JPH1143747A - 鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉末ダイス鋼およびその製造方法 - Google Patents
鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉末ダイス鋼およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH1143747A JPH1143747A JP19664497A JP19664497A JPH1143747A JP H1143747 A JPH1143747 A JP H1143747A JP 19664497 A JP19664497 A JP 19664497A JP 19664497 A JP19664497 A JP 19664497A JP H1143747 A JPH1143747 A JP H1143747A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- hardness
- die steel
- corrosion resistance
- steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
鏡面仕上性を具備したプラスチック金型材料に適した粉
末ダイス鋼およぴその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は重量%でC;1.0〜1.6
%、Si;0.7〜1.5%、Mn;1.5%以下、C
r;15.0〜22.0%、Mo;2.3%〜5.0
%、W;2.0%以下、V0.1〜2.0%を含み、且
つCr/(C−V/5)の値が13〜20であり、残部
がFe及び不可避的不純物よりなる鏡面仕上性に優れた
高硬度耐食粉末ダイス鋼である。本発明においては、N
i;1.5%以下とCo;3.0%以下の1種または2
種、あるいはW;2.0%以下を含むことができる。
Description
金型等、鏡面仕上げを必要とし且つ高硬度と高耐食性を
必要とする特にプラスチック成形金型材料に適する高硬
度耐食粉末ダイス鋼およびその製造方法に関するもので
ある。
分野には、SUS440CやSKD11クラスの材料ま
たはそれらを適度に成分調整した材料が多く用いられて
いた。高度の鏡面仕上げが必要とされる用途には、1次
炭化物がピンホールの要因となるため、上記の材料より
C、Crを1次炭化物を生成し難いぎりぎりの範囲まで
低減し(例えばSKD12類似組成)さらにESR(エ
レクトロスラグ再溶解法)などの手法で組織の微細化を
図るなどの方法が取られてきた。しかしこの方法では得
られる材料の熱処理硬さや耐食性に限界があるため、さ
らにSUS440C相当鋼を粉末化しHIP処理して適
用することも実施されている。
SUS440C同等の耐食性を有し、熱処理硬さ58H
RCを得られる粉末ダイス鋼に関する提案がなされてい
る。この提案は鏡面仕上性と耐食性を両立させるという
点で優れたものである。
よるSUS440C相当鋼は、鏡面仕上性の点では有利
であるものの、熱処理硬さと耐食性の点では、従来のS
US440C材の域を越えていないという問題があっ
た。例えば従来の方法では熱処理硬さ62HRC以上を
得ることは困難であり、またSUS440Cに比較して
種々の腐食テストにおいて半分以下の腐食減量を得るこ
とも難しい。一方、近年のスーパーエンプラ用金型材料
にはこのような高度の耐食性と硬度が要求されることは
珍しくなくなろうとしている。熱処理硬さと耐食性の限
界の問題は、金型の長寿命化を実現する上で大きな問題
となる。本発明の目的は、耐食性と熱処理硬さを改善
し、さらに高度の鏡面仕上性を具備したプラスチック金
型材料に適した粉末ダイス鋼およぴその製造方法を提供
することである。
を検討し、SUS440C相当鋼に対して従来にない
2.3%以上という多量のMoの添加を実現化するとと
もに、各添加元素の最適化を行うことで熱処理硬さおよ
び耐食性を大きく改善できることを見いだし本発明に到
達した。
1.6%、Si;0.7〜1.5%、Mn;1.5%以
下、Cr;15.0〜22.0%、Mo;2.3%〜
5.0%、W;2.0%以下、V0.1〜2.0%を含
み、且つCr/(C−V/5)の値が13〜20であ
り、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる鏡面仕上
性に優れた高硬度耐食粉末ダイス鋼である。
Co;3.0%以下の1種または2種、あるいはW;2.
0%以下を含むことができる。
えば、上記組成を有する粉末を合金粉末を加圧焼結し、
インゴットとし、ついで1000〜1150℃の温度範
囲内で歪み速度100mm/mm/sec以下にて恒温
的鍛造を一回または複数回繰り返し行うことにより得る
ことができる。加圧焼結の方法としては、熱間静水圧プ
レスを適用することが好ましい。
特徴の一つはMoの2.3%以上の添加を採用したこと
にある。Moの2.3%以上添加は本発明鋼において耐
食性と熱処理硬さの両方を従来なかった極めて高いレベ
ルに到達せしめる作用を担う。従来SUS440C相当
鋼へのMoの2.3%以上の添加は、その熱間加工が極
めて困難であるため実用化が試みられたことはなかっ
た。しかし、発明者は今回この問題を鋭意検討した結果
熱間加工方法として1000−1150℃の温度範囲内
で歪み速度100mm/mm/sec以下にて恒温的鍛
造を一回または複数回繰り返し行うことを採用すること
により実現が可能であることを見出した。
鋼は熱間加工温度範囲(通常1200−800℃)での耐
力が高く伸びにくい特性を有するため、最適加工条件を
外れると直ちに表面割れを生じやすい。この問題を鋭意
検討した結果、100mm/mm/sec以下の通常の
鍛造歪み速度にて初期加熱温度および加工終了温度を含
め、1000−1500℃、好ましくは1050−11
00℃の温度範囲にて繰り返し鍛造を行うことにより所
望の寸法に加工可能で有ることを見出した。
たMo2.3%以上添加材の実用化が可能となったので
ある。本発明の鋼は、インゴット製造時に熱間静水圧処
理を適用することにより、高圧焼結によって組織を微細
化した状態で真密度化することができる。これによって
熱間加工時の割れを防ぐことができ、高度の鏡面仕上げ
加工に耐え得る材料を得ることが可能となる。
る。Moは、Cと結合して微細な複合炭化物を形成し、
耐摩耗性を向上させる。また、これらの微細炭化物の存
在により、Crが主体となって形成されるM7C3型の炭
化物粗大化を抑制する。さらに基地中に固溶して不働態
皮膜を強化し耐食性を向上させ、また500℃前後での
焼戻しにおいて微細な炭化物として析出して2次硬化硬
さを著しく高める。これらの作用を十分発揮させるため
には2.3%以上が必要であり、上述した本発明の製造
方法を適用することによって、2.3%以上の添加を可
能とできたものである。しかし、5.0%を越えると熱
間加工性の劣化を製造方法の調整では補いきれないた
め、本発明においては、5.0%を上限とした。
o、W等の炭化物形成元素と結合して硬い炭化物を生成
し、金型に必要な耐摩耗性を維持するのに必要な元素で
ある。このような効果を発揮するためには、1.0%以
上が必要であるが多すぎると熱間加工性や金型の靭性が
劣化するので1.6%を上限とする。
として焼戻し工程でのセメンタイトの析出を阻止して、
焼戻し2次硬化させるのに有効である。この効果を得る
ためにSiは0.7%以上必要であるが過剰になると加
工性が著しく劣化するので、1.5%以下とした。 Mn;1.5%以下 Mnは、通常Siと同じく脱酸剤として用いられるが焼
入れ性の向上にも効果がある。但し、1.5%をこえる
と焼なまし硬さが下がり難く、また熱間加工性も低下す
るので1.5%を上限とした。
−V/5);13〜20 CrはCと結合して硬い炭化物を生成して耐摩耗性を向
上させると同時に基地中にも固溶して緻密な不働態皮膜
を形成し、耐食性を保持し、また焼入れ性を増大させる
重要な元素である。
共に炭化物量が不足し上記効果が十分得られず、逆にC
rが22%をこえると固溶Cが不足して焼入れ焼戻し硬
さが下がるので、その範囲を15〜22%に限定した。
尚、この範囲は好ましくは16〜20%である。またC
rの作用はC量との関係により左右されるので以下の関
係を同時に満足させることが必要である。すなわち耐食
性維持のためCr量を有効C量(C−V/5)で割った
値が13以上必要である。但しこの値が20をこえると
焼入れ焼戻し硬さが下がるので13から20に制限す
る。尚、この値は、望ましくは16から18である。
る靭性向上の効果があり0.1%以上は必要である。ま
た炭化物生成による耐摩耗性増大の効果もある。但し多
量に含有すると基地中のC量を減少させ焼入れ硬さが低
下したり、また加工性が劣化するので上限を2.0%と
した
の1種または2種 NiとCoは必ずしも添加する必要はないが、両元素は
基地中に固溶して耐食性を向上するため必要に応じて添
加する。このうちNiは焼入れ性を高めるのに効果的で
あるが多すぎると残留オーステナイトを増加させて硬さ
を低下させるので1.5%以下とする。また、Coは基
地中に固溶して2次硬化性を向上させるが多すぎると加
工性を低下させるし経済性も考慮して、添加する場合に
は3.0%以下とする。
炭化物を形成する元素であり、また2次硬化性に寄与し
焼入れ焼戻し硬さを高める作用を有するのでMoを必須
添加した上で必要に応じて添加される。しかし多量に添
加すると熱間加工性を害するので上限を2.0%とする
のが良い。
実施例に用いた本発明鋼および従来鋼、比較鋼の化学成
分を示す。各試料は真空誘導溶解炉によって溶製後アト
マイズにて粉末化し、HIPしてそれぞれ規定した温度
範囲にて25mm角の棒状に鍛伸テストを行い割れの発
生度合いにより評価を行った。尚、鍛伸中に割れの発生
具合を観察し、その結果を○印(良好)、△印(少し
傷)、×印(割れ大)、××印(割れ非常に大、試験片
とれず)の4段階で評価をした。その後、850℃で焼
なましを施し、次いで試験片に加工した後、焼入れ、焼
戻しを施した試料について、硬さ測定と耐食性試験を行
った。
−75℃(ドライアイス+アルコール)のサブゼロ処理
を行った後500℃の焼戻しを行い、硬さ、および耐食
性試験を行って評価した。耐食性試験は試験片を鏡面研
磨した後5%硫酸溶液中で40℃で5時間浸漬し、腐食
の度合いにより○印はSUS440Cに対して腐食減量
が30%以上少ない、△印はSUS440Cに対して腐
食減量が5〜30%少ない、×印はSUS440Cと同
等とする3段階で評価をした。これらの結果を表2に示
す。
み合わせることにより、いずれも25mm角への鍛伸が
可能であった。また適正な熱処理を行うことにより62
HRC以上の硬さを得る事ができた。これらの硬さは従
来材であるSUS440Cの粉末材をはるかに凌駕する
ものであったが、耐食性についても同様にSUS440
C粉末材のレベルを大きく上回っていた。
面仕上性、耐食性を飛躍的に改善することができ、スー
パーエンプラ成形用金型等の実用化にとって欠くことの
できない技術となる。
Claims (4)
- 【請求項1】 重量%でC;1.0〜1.6%、Si;
0.7〜1.5%、Mn;1.5%以下、Cr;15.
0〜22.0%、Mo;2.3%〜5.0%、V0.1
〜2.0%を含み、且つCr/(C−V/5)の値が1
3〜20であり、残部がFeおよび不可避的不純物より
なることを特徴とする鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉
末ダイス鋼。 - 【請求項2】 Ni;1.5%以下とCo;3.0%以
下の1種または2種を含むことを特徴とする請求項1に記
載の鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉末ダイス鋼。 - 【請求項3】 W;2.0%以下を含むことを特徴とす
る請求項1または2に記載の鏡面仕上性に優れた高硬度
耐食粉末ダイス鋼。 - 【請求項4】 重量%でC;1.0〜1.6%、Si;
0.7〜1.5%、Mn;1.5%以下、Cr;15.
0〜22.0%、Mo;2.3%〜5.0%、W;2.
0%以下、V0.1〜2.0%を含み、且つCr/(C
−V/5)の値が13〜20、あるいは更にNi;1.
5%以下、Co;3.0%以下、W;2.0%以下を含
み残部がFeおよび不可避的不純物よりなる合金粉末を
加圧焼結し、インゴットとし、ついで1000〜115
0℃の温度範囲内で歪み速度100mm/mm/sec
以下にて恒温的鍛造を一回または複数回繰り返し行うこ
とを特徴とする鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉末ダイ
ス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19664497A JP3750835B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉末ダイス鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19664497A JP3750835B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉末ダイス鋼およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1143747A true JPH1143747A (ja) | 1999-02-16 |
JP3750835B2 JP3750835B2 (ja) | 2006-03-01 |
Family
ID=16361210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19664497A Expired - Fee Related JP3750835B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉末ダイス鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3750835B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114540703A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-27 | 江苏宏晟模具钢材料科技有限公司 | 一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢及其制备方法 |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP19664497A patent/JP3750835B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114540703A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-27 | 江苏宏晟模具钢材料科技有限公司 | 一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3750835B2 (ja) | 2006-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101631521B1 (ko) | 냉간 단조성이 우수한 침탄용 강 및 그 제조 방법 | |
JP7267702B2 (ja) | 冷間加工性に優れる高硬度・高耐食性用途のマルテンサイト系ステンレス鋼である棒鋼及びその製造方法 | |
EP2011892A1 (en) | Piston ring material for internal combustion engine | |
JP2010065280A (ja) | 熱間加工用金型 | |
JP2010270346A (ja) | 曲げ疲労強度が高く、繰り返し応力による変形量の小さい熱間鍛造用非調質鋼およびその部品の製造方法 | |
JP2636816B2 (ja) | 合金工具鋼 | |
JP3301439B2 (ja) | 析出硬化性工具鋼 | |
JP2004183064A (ja) | 冷間加工性と浸炭時の粗大粒防止特性に優れた肌焼用鋼材およびその製造方法 | |
JPH07179985A (ja) | 耐食性に優れた高強度懸架ばねおよびその製法 | |
JPH06212253A (ja) | 冷間工具鋼の製造方法 | |
JP3228440B2 (ja) | 耐ヒートクラック性にすぐれる熱間加工用金型 | |
JP2866113B2 (ja) | 耐食性金型用鋼 | |
JP2019019374A (ja) | 焼入れ性および靱性に優れた熱間工具鋼 | |
JP7214313B2 (ja) | 高い耐摩耗性を有する高靭性の冷間工具鋼 | |
JP2003313635A (ja) | 高靱性の熱間工具鋼 | |
JPH1143747A (ja) | 鏡面仕上性に優れた高硬度耐食粉末ダイス鋼およびその製造方法 | |
JP3533034B2 (ja) | 冷間鍛造−高周波焼入れ用鋼 | |
JPH06145884A (ja) | 耐塑性流動性に優れる熱間加工用金型 | |
JP4302480B2 (ja) | 冷間加工性に優れた高硬度鋼 | |
JPH09279296A (ja) | 冷間鍛造性に優れた軟窒化用鋼 | |
JP2602903B2 (ja) | 温間および熱間加工用工具鋼 | |
JP7220750B1 (ja) | 高温強度と靭性に優れた熱間工具鋼 | |
JPH10298709A (ja) | 耐摩耗性に優れる熱間加工用工具鋼および工具鋼製品 | |
JP2001011571A (ja) | 被削性、冷間鍛造性および焼入れ性に優れた機械構造用鋼材 | |
JP2002129284A (ja) | 熱間鍛造金型用鋼および熱間鍛造金型 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040611 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050602 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050708 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050713 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051118 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051201 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091216 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101216 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111216 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111216 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121216 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121216 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131216 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |