JPS5856022B2 - バナジウム炭化物高含有の高耐摩耗性粉末治金工具鋼物品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 工具鋼及びそれからつくられる物品は、ＭＣ−型炭化物
分散物の相当量の存在のため耐摩耗性の見地から有益で
あることは公知である。

しかし乍ら、炭化物含有量が増大するにつれ、鋼の加工
性は低下する。

その結果、此種の従来の溶融鋳造合金では、その実用的
限界は全ＭＣ型炭化物含有量に依存する。

具体的には、工具鋼及びこれからつくられる物品は、使
用中に遭遇する高応力下での変形に耐える降伏強さと、
圧延、押出し、ブランキング、パンチング、スリッティ
ング、その他の作業中の被加工物との接触中の摩耗に耐
える耐摩耗性と、該被加工物との接触中に該工具の破壊
や欠損を防止する靭性との絹合せ特性をもつことを要求
される。

この目的のため、炭化物粒子の分散物を備えた合金鋼マ
トリックスを有し、これら炭化物粒子は耐摩耗性の目的
で存せしめられかくして該マトリックスは所望の強度と
靭性とを付与されるようにした工具鋼を使用することは
公知である。

従って、この種の合金に於て、その耐摩耗性が炭化物含
有量、特にＭＣ−型バナジウム炭化物の増大につれて増
大させることが認められる。

この種の炭化物は、それらの相対的硬さのため耐摩耗性
に対し、最も著しく貢献する。

この理由で、ＭＣ−型バナジウム炭化物の多量は、ＭＣ
型炭化物形形成バナジウムを炭素と化学量論的に均衡さ
せることにより得られる。

ＭＣ型バナジウム炭化物形成のための化学量論的関係は
、１φバナジウムと０．２０％炭素である。

認められているように、この炭化物含有の増大に伴ない
、鋼の靭性は低下する。

更に、１方、靭性と加工性は、インゴットの凝固中或い
はその他合金の鋳造中に起る炭化物の偏析により悪影響
を与えられる。

更に炭化物粒子の不当に大きいサイズへの生長は避ける
ことが出来ない。

その結果、従来の工具鋼ではＭＣ−型バナジウム炭化物
含有量は、最大的８．２容量饅までに制限される。

米国特許３，７４６，５１８は、漠然と、複数個の炭化
物形成元素を含むコバルト、鉄及びニッケル主体合金を
開示しているが、各種のマトリックス物質中にも各種の
炭化物形成元素中にも区別をせず、炭化物形成元素のい
づれについても上限を明確ｔこ設定していない。

明らか（こ、これらのファクターは重要と考えられなか
った。

これに対して、本発明は、専ら鉄主体合金について取り
扱い且つバナジウムを臨界炭化物形成元素として取り扱
い而してバナジウムとバナジウム炭化物含有量について
臨界的限定を設定するものである。

従って、本発明の第１の目的は、実質上球状の且つ均一
に分散されたＭＣ−型バナジウム炭化物の高含有量をも
つ高耐摩耗性粉末冶金工具鋼物品を提供し、これにより
、該物品に著しく改善された耐摩耗性を付与せしめると
同時に靭性及び加工性を許容レベルに維持するようにし
たことにある。

本発明の此の並びに他の目的並びにその一層完全な理解
は、下記の説明、具体的実施例及び図面により明らか（
こする。

鼓に使用した語ｒＭＣ〜型バナジウム炭化物」は、面心
立方結晶構造を特徴とする炭化物を指称し、「Ｍ」は炭
化物形成元素、本質的にバナジウムを表わす。

而してこれは又１！ｖ１４ｃ３−型バナジウム炭化物を
含み又炭素を窒素及び／又は酸素で部分置換した「炭窒
化物」及び「オキシ炭窒化物」と称するものを含む。

本発明の粉末冶金工具鋼物品は鼓で、実質土倉てのＭＣ
−型バナジウム炭化物を含むと定義されるが、Ｍ６Ｃ２
Ｍ２Ｃ及びＭ２３Ｃ６炭化物等の他の型式の炭化物が少
量存在してもよいが本発明の目的を達成する見地から重
要でない。

鼓で使用される語「粉末冶金工具鋼物品」は、加熱と加
圧の組合せにより、最終成形として、理論密度の９９φ
以上の密度を有する固有質量体に形成された圧縮された
事前合金化チャージを指称するに用いられる。

これは、ビレット、ブルーム。ロンド、バーその他の中
間製品を含むと共に当初の事前合金化粒子チャージから
或は該中間製品から作られるロール、ポンチ、ダイス、
耐摩耗プレート、その他の最終製品をも含む。

概して、本発明の実施に於て、事前合金化粉末チャージ
が得られる。

これに於て、その各粒子は、容量で１０乃至１８φの範
囲内で好ましくは、１５乃至１７饅或いは１３．３乃至
１７．２φの範囲内で、ＭＣ−型バナジウム炭化物の均
一な分散をもつ合金鋼マトリックスを有する。

これら炭化物は、実質上球状であり且つ均一に分散され
ている。

更に詳細には、本発明の粉末冶金工具鋼物品を形成する
事前合金化粉末は、下記範囲内で、重量パーセントに於
て、冶金組成物と、容量パーセントに於てＭＣ−型バナ
ジウム炭化物含有量とを有する。

＊鋼製造実施特性の付随元素及び不純物を含む。

本発明の物品は、更に、該ＭＣ−型バナジウム炭化物が
実質上球状であり且つ均一に分散されていることを特徴
とする。

炭素含有量は、バナジウム、クロム及びモリブデン含有
量と均衡化され、粉末冶金物品が少くとも５６ Ｒｃの
硬さに熱処理されることを可能（こするに充分な炭素を
提供する。

更に、事前合金化粉末の冶金組成に関して、マンガン含
有量が上記した上限界をはずれるならば、生成する物品
は、切削加工の目的に要求される低硬度へ焼なましする
ことが困難である。

■方、マンガス含有量が低くすぎるならば、適当な可削
性を付与するに必要な硫化マンガンを形成するに充分な
マンガンがないこととなる。

シリコンは最大限度を越えるならば、物品の硬さは切削
のための焼なまし条件ｔこは大きすぎる。

クロムは加熱処理中の適当な硬化性に必要であり更に加
えて昇温強度を増進する。

クロム含有量が高すぎるならば、これは、加熱処理中に
、高温フェライトの形成或いはオーステナイトの不当に
多量の残存をもたらす。

高温フェライトの形成は、熱間加工性に悪影響を与え、
又残存オーステナイトは、熱処理中に、所望の高い硬さ
レベルに達することをさまたげる。

モリブデンは、クロムのように、合金物品に高温強度及
び硬化性を与える。

イオウは、硫化マンガンの形成を与えることにより切削
性を増進する。

炭素は、ＭＣ−型バナジウム炭化物を形成して耐摩耗性
を与える目的で、バナジウムの均衡されるべきである。

又炭素は、含有する全てのバナジウムと結合する量含有
し且つその上マトリックス強度付与のために含有するこ
とが適当なマトリックス硬化に必要である。

この特性の粉末チャージは、任意の粉末冶金技術で、そ
の技術が炭化物の過剰な、有害な生長及び塊状化をもた
らさない限り、圧縮されて所望の製品形状にされる。

オートクレーブ内に事前合金化、アトマイズ化粉末を密
閉充填したものを熱間均等加圧すると云う周知の技術を
使用することが好ましい。

本発明は、実質土竜てのＭＣ−型バナジウム炭化物を含
む粉末冶金製造された合金鋼組成物及び粉末冶金工具鋼
物品を取り扱う。

更に、バナジウム含有量とＭＣ−型バナジウム炭化物含
有量とを一定の臨界レベル範囲に規制することにより、
耐摩耗性と靭性と許容し得る研削性との従来得られなか
った組合せ特性が遠戚される。

本発明は、表■に表示した各種合金により説明する。

これら合金ＣＰＭ６Ｖ、ＣＰＭＩ ＩＶ及びＣＰＭ１４
Ｖは、（１）誘導融解及びガスアトマイゼーションによ
り事前合金化粉末を製造すること、（２）該粉末を一４
０メツシュサイズ（米国標準）にスクリーニングするこ
と、（３）粉末を１４０ｍｍ径×１５２ｍｍ高さの軟鋼
容器内に入れること、（４）これら容器をガス抜き並び
に密封すること、（５）これら容器を１１７０℃に加熱
し且つその温度に９時間保持すること、（６）９１ Ｍ
Ｐ ａの均等加圧作用により本質的に充分な密度に固め
ること、及び（７）周囲温度に冷却することをこより、
調製された。

これら圧縮体は次で２５．４ｍｍ平方のバーに容易に熱
間鍛造（鍛造温度１０９０℃）され、これらバーから各
種試験片が調製された。

比較の目的で、Ｃ６Ｖ及びＣＩＩＶで表わしたと類似の
組成物が、４５ｋｇ加熱溶鋼に誘導融解され、次で耐火
レンガでライニングされた１２７關平方鋳型内に注入さ
れた。

これらインゴットは次で、対応する粉末冶金圧縮物ＣＰ
Ｍ６Ｖ及ＣＰＭＩＩＶで使用したと同じスケジュールに
より鍛造処理（１０９０℃加熱温度を使用して）を施し
た。

表Ｉに報告したＣ６Ｖ鋼は、相当の注意を払って７６關
平方バーに鍛造し得た。

之に対し、表■に報告したＣ１１■鋼は当初の鍛造加圧
で相当な亀裂を受けかくして実用上加工不能であること
が認められた。

粉末冶金製品ＣＰＭ６Ｖ及びＣ２Ｍ１１■の著しく優れ
た熱間加工性がこの実験の結果認められた。

ＣＰＭＩＯＶの素材は、（１）誘導融解及びガスアトマ
イゼーションにより事前合金化粉末を製造すること、（
２）粉末を−１６メツシユサイズ（米国標準）にスクリ
ーニングすること、（３）粉末を３２４■インチ外径Ｘ
１５２４ｍｍ高さの軟鋼容器内に入れること、（４）該
容器をガス抜きすること、（５）該容器を１１８０℃に
加熱すること、（６）８３ ＭＰ ａの均等加圧作用に
より本質的に充分な密度に固めること、（７）周囲温度
に冷却することにより、調製される。

該圧縮物は、次で（１）１１５０℃に加熱され、（２）
断面２６７ｍｍＸ ７６ｍｍをもつビレットに熱間圧延
され、（３）焼鈍され、（４）コンディショニングされ
、（５）１１３５℃に加熱され、（６）断面２１５．ｌ
Ｘ５０間に鍛造され、更に（７）断面２０３．６ Ｘ
４４．８ｍｍに切削加工された。

ＣＰＭＩ ６Ｖの素材は、（１）誘導融解及びガスアト
マイゼーションにより事前合金化粉末を製造すること、
（２）−２０メツシユサイズ（米国標準）に粉末をスク
リーニングすること、（３）２５．４山内径Ｘ１０１．
６山高さの軟鋼容器内に粉末を入れること、（４）該容
器を脱気すること、（５）該容器を１１９０℃に加熱す
ること及び（６）鍛造加圧の作用により実質上充分な密
度に固めることにより調製された。

これら合金の実用特性の評価を得るべく、冷間加工工具
に於けるこれらの使用に関する緒基本特性の決定を行な
った。

これらは、（１）顕微鏡組織、（２）強度の測定として
熱処理条件での硬さ、（３）靭性の測定として曲げ破断
強度及び衝撃値及び（４）耐摩耗性測定としてクロスシ
リンダー摩耗テストに於ける摩耗率を含む。

銅物品ＣＰＭ６Ｖ、ＣＰＭＩＯＶ、ＣＰＭＩ ＩＶ。

ＣＰＭＩ４Ｖ、Ｃ６Ｖ及びＣＩＩＶ中のＭＣ−型バナジ
ウム炭化物の特性は、第１．２，３，４゜５及び６図に
夫々示されている。

公知の特別な選択エツチング技術の適用（ピクラール及
びムラカミ試薬の連続適用）により、該ＭＣ−型バナジ
ウム炭化物は、暗い背景（全ての他の微細緒組成分を含
む）に白い粒子として見えるようにせしめられる。

尚、ピクラール試薬は、１００ｍ１エチルアルコール中
に５ｇピクリン酸から戊り、ムラカミ試薬は１００ ｍ
、ｌ水中１０ｇフェリシアン化カリウム及び７ｇの水酸
化ナトリウムから威る。

ＭＣ型バナジウム炭化物粒子は、第１，２及び３図の鋼
ＣＰＭ６Ｖ、ＣＰＭＩＯＶ及びＣ２Ｍ１１■の夫々の鋼
に於て、均一に分散し、サイズが小さく且つ実質上球状
であることが極めて明白である。

これらの鋼に於いて、該ＭＣ−型バナジウム炭化物の少
くとも９０％はサイズは３ミクロン以下であり且つ如何
なる方向にもサイズが１５ミクロンより実質上大きいも
のはない。

これに対し、第４図のＣＰＭ１４Ｖ及び第５図及び第６
図のインコツト鋳造鋼Ｃ６Ｖ及びＣ１１■は夫々、明ら
かに一層大きい角のある形状の、例えば、非球状の、Ｍ
Ｃ−型バナジウム炭化物の存在により特徴付けられる。

これらの大きい角のある形状の炭化物は、物品の顕微鏡
組織中に全体に亘り、一群の塊りとして現われ而して不
均一なＭＣ−型バナジウム炭化物分散を結果として生成
する。

ＭＣ−型バナジウム炭化物の特性に関して、鋼ＣＰＭ６
Ｖ。

ＣＰＭＩ ＯＶ、及びＣＰＭＩＩＶは、本発明の範囲内
の物品のＭＣ−型バナジウム炭化物外観の例示であり、
之に対し、鋼ＣＰＭ１４Ｖ、Ｃ６Ｖ及びＣ１１■のその
外観は、本発明の範囲外の物品の特性である。

該ＭＣ−型バナジウム炭化物のサイズ、形状及び分布に
加え、本発明は、物品中に含まれるＭＣ型バナジウム炭
化物の量の重要性を強調する。

鋼ＣＰＭ６Ｖ、ＣＰＭＩＯＶ、ＣＰＭＩＩＶ。

ＣＰＭＩ４Ｖ、Ｃ６Ｖ及びＣ１１■中に含有のＭＣ−型
バナジウム炭化物の量は、鋼のバナジウム含有量はＭＣ
又はＭ４Ｃ３型炭化物の形で存在し、鼓でＭは実質上量
てのバナジウムであり又バナジウム／炭素比率は容量幅
で５：１であると云う充分容認された事実に基き算出さ
れた。

この型式の合金に於て、タングステンは、如何なる目的
にも故意（こ添加されないけれども、付随元素及び不純
物として通常存在する。

比較の目的に使用されるその他の材料として、Ａｌ５Ｉ
Ａ７及びＤ７についての容量パーセントが、鋼のバナジ
ウム含有量として、夫々４．７５及び４．０重量パーセ
ントのわずかなバナジウム含有量を使用する実験□につ
き同じ基準で計算された。

ＡＩＳＩＭ２及びＭ４高速度鋼について、ＭｉＣ型バナ
ジウム炭化物含有量の容量パーセントは、ケイサー及び
コーエン著技術刊公物メタルプログレス、１９５２年６
月、７９〜８５頁から採用された。

硬さは、冷間加工或いは熱間加工工具に使用中の変形に
耐える鋼の能力の測定である。

Ｒｃ５６の最小硬さは、通常要求される。

表■に提示した結果は、９５４°Ｃで１時間オーステナ
イト化すること、油急？＋（焼入れ）すること及び２６
０℃で２＋２時間焼戻しすることとから成る熱処理後の
ＡＳＴＭＥ１８−６７基準に従った硬さ試験で得られた
。

鋼の記述 製造 式 ＭＣ−型バ ナジウム炭 化物含有量 （Ｖｏｌ、φ） 硬さ くＲｃ） ＣＰＭ ６■ 粉末冶金 １０．５ ２ ６Ｖ インゴット鋳造 １０．２ ６ ＣＰＭ、１ｉｖ 粉末冶金 １７．７ ３ Ｃ１１■ インゴット鋳造 １８．２ ０ 本発明に従って製造された製品（ＣＰＭ６Ｖ及びＣ４Ｍ
１１■）がインゴット鋳造製品（Ｃ６Ｖ及びＣＩＩＶ）
より熱処理反応に於て優れていることは極めて明白であ
る。

Ｃ２Ｍ１０■の試料は、オーステナイト化処理と冷却処
理と、焼戻し処理とから戊る広範囲に亘る各種の熱処理
を施した。

オーステナイト化の結果は、第９図に提示されている。

鼓で、時間一温度関係は下記の通りである。

焼戻し処理の結果は第１０図に示されている。

これらの図面から熱処理による硬さ５６ Ｒｃは、広い
処理範囲ｔこ亘るオーステナイト化及び焼戻し条件に於
て本発明の物品について達成され得ることが明らかであ
る。

曲げ破断強度は、靭性の尺度である。

この性質の決定は、環境温度で、６．３５ｍ４Ｘ ４７
．６ｍｍ長さの試験片につき、３８．１ ｕｒｎ、支持
スパンをもつ３点荷重を使用し、毎分２．５４ｍｍの曲
げ率を使用して、なされた。

曲げ破断強度は、試料の破断をもたらす応力である。

次の式を使用して計算される。鼓で、Ｓは曲げ破断強度
（Ｐａ） Ｐは破断をもたらすに必要な荷重（Ｎ） Ｌは支持スパン（ｍ） ｂは試料幅（ｍ） ｈは試料高さくｍ） 表■に提示の結果は、９５４°Ｃで１時間のオーステナ
イト化処理、油急冷処理及び２６０℃で２＋２時間の焼
戻し処理とにより熱処理された試験片に於いて得られた
。

本発明に従った粉末冶金調製品の優秀性は、極めて明白
である。

衝撃靭性試験を１２．７ｍｒｒｔの切溝径を有する試験
片につきＡＳＴＭＥ２３−７２処法に従って、室温でシ
ャルピ一式試験片につき実施した。

表■に提示の結果が得られた。

表■から、次のことが分る。

即ち、本発明の物品は、炭化物含有量を実質上一層多く
含むものでさえ、冷間加工適用のための最適の熱処理条
件に於ける従来の市販の冷間加工或いは熱間加工材料よ
り、靭性が優れていることが認められる。

表■に提示の靭性データは第７図ｔこグラフで表わされ
ている。

これらのデータは、容量で約１８φを越えるＭＣ−型バ
ナジウム炭化物含有量では、本発明に従った製品の靭性
は、従来達成されている靭性レベルに減少しかくして本
発明のこの利点は消失することを示す。

耐摩耗性の評価のため、クロスシリンダー摩耗試験が用
いられた。

この試験に於て、夫々の冷間加工或いは熱間加工工具材
の円筒状試験片（１５，９間径）とタングステン炭化物
（コバルト結合材６φを含む）の円筒状試験片（１２，
７ｍｍ径）とが互に直角に配置される。

６６．８Ｎ荷重がおもりを介しレバーアーム上にかけら
れる。

次で該タングステン炭化物円筒状試験片が毎分６６７回
転の速度で回転される。

潤滑剤は全く施されない。

試験が進行するにつれ、摩耗スポットが該工具材の試験
片上に発達する。

時々、摩耗度が該試験片上の摩耗スポットの深さを測る
ことにより決定され、而してこの目的のためをこ具体的
に導かれた関係の助けにより、それを摩耗容量に換算す
る。

耐摩耗性、即ち摩耗率の逆数が次で下記式に従い計算さ
れる。

鼓で、■−摩耗容量（ｍｏ） Ｌ−かけた荷重（Ｎ） Ｓ−スライド距離（ｍ） ｄ−タングステン炭化物円筒体の径（ｍ）Ｎ−タングス
テン炭化物円筒体の回転数（ｒｐｍ）此の試験は、実施
上遭遇する摩耗状況と優れた相関関係を与えた。

この摩耗試験を本発明の試験片と市販ストック品からい
くつかの最近広く使用されている高耐摩耗性の冷間加工
或いは熱間加工工具材とに施した結果、表■に提示のデ
ータが得られた。

耐摩耗性について、本発明の合金の優秀性は、該報告デ
ータから極めて明らかである。

更に詳細には、表■及び第８図に示すように、ＣＰＭＩ
Ｏ試験片の耐摩耗性は、Ｃ２Ｍ１１試料の耐摩耗性より
著しく優れて居り、且つ一層高いＭＣ−型バナジウム炭
化物含有量を有しかくして一層高い耐摩耗性を有するこ
とが期待される。

第８図から明らかなように、従来の材料より耐摩耗性の
より優れた利益を得るには、容量で１０咎の最小ＭＣ型
バナジウム炭化物含有量が必要である。

故に、本発明に従った物品につき、最小ＭＣ型バナジウ
ム炭化物含有量は、これらのデータにより確立される。

ＭＣ−型バナジウム炭化物含有量（こ関するその上限は
、約１１φ或いはそれ以上のバナジウム含有量或いは容
量で約１８係或いはそれ以上のＭＣ−型バナジウム炭化
物含有量を有する色々の鋼の顕微鏡組織中（こ存在する
相対的に大きいサイズのＭＣ−型バナジウム炭化物は、
鉄鋼の研削性に悪影響を与えると云う認定により確立さ
れた。

研削性は、研削がこの種の鋼からの工具及びその他の耐
摩耗性物品の製造に於てしばしば用いられるので、重要
な考慮すべきことである。

ＭＣ−型バナジウム炭化物サイズの研削性に対する影響
は、鋼ＣＰＭＩＯＶ及びＣＰＭ１６Ｖからの試料につき
行なった下記実験の結果から明らかである。

これら２種類の鋼は、これらのバナジウム及び炭素の含
有量及びそれらのＭＣ型バナジウム炭化物含有量を除き
、本質的に同じ化学組成をもつ。

Ｃ１Ｍ１０■は本発明の範囲内であり、之に対しＣＰＭ
１６Ｖはそうでない。

画調の試験片は、荒く切削加工され次で、１１７７°Ｃ
で４分間オーステナイト化処理し、油急冷焼入れ処理し
、及び５３８°Ｃで２＋２時間焼戻し処理することによ
る熱処理を施された。

この処理後、ＣＰＭＩＯＶ鋼の硬さは６３．５Ｒｃ及び
ＣＰＭ１６Ｖ鋼のそれは６４．５Ｒｃであった。

これら試験片は次で最終寸法３１．３４ｍｍ（長さ）、
１０．１１ｍｍ（幅）、８．７４ｍｍ（厚さ）（こ仕上
げ切削加工された。

研削性評価は、往復動テーブルと磁気チャックとを備え
たツートン水平スピンドル式表面研削機の使用によりな
された。

使用された研削条件は下記の通りであった。

クロス送り ０．２０３山 クロス速度 ２８ｍ／分 ダウン送り ０．０２５關／パス 研削ホイール ４−Ａ−５４−Ｈ−１０−Ｖ−ＦＭ研削
ホイール ２０００ｒｐｍ 冷却剤 ＣＸ−３０８ 研削を受ける 、□６７ＩＬ、を 試験片表面積 各試験以前に、試験片の厚さがマイクロメーターで測定
された。

１０回パス後（０，０２５ｍｍ／パスの研削ホイールダ
ウン送りで）試験片厚さが測られ且つ試験片厚さの変化
が計算された。

１０回パス（１０×０．０２５＝０．２５間）の研削ホ
イールのダウン送りと試験片厚さの測定結果変化との間
の相異が研削ホイールの摩耗をその半径として表わす。

研削ホイールの摩耗が小さいほど、被加工材料の研削性
が良い。

３回の試験が、これら試験片ＣＰＭＩＯＶ及びＣＰＭ１
６Ｖの夫々について行なわれた。

研削ホイールは各試験の前に目立てさせた。

上記の手段を使用することにより、下記の結果が得られ
た。

１０Ｖ Ｏ，２４６０，２４４０，２４９０，２４６
０，００７６１６Ｖ Ｏ，２３１０，２３６０，２３
１０，２３４０，０２０３＊１０回パス（０，２５４ｍ
ｍ）での研摩ホイールのダウンフィードと１０回パスで
の試料厚さの平均変化との間の変化として決定。

これらの結果から、ＭＣ−型バナジウム炭化物含有量が
本発明の上限以上であると云う見地から、本発明の範囲
外である１６Ｖ試験片は、不満足な研削性を表わし、而
して本発明の範囲内である１０■試料片の研削性より著
しく劣ることが明らかである。

鋼ＣＰＭ１１■のバー（１９，２ｍｍ径）は多数の冷間
押出しポンチに製造され、且つＡｌ５１１００８鋼から
のスパークプラグシェルの製造に於いて使用されるポン
チとして実際の使用に供された。

これらポンチの性能は、不当に摩耗して取り換えを必要
とするまでに製造されたシェルの数により決定される。

本発明ＣＰＭ１１■の合金の性能平均は、Ａｌ５Ｉ型Ｍ
４高速度鋼より優れていることが明白である。

別の例示として、ＣＰＭＩＯＶ鋼製のポンチは、酸化鉄
被膜金具にスロットを穿設するための工具として使用さ
れた。

４子方個の金具が該工具に摩耗を生ずることなく穿設加
工された。

比較として、Ａｌ５ＩＤ７（４饅バナジウム、或いは６
．７容量パーセントのバナジウム炭化物を含む）から製
造された同じ工具の場合、ｓ、ｏ ｏ ｏ、ｏ ｏ ｏ
乃至１２．０００，０００個の金具加工後に使用できな
くなった。

更に別の試用として、ポンチは、ＣＰＭＩＯＶからつく
られ而して電子部品製造用の０．３８１ｍｍ厚さの銅−
ベリリウム合金ストリップにスロットパンチング加工す
るに使用された。

■方、硬さＲｃ６０乃至６２に熱処理されたＡｌ５ＩＤ
２？’ｅ間加工鋼製の同様のポンチは、通常７５，００
０個の部品を製造後摩耗し使用不能となった又Ｒｃ６４
の硬さに熱処理されたＡＩＳＩＭ４高速度鋼製のボンチ
ェ具は、２００，０００個部品製造後にいくらかの摩耗
をみた。

之に対し、Ｒｃ６０硬さに熱処理されたＣＰＭＩＯＶ製
のポンチは２００，０００個部品製造後にも全く摩耗し
なかった。

本発明の物品は、全く不当な困難性なしに、工具用構成
部品に製造し得られる。

これらは、所望の工具形状を形成するに必要な場合に、
２５０乃至３００プリネル硬度に焼なましされ、切削加
工され、研摩加工され、孔あけ加工される等をなし得る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って製造された１例の工具鋼物品
の１部の顕微鏡写真で、該合金マｌ−ＩＪラックス中特
徴あるＭＣ−型バナジウム炭化物形成を示す。 第２図は、本発明に従った他側の一層高いＭＣ−型バナ
ジウム炭化物含有量であることを除いては、第１図に類
似の顕微鏡写真である。 第３図は、本発明の許容上限である更に高いＭＣ型バナ
ジウム炭化物含有量であることを除いては、第１図及び
第２図に類似の顕微鏡写真である。 第４図は、同様に、ＭＣ−型バナジウム炭化物含有量が
本発明の上限を越えてこれらの炭化物の成るものはサイ
ズが１５ミクロンより大きく、実質上球状でなく、且つ
均一に分散していない点を除き、第１，２及び３図に類
似の顕微鏡写真である。 第５図は、本発明に従った組成を有し且つ具体的にはバ
ナジウム含有量を有する工具鋼物品のしかし、粉末冶金
製造物品よりはむしろインゴット鋳造物品の１部の顕微
鏡写真である。 第６図は、第５図の物品に類似のしかし一層高バナジウ
ム含有量を有する工具鋼物品の１部の顕微鏡写真である
。 第７図は、衝撃靭性とＭＣ−型バナジウム炭化物含有量
との間の関係を示すグラフである。 第８図は、耐摩耗性とＭＣ−型バナジウム炭化物含有量
との間の関係を示すグラフである。 第９図は、本発明に従った且つサンプルＣＰＭＩＯＶと
一致する粉末冶金物品の硬さに対するオーステナイト化
処理の効果を示すグラフである。 第１０図は、本発明に従った且つサンプルＣＰＭＩＯＶ
と一致する粉末冶金物品の硬さに対する２千２時間の焼
戻し時間での焼戻し温度の効果を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量パーセントで、マンガン０．２乃至１．５、シ
   リコン最大２、クロム１．５乃至６、モリブデン０．５
   ０乃至６、イオウ最大０．３０、バナジウム６乃至１１
   ．炭素１．６乃至２．８残部鉄並びに付随元素及び不純
   物から威る鉄鋼製造実施特性の合金の圧縮事前合金化粉
   末から形成された粉末冶金工具鋼物品から成り、且つ該
   物品は、実質土倉てのＭＣ−型バナジウム炭化物の分散
   物を容量で約１０乃至１８パーセントの範囲内で有し、
   該炭化物は、実質上球状であり且つ均一に分散せられて
   居り、又その炭素は、クロム、モリブデン及びバナジウ
   ムと均衡せられて物品が少くとも５６ Ｒｃの硬さまで
   に熱処理されることを許容するに充分な炭素を備えるこ
   とを特徴とするバナジウム炭化物高含有の高耐摩耗性粉
   末冶金工具鋼物品。 ２ 該粉末冶金工具鋼物品は、重量パーセントで、マン
   ガン０．４乃至０．６、シリコン最大１、クロム５乃至
   ５．５、モリブデン１．１５乃至１．４、イオウ最大０
   ．０９、バナジウム９．２５乃至１０．２５、炭素２．
   ４０乃至２．５０、残部鉄並びに付随元素並びに不純物
   から戊る鉄鋼製造実施特性の合金の事前合金化粉末から
   形成され、且つ該物品、は実質土倉てのＭＣ−型バナジ
   ウム炭化物の分散物を容量で約１５乃至１７パーセント
   の範囲で有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の物品。 ３ 該粉末冶金工具鋼物品は、重量パーセントで、マン
   ガンＯ１２乃至１、シリコン最大２、クロム４．５乃至
   ５．５、モリブデン０．８０乃至１．７、イオウ最大０
   ．１４、バナジウム８乃至１０．５、炭素２．２乃至２
   ．６、残部鉄並びに付随元素及び不純物からなる鉄鋼製
   造実施特性の合金の事前合金化粉末から形成され、且つ
   該物品は、実質土倉てのＭＣ−型バナジウム炭化物の分
   散物を容量で約１３．３乃至１７．２パーセントの範囲
   内で有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の物品。