％を含有し、ただしＣ＋Ｎ：
０．５０％未満であって、残部が不可避の不純物および
Ｆｅからなる合金組成を有する。
形金型用鋼は、重量で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、Ｓ
ｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１３〜
２５％、Ｎｉ：４．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下およ
びＮ：０．０５〜０．２０％を含有し、ただしＣ＋Ｎ：
０．５０％未満であって、残部が不可避の不純物および
Ｆｅからなる合金組成を有する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明のプラスチック成形金型用
鋼は、上記の基本的合金組成に加えて、下記の成分の一
方または両方を、任意に含有することができる。
鋼は、上記の基本的合金組成に加えて、下記の成分の一
方または両方を、任意に含有することができる。
【０００７】１）Ｖ：１．０％以下、および ２）Ｓ：０．４％以下。
【０００８】このプラスチック成形金型用鋼は、プリハ
ードン鋼として、すなわち焼入れ・焼戻した状態で切削
加工して金型する材料として好適であって、この場合の
硬さは、ＨＲＣ４４以下に調整することが適切である。
それにより、金型の強度を確保する上で必要な硬さを
保つとともに、機械加工を支障なく行なうことができ
る。 とくに好ましい硬さの範囲は、ＨＲＣ３０〜３５
である。
ードン鋼として、すなわち焼入れ・焼戻した状態で切削
加工して金型する材料として好適であって、この場合の
硬さは、ＨＲＣ４４以下に調整することが適切である。
それにより、金型の強度を確保する上で必要な硬さを
保つとともに、機械加工を支障なく行なうことができ
る。 とくに好ましい硬さの範囲は、ＨＲＣ３０〜３５
である。
【０００９】本発明の鋼は、マルテンサイト系ステンレ
ス鋼に比較的多量のＮを添加した形の合金組成を特徴と
する。 適量のＮの存在がマルテンサイト系ステンレス
の耐食性を高め、しかも他の特性を損なわうことはない
という事実の発見が、本発明の基礎にある。 この点を
含め、本発明のプラスチック成形金型用鋼の合金組成を
上記のように選択した理由を、以下に説明する。
ス鋼に比較的多量のＮを添加した形の合金組成を特徴と
する。 適量のＮの存在がマルテンサイト系ステンレス
の耐食性を高め、しかも他の特性を損なわうことはない
という事実の発見が、本発明の基礎にある。 この点を
含め、本発明のプラスチック成形金型用鋼の合金組成を
上記のように選択した理由を、以下に説明する。
【００１０】Ｃ：０．１５〜０．４５％ マルテンサイト系ステンレス鋼の強度を確保するため
に、Ｃが少なくとも０．１５％存在しなければならな
い。 一方、プレハードン鋼として使用するためには、
Ｃが０．４５％以下でなければならず、これを超える
と、焼入れ・焼戻し後の硬さをＨＲＣ４４以下に調整す
ることは困難である。
に、Ｃが少なくとも０．１５％存在しなければならな
い。 一方、プレハードン鋼として使用するためには、
Ｃが０．４５％以下でなければならず、これを超える
と、焼入れ・焼戻し後の硬さをＨＲＣ４４以下に調整す
ることは困難である。
【００１１】Ｓｉ：１．０％以下 Ｓｉは鋼の脱酸のため添加する。 １．０％を超えて添
加すると靭性を低下させ、鋼が金型用材料として不適当
なものになる。
加すると靭性を低下させ、鋼が金型用材料として不適当
なものになる。
【００１２】Ｍｎ：２．０％以下 ＭｎはＳｉと同様に、脱酸のために添加する。 ２．０
％を超えると、オーステナイトが残留してマルテンサイ
ト組織が維持できなくなる。
％を超えると、オーステナイトが残留してマルテンサイ
ト組織が維持できなくなる。
【００１３】Ｃｒ：１３〜２５％ いうまでもなく、Ｃｒはステンレス鋼とするために必須
の元素であって、金型用鋼として十分な耐食性を得るた
めに、１３％以上の添加を要する。 上限２５％は、マ
ルテンサイト組織を確保するための限界である。
の元素であって、金型用鋼として十分な耐食性を得るた
めに、１３％以上の添加を要する。 上限２５％は、マ
ルテンサイト組織を確保するための限界である。
【００１４】Ｎｉ：４．０％以下 鋼の焼入れ性を高く保つ目的で、適量のＮｉを添加す
る。 ４．０％を超えると、オーステナイト組織が残留
してマルテンサイト組織が得難くなる。
る。 ４．０％を超えると、オーステナイト組織が残留
してマルテンサイト組織が得難くなる。
【００１５】Ｍｏ：３．０％以下 耐食性を向上させるため、ＣｒとともにＭｏを添加す
る。 この効果は０．０１％程度の少量の添加から認め
られる。 Ｍｏは高価な材料であるから、コストを高く
しないよう、３．０％以内の添加に止める。
る。 この効果は０．０１％程度の少量の添加から認め
られる。 Ｍｏは高価な材料であるから、コストを高く
しないよう、３．０％以内の添加に止める。
【００１６】Ｎ：０．０５〜０．２０％、ただしＣ＋
Ｎ：０．５％未満 上述したように、マルテンサイト系ステンレスに比較的
多量のＮを存在させることにより、耐食性を効果的に改
善することができる。 この事実は、耐食性向上のため
にＣｒやＭｏの量を増大させるという常套手段をとらな
いで済むこと、従って被削性を犠牲にしないで済むこ
と、を意味する。 Ｎの添加による耐食性改善効果は、
０．０５％程度の少量から認められる。 ０．２０％を
超える添加は、通常の製鋼手段では困難である。 Ｃ＋
Ｎを０．５％未満に止めるという条件は、焼入れ・焼戻
し時の硬さがＨＲＣ４４以下であって、プレハードン鋼
としての使用が困難にならないように設けたものであ
る。
Ｎ：０．５％未満 上述したように、マルテンサイト系ステンレスに比較的
多量のＮを存在させることにより、耐食性を効果的に改
善することができる。 この事実は、耐食性向上のため
にＣｒやＭｏの量を増大させるという常套手段をとらな
いで済むこと、従って被削性を犠牲にしないで済むこ
と、を意味する。 Ｎの添加による耐食性改善効果は、
０．０５％程度の少量から認められる。 ０．２０％を
超える添加は、通常の製鋼手段では困難である。 Ｃ＋
Ｎを０．５％未満に止めるという条件は、焼入れ・焼戻
し時の硬さがＨＲＣ４４以下であって、プレハードン鋼
としての使用が困難にならないように設けたものであ
る。
【００１７】任意に添加する元素は、それぞれ下記の働
きがあり、組成範囲の限定理由は次のとおりである： Ｖ：１．０％以下 鋼の強度を高めるので、必要に応じてＶを適量添加す
る。 上限は、機械加工性の観点から定めた。
きがあり、組成範囲の限定理由は次のとおりである： Ｖ：１．０％以下 鋼の強度を高めるので、必要に応じてＶを適量添加す
る。 上限は、機械加工性の観点から定めた。
【００１８】Ｓ：０．４％以下 被削性の一層の向上を望むときに、適量添加する。 過
大に存在すると靭性を低下させるから、０．４％以内の
添加量を選ぶ。
大に存在すると靭性を低下させるから、０．４％以内の
添加量を選ぶ。
【００１９】
【実施例】表１に示す合金組成のプラスチック金型用鋼
を７０トン電気炉で溶製し、ＡＯＤ炉で精錬して、４．
６トンのインゴットにした。 これを熱間のプレス加工
により金型材とする一方、一部の材料は３０mm径の丸棒
に熱間圧延し、諸特性を調べるサンプルとした。
を７０トン電気炉で溶製し、ＡＯＤ炉で精錬して、４．
６トンのインゴットにした。 これを熱間のプレス加工
により金型材とする一方、一部の材料は３０mm径の丸棒
に熱間圧延し、諸特性を調べるサンプルとした。
【００２０】 表 １Ｎｏ． Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｓ Ｎｉ Ｖ Ｃｒ Ｍｏ Ｎ Ｃ+Ｎ 実施例 １ 0.42 0.58 0.36 - 0.05 0.4 19.7 0.01 0.05 0.47 ２ 0.36 0.36 0.52 0.050 0.26 - 16.4 0.06 0.11 0.47 ３ 0.17 0.29 0.27 0.042 0.36 - 15.3 0.50 0.06 0.23 ４ 0.26 0.80 0.83 0.013 0.54 - 13.7 1.60 0.12 0.38 ５ 0.28 0.40 0.65 - 0.80 - 16.0 0.98 0.12 0.40 ６ 0.17 0.67 0.83 0.060 0.85 - 17.5 2.60 0.16 0.33 ７ 0.36 0.45 0.67 0.200 0.70 0.8 18.3 1.40 0.13 0.49 ８ 0.28 0.42 0.61 - 0.78 - 16.0 0.01 0.12 0.40 ９ 0.33 0.55 0.71 0.500 0.54 0.6 13.1 1.56 0.06 0.39 １０ 0.25 0.35 0.72 0.340 0.61 - 18.1 0.90 0.11 0.36 １１ 0.27 0.36 0.51 - 0.51 - 16.0 0.51 0.12 0.39 １２ 0.19 0.37 0.72 0.230 0.69 - 13.6 1.50 0.07 0.26 比較例 １ 0.38 0.42 0.63 0.003 0.80 - 16.01 1.00 0.40 0.78 ２ 0.05 0.27 0.92 0.007 4.27 - 15.77 0.17 0.03 0.08 Cu 3.39 Nb 0.34 ３ 0.37 0.28 0.54 0.011 0.25 - 13.17 0.10 0.02 0.39 比較例１＝DIN1.2316 比較例２＝SUS630 比較例３＝SUS420J2。
【００２１】上記の各鋼を１０３０℃で焼入れし、６０
０℃で焼戻しした。 それらのサンプルの硬さを測定す
るとともに、耐食性および被削性を、つぎのようにして
評価した。
０℃で焼戻しした。 それらのサンプルの硬さを測定す
るとともに、耐食性および被削性を、つぎのようにして
評価した。
【００２２】〈耐食性〉１％ＨＣｌ水溶液に入れ、室温
で２４時間浸漬した後、腐食減量を測定する。結果は、
比較例１(DIN1.2316)の値を基準値１００としたとき
の、相対値で表した。 数字が小さい方が耐食性が高
い。
で２４時間浸漬した後、腐食減量を測定する。結果は、
比較例１(DIN1.2316)の値を基準値１００としたとき
の、相対値で表した。 数字が小さい方が耐食性が高
い。
【００２３】〈被削性〉下記の条件でドリル切削を行な
い、１０００mm寿命切削速度を算出する。 工 具： ハイスφ５mm 送 り： ０．１３mm/rev. 切削速度： ２〜１５m/min. やはり比較例１を基準にとって、相対値で示した。 数
字が大きいほど被削性がすぐれている。
い、１０００mm寿命切削速度を算出する。 工 具： ハイスφ５mm 送 り： ０．１３mm/rev. 切削速度： ２〜１５m/min. やはり比較例１を基準にとって、相対値で示した。 数
字が大きいほど被削性がすぐれている。
【００２４】 表 ２ Ｎｏ． プレハードン硬さ 耐食性 被削性 （ＨＲＣ） （相対値） （相対値） 実施例 １ ３２ １１３ １０６ ２ ３４ １０６ １１２ ３ ３３ １１３ １００ ４ ３１ １２３ １１１ ５ ３５ １１２ １０８ ６ ３４ １４８ １０３ ７ ３１ １２９ １１２ ８ ３４ １０３ １０８ ９ ３３ １０７ １２３ １０ ３１ １２８ １１１ １１ ３４ １１７ １０８ １２ ３５ １２４ １１４ 比較例 １ ３４ １００* １００* ２ ３２ １５０ １０ ３ ３２ ２０ ９０ * 基準。
【００２５】
【発明の効果】本発明の金型用鋼は、プレハードン硬さ
が４４以下、好ましい実施態様では３５以下であって、
焼入れ・焼戻し状態で十分に切削加工できる。 耐食
性、被削性とも在来の金型用鋼よりすぐれているから、
精密な加工を必要とし、かつ腐食性のプラスチック材料
の成形、とくに射出成形を行なう金型を製造する材料と
して好適である。
が４４以下、好ましい実施態様では３５以下であって、
焼入れ・焼戻し状態で十分に切削加工できる。 耐食
性、被削性とも在来の金型用鋼よりすぐれているから、
精密な加工を必要とし、かつ腐食性のプラスチック材料
の成形、とくに射出成形を行なう金型を製造する材料と
して好適である。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量で、Ｃ：０．１５〜０．４５％、Ｓ
ｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１３〜
２５％、Ｎｉ：４．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下およ
びＮ：０．０５〜０．２０％を含有し、ただしＣ＋Ｎ：
０．５０％未満であって、残部が不可避の不純物および
Ｆｅからなる合金組成を有するプラスチック成形金型用
鋼。 - 【請求項２】 請求項１に記載の合金成分に加えて、
Ｖ：１．０％以下を含有するプラスチック成形金型用
鋼。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の合金成分に加
えて、Ｓ：０．４％以下を含有するプラスチック成形金
型用鋼。 - 【請求項４】 硬さをＨＲＣ４４以下に調整したプリハ
ードン型のものである請求項１ないし３のいずれかのプ
ラスチック成形金型用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14186098A JP3965779B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | プラスチック成形金型用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14186098A JP3965779B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | プラスチック成形金型用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11335782A true JPH11335782A (ja) | 1999-12-07 |
| JP3965779B2 JP3965779B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=15301857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14186098A Expired - Fee Related JP3965779B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | プラスチック成形金型用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3965779B2 (ja) |
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-
1998
- 1998-05-22 JP JP14186098A patent/JP3965779B2/ja not_active Expired - Fee Related
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