JPS5817802B2 - 粉末高速度鋼の熱間加工法 - Google Patents
粉末高速度鋼の熱間加工法Info
- Publication number
- JPS5817802B2 JPS5817802B2 JP2688680A JP2688680A JPS5817802B2 JP S5817802 B2 JPS5817802 B2 JP S5817802B2 JP 2688680 A JP2688680 A JP 2688680A JP 2688680 A JP2688680 A JP 2688680A JP S5817802 B2 JPS5817802 B2 JP S5817802B2
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- JP
- Japan
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- rolling
- hot
- sintered body
- speed steel
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は粉末高速度鋼（以下粉末バイスという）の熱間
加工法、詳しくは、熱間静水圧プレス法（以下ＨＩＰ法
という）により緻密に焼結された粉末バイス焼結体の熱
間圧延法に関するものである。
加工法、詳しくは、熱間静水圧プレス法（以下ＨＩＰ法
という）により緻密に焼結された粉末バイス焼結体の熱
間圧延法に関するものである。
粉末バイスは溶製バイスに比べて結晶粒が微細均一で靭
性に優れ、切削性能も優れていることから、各種工具に
近年広く利用されている材料であるが、その製造法は概
路次の通りである。
性に優れ、切削性能も優れていることから、各種工具に
近年広く利用されている材料であるが、その製造法は概
路次の通りである。
即ち、ガスアトマイズ法により製造されたバイス粉末を
円筒状の軟鋼膜ＨＩＰ容器内に充填し、続いてこれを脱
気密封して高温高圧ガス雰囲気下でＨＩＰ処理すること
により緻密な焼結体の粉末バイスビレットを形成し、次
にこのビレットを鍛造により一次加工し、更に熱間圧延
という二次加工を経て所定寸法のバー拐とする方法であ
る。
円筒状の軟鋼膜ＨＩＰ容器内に充填し、続いてこれを脱
気密封して高温高圧ガス雰囲気下でＨＩＰ処理すること
により緻密な焼結体の粉末バイスビレットを形成し、次
にこのビレットを鍛造により一次加工し、更に熱間圧延
という二次加工を経て所定寸法のバー拐とする方法であ
る。
ここで一次加工としての鍛造はＨＩＰ処理されたままの
粉末ハイスビルットでは、第１図の顕微鏡写真（４００
倍）に示されるように結晶粒界に炭化物が析出しており
、結晶粒子相互の結合力が押いため、これを熱間鍛造に
より結晶粒界を移動させて前記析出物を結晶粒子内に内
包させるという所謂次工程の圧延に備えるための素材改
質を大きな目的としていた。
粉末ハイスビルットでは、第１図の顕微鏡写真（４００
倍）に示されるように結晶粒界に炭化物が析出しており
、結晶粒子相互の結合力が押いため、これを熱間鍛造に
より結晶粒界を移動させて前記析出物を結晶粒子内に内
包させるという所謂次工程の圧延に備えるための素材改
質を大きな目的としていた。
しかし乍ら、かかる鍛造工程と、これに続く熱間圧延と
は不連続な工程であり、従って、加熱→鍛造→加熱→圧
延という様に２度の加熱工程が必要となるため、昨今の
省エネルギー９観点からは極めて問題のある工程であり
、しかも鍛造速度と圧延速度とは異なっているため、設
備稼動率も低い等生産技術面でも改善を要すべき問題と
なっていた。
は不連続な工程であり、従って、加熱→鍛造→加熱→圧
延という様に２度の加熱工程が必要となるため、昨今の
省エネルギー９観点からは極めて問題のある工程であり
、しかも鍛造速度と圧延速度とは異なっているため、設
備稼動率も低い等生産技術面でも改善を要すべき問題と
なっていた。
本発明はかかる現状に鑑みて発明されたもので、鍛造工
程の省略可能な圧延技術を確立し、以って従来の問題点
を悉く解消すると共に、大巾な省エネルギーと、コスト
ダウンを計り、同時に生産性の向上をも企図するもので
あって、その特徴とするところは、ＨＩＰ処理されたま
まの粉末バイスビレットを鍛造することなく熱間圧延す
るに当り圧延比４以下の領域では、１０００〜１２００
℃の温度で１パス当り５〜５０％の減面率で圧延し圧延
比４以上の領域では８００℃以上の温度で１パス当り１
０〜７５％の減面率で圧延する粉末バイスの熱間加工法
にある。
程の省略可能な圧延技術を確立し、以って従来の問題点
を悉く解消すると共に、大巾な省エネルギーと、コスト
ダウンを計り、同時に生産性の向上をも企図するもので
あって、その特徴とするところは、ＨＩＰ処理されたま
まの粉末バイスビレットを鍛造することなく熱間圧延す
るに当り圧延比４以下の領域では、１０００〜１２００
℃の温度で１パス当り５〜５０％の減面率で圧延し圧延
比４以上の領域では８００℃以上の温度で１パス当り１
０〜７５％の減面率で圧延する粉末バイスの熱間加工法
にある。
なお、本発明にいう圧延比とは、圧延前の粉末バイスビ
レットの断面積と圧延材の断面積の比を意味し圧延比４
とは、圧延前のビレットに対し、断面積が１／４にまで
圧延されたことを意味する。
レットの断面積と圧延材の断面積の比を意味し圧延比４
とは、圧延前のビレットに対し、断面積が１／４にまで
圧延されたことを意味する。
上記本発明にあっては、ＨＩＰ後鍛造による改質を行な
わない故、その結晶組織は第１図に示している通り、粒
界に炭化物等が析出したままの状態であり、このままで
強加工を施すと累月が破断する懸念を有している。
わない故、その結晶組織は第１図に示している通り、粒
界に炭化物等が析出したままの状態であり、このままで
強加工を施すと累月が破断する懸念を有している。
そのため圧延初期にお、いてはこの点に充分考慮する必
要がある。
要がある。
そこで各種圧延材の高温高速引張試験における絞り（イ
）と温度との関係について調査したところ第２図の如き
結果を得た。
）と温度との関係について調査したところ第２図の如き
結果を得た。
同図は５ＫＨＩＯの窒素ガスアトマイズ粉（−６０メツ
シユ）を内径３００ｒｒｒｍ、深さ９００ｔｒａｎの軟
鋼カプセルに充填し、これを１１００℃Ｘ １０００ｋ
ｇ／ｃｍＸ２ｈｒのＨＩＰ処理を行なって粉末バイス焼
結体を製作し、この焼結体より切り出した試験片を１１
５０℃で徐々に圧延し、最終圧延比を２，４３２とした
ときの各圧延材の絞り値を示したものである。
シユ）を内径３００ｒｒｒｍ、深さ９００ｔｒａｎの軟
鋼カプセルに充填し、これを１１００℃Ｘ １０００ｋ
ｇ／ｃｍＸ２ｈｒのＨＩＰ処理を行なって粉末バイス焼
結体を製作し、この焼結体より切り出した試験片を１１
５０℃で徐々に圧延し、最終圧延比を２，４３２とした
ときの各圧延材の絞り値を示したものである。
この図から明らかな如く、ＨＩＰ処理したままの材料は
、１０００℃以下では５０チ以下の絞り値しか示さず、
７５０℃では高々２０％程度である。
、１０００℃以下では５０チ以下の絞り値しか示さず、
７５０℃では高々２０％程度である。
ところが圧延比２，４．３２の林料では次第にその絞り
値が改善され、特に４と３２とかはゾ同一の値を示して
いることから、圧延による絞り改善効果は圧延比４で飽
和することがわかる。
値が改善され、特に４と３２とかはゾ同一の値を示して
いることから、圧延による絞り改善効果は圧延比４で飽
和することがわかる。
因みに圧延比４，３２のものの結晶組織は、第３図Ａ、
Ｂの顕微鏡写真（４００倍）に示されている如く、両者
のそれは殆ど一一であり、ＨＩＰ処理ままの組織に見ら
れた結晶粒界の析出物は結晶粒内に移動し、結晶粒子相
互の結合力は高まっている。
Ｂの顕微鏡写真（４００倍）に示されている如く、両者
のそれは殆ど一一であり、ＨＩＰ処理ままの組織に見ら
れた結晶粒界の析出物は結晶粒内に移動し、結晶粒子相
互の結合力は高まっている。
このことから圧延比４までの初期の圧延工程では比較的
緩やかな圧延条件で圧延する必要のあることがわかる。
緩やかな圧延条件で圧延する必要のあることがわかる。
従って本発明においては、初期の圧延比４までの圧延工
程では、加工性の良好な１０００℃以上の温度域におい
て圧延し、しかもその減面率も１パス当り、５〜５０％
の比較的緩やかな条件で圧延する。
程では、加工性の良好な１０００℃以上の温度域におい
て圧延し、しかもその減面率も１パス当り、５〜５０％
の比較的緩やかな条件で圧延する。
なお圧延比４以下の領域でも絞り値は圧延比と共に陶土
するから、ＨＩＰ処理のままの状態に近い圧延当初は５
〜１５％の減面率で圧延し、圧延比が４に近くなるにつ
れて徐々にその減面率を高めていくのが好ましく、平均
的には１０〜３０％の減面（圧下）率で圧延される。
するから、ＨＩＰ処理のままの状態に近い圧延当初は５
〜１５％の減面率で圧延し、圧延比が４に近くなるにつ
れて徐々にその減面率を高めていくのが好ましく、平均
的には１０〜３０％の減面（圧下）率で圧延される。
１パス当りの減面率が５チ以下でも圧延技術上は何等問
題はないが、生産性が著しく低下するので、緩やかな圧
延条件といえども、最低５％程度の減面率は確保する必
要があり、また１パス当り５％を超える′と、圧延比４
以下の領域では圧延材の破断のおそれが多いので、５０
％以下の条件で圧延することが必要である。
題はないが、生産性が著しく低下するので、緩やかな圧
延条件といえども、最低５％程度の減面率は確保する必
要があり、また１パス当り５％を超える′と、圧延比４
以下の領域では圧延材の破断のおそれが多いので、５０
％以下の条件で圧延することが必要である。
一方、圧延比４以上になると、圧延条件が多少厳しくな
っても、圧延材破断のおそれは少なくなっているので、
圧延温度も前述の場合より低い８００℃以上でよく、ま
た１パス当りの減面率も１０〜７５％の高い減面率とす
ることができる。
っても、圧延材破断のおそれは少なくなっているので、
圧延温度も前述の場合より低い８００℃以上でよく、ま
た１パス当りの減面率も１０〜７５％の高い減面率とす
ることができる。
８００℃以下の温度で、は、圧延機にかかる負荷が大き
くなるのみならず□生産性も悪くなるので、８００℃以
上の温度で圧延することが必要であり、１パス崩りの減
面率も１′０チ以下では生産性が悪くなるので、少くと
も１０チ以上とし、７５％を超えると圧延機の負荷が不
必要に増大するのみならず、圧延材破断のおそれもある
ので、７５％以下とする必要もあり、平均的には３０〜
５０％の減面率で圧延する。
くなるのみならず□生産性も悪くなるので、８００℃以
上の温度で圧延することが必要であり、１パス崩りの減
面率も１′０チ以下では生産性が悪くなるので、少くと
も１０チ以上とし、７５％を超えると圧延機の負荷が不
必要に増大するのみならず、圧延材破断のおそれもある
ので、７５％以下とする必要もあり、平均的には３０〜
５０％の減面率で圧延する。
以上の如く本発明においては、粉末バイスの圧延を、析
出物の結晶粒界への偏析のなくなる圧延比４までは緩や
かな圧延条件で圧延することにより、熱間圧延前の鍛造
を省略することができるものである。
出物の結晶粒界への偏析のなくなる圧延比４までは緩や
かな圧延条件で圧延することにより、熱間圧延前の鍛造
を省略することができるものである。
なお第２図中に、通常の鋳造材についての試験結果゛を
×印で参考的に示しているが、鋳造材の絞り値は極めて
低いので、このままでは商業的方法による圧延は不可能
であることがわかる。
×印で参考的に示しているが、鋳造材の絞り値は極めて
低いので、このままでは商業的方法による圧延は不可能
であることがわかる。
次に粉末バイス製造のためのＨＩＰ用容器としては通常
用筒状のものが用いられるためＨＩＰ、１も円柱状の焼
結体となり、このままで圧延し難いときは分塊工程で円
柱ビレットを角状ビレットに変形加工することが行なわ
れるから、本発明においてもビレット整形工程としての
分塊工程を導入することは何等問題はないが、ＨＩＰ用
容器自体を矩形状となし、分塊工程を省略することも可
能である。
用筒状のものが用いられるためＨＩＰ、１も円柱状の焼
結体となり、このままで圧延し難いときは分塊工程で円
柱ビレットを角状ビレットに変形加工することが行なわ
れるから、本発明においてもビレット整形工程としての
分塊工程を導入することは何等問題はないが、ＨＩＰ用
容器自体を矩形状となし、分塊工程を省略することも可
能である。
また圧延に先立ってＨＩＰ用容器を粉末ハイス焼結体か
ら剥離し、焼結体のみを圧延することも可能であるが、
容器の剥離作業は相当繁雑な作業であるので、これを剥
離することなく圧延に付し圧延中にスケールとして自然
に剥離させる方が好ましい。
ら剥離し、焼結体のみを圧延することも可能であるが、
容器の剥離作業は相当繁雑な作業であるので、これを剥
離することなく圧延に付し圧延中にスケールとして自然
に剥離させる方が好ましい。
この様な場合には、容器のコーナ一部のみを、内部の焼
結体が露出する程度に切断除去して圧延に付せず容器材
の焼結体内への巻き込みはなく、しかも圧延中にその大
部分が剥離されることになり、圧延終了後の表面研削に
よる容器除法・作業も極めて簡易なものとなる。
結体が露出する程度に切断除去して圧延に付せず容器材
の焼結体内への巻き込みはなく、しかも圧延中にその大
部分が剥離されることになり、圧延終了後の表面研削に
よる容器除法・作業も極めて簡易なものとなる。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例
ハイス粉末（ＳＫＨＩＯｌ−６０メツシユ）を内径３０
ｍｍ、深さ９００■の軟鋼製ＨＩＰ用容郡内に充填し、
内部を脱気した後これを密封し、１１００℃、１０００
％のＡｒガス雰囲気下で１時間ＨＩＰ処理して緻密な焼
結体を得た。
ｍｍ、深さ９００■の軟鋼製ＨＩＰ用容郡内に充填し、
内部を脱気した後これを密封し、１１００℃、１０００
％のＡｒガス雰囲気下で１時間ＨＩＰ処理して緻密な焼
結体を得た。
次に、この焼結体がコーナ一部において若干露出する程
度に該焼結体外周のＨＩＰ用容器を切削除去し、加熱炉
中で、１１５０℃に加熱して同温度より次表に示す圧延
スケジュールで２０姻径のバー材に圧延した。
度に該焼結体外周のＨＩＰ用容器を切削除去し、加熱炉
中で、１１５０℃に加熱して同温度より次表に示す圧延
スケジュールで２０姻径のバー材に圧延した。
この結果問題なく所定の製品に圧延され、しかも加熱工
程は最初の焼結体の加熱工程のみですみ。
程は最初の焼結体の加熱工程のみですみ。
生産コストは従来の鍛造・圧延法に比して約３０チ低下
させることに成功した。
させることに成功した。
なお、ＨＩＰ処理後、焼結体をＨＩＰ炉から高温で取り
出し、そのまま熱間圧延に付せば更に省エネルギーとな
るが、この場合には、ＨＩＰサイクルと圧延サイクルと
が一致しないため、複数のＨＩＰ炉で同時に大量の粉末
ハイスを製造する場合に有効と考えられる。
出し、そのまま熱間圧延に付せば更に省エネルギーとな
るが、この場合には、ＨＩＰサイクルと圧延サイクルと
が一致しないため、複数のＨＩＰ炉で同時に大量の粉末
ハイスを製造する場合に有効と考えられる。
通常はＨＩＰ炉より高温で取り出した焼結体を一旦、均
熱炉に搬入して圧延に備えておくだけでも更に数多のコ
ストダウが可能である。
熱炉に搬入して圧延に備えておくだけでも更に数多のコ
ストダウが可能である。
以上説明した如く本発明方法によれば、粉末ハイス材の
製造工程において、鍛造工程を省略し、熱間圧延のみに
よって所定寸法への加工を行なう様にしたことから、加
工工程はすべて連続化され、従って熱間加工のための加
熱工程は一度で済むことになって大巾な省エネルギー効
果が期待されると共に、時間の掛２鍛造工程が省略され
ることにより生産性の大巾な向上が期待される等顕著な
効果がある。
製造工程において、鍛造工程を省略し、熱間圧延のみに
よって所定寸法への加工を行なう様にしたことから、加
工工程はすべて連続化され、従って熱間加工のための加
熱工程は一度で済むことになって大巾な省エネルギー効
果が期待されると共に、時間の掛２鍛造工程が省略され
ることにより生産性の大巾な向上が期待される等顕著な
効果がある。
第１図はＨＩＰ処理のままの粉末ハイスビレットの結晶
組織を示す顕微鏡写真（４００倍）、第２図は各種圧延
材の高温高速引張試験における絞りと温度との関係を示
す図表、第３図Ａ、Ｂは圧延比４，３２の場合の各結晶
組織を示す顕微鏡写真（４００倍）である。
組織を示す顕微鏡写真（４００倍）、第２図は各種圧延
材の高温高速引張試験における絞りと温度との関係を示
す図表、第３図Ａ、Ｂは圧延比４，３２の場合の各結晶
組織を示す顕微鏡写真（４００倍）である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱間静水圧プレス用容器内に高速度鋼粉末を充填密
封し、これを高温高圧ガス雰囲気下で熱間静水圧プレス
処理して緻密な焼結体を形成し、続いて該焼結体を熱間
圧延するに当り、ｉ焼結体に対し圧延比４以下の領域で
は、１０００〜１２００℃の温度で１パス当り５〜５０
チの減面率で圧延し、前記圧延比４以上の領域では８０
０℃以上の温度で１パス当り１０〜７５％の減面率で圧
延することを特徴とする粉末高速度鋼の熱間加工法。 ２ 熱間静水圧プレス処理後前記容器を焼結体より剥離
することなく熱間圧延する特許請求の範囲第１項記載の
粉末高速度鋼の熱間加工法９
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2688680A JPS5817802B2 (ja) | 1980-03-03 | 1980-03-03 | 粉末高速度鋼の熱間加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2688680A JPS5817802B2 (ja) | 1980-03-03 | 1980-03-03 | 粉末高速度鋼の熱間加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56123303A JPS56123303A (en) | 1981-09-28 |
| JPS5817802B2 true JPS5817802B2 (ja) | 1983-04-09 |
Family
ID=12205741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2688680A Expired JPS5817802B2 (ja) | 1980-03-03 | 1980-03-03 | 粉末高速度鋼の熱間加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5817802B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2131652C (en) * | 1993-09-27 | 2004-06-01 | William Stasko | Sulfur-containing powder-metallurgy tool steel article |
-
1980
- 1980-03-03 JP JP2688680A patent/JPS5817802B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56123303A (en) | 1981-09-28 |
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