JPS5857504B2 - 切削用工具鋼 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は従来使用されている高速度工具鋼に比較して、
耐熱性および耐磨耗性を高めると共に、切削耐久性を良
好ならしめた切削用工具鋼に関するものである。

従来から高速度工具鋼は鋭利な刃先でも高い靭性を保有
すること、および価格的にあるいは被加工性の点で経済
的であるという特徴によって、断続切削工具、複雑形状
の工具などに使用される。

しかし、切削工具としては、使用状態において耐磨耗性
、耐熱性および靭性が必要であるが、耐磨耗性、耐熱性
に対して靭性は逆相関関係にある。

従って、いかに靭性を保存しながら耐熱性、耐磨耗性を
増すかが、従来から高速度工具鋼に与えられた宿命的課
題である。

本発明は高速度工具鋼に重量比でＮｂを０．１〜１．５
係、Ｂを０．０１〜０．２ ％添加して靭性をそこなわ
ず、しかも耐熱性不足という欠点を改善し、かつ耐磨耗
性および切削耐久性を向上させ、さらにＣｏを４〜１１
ｑｌ）添加して耐熱性、切削耐久性を一層向上させて前
記Ｎｂ、Ｂの添加効果を助長させた切削用工具を提供す
ることを目的とするものである。

本発明の切削用工具鋼でばＮｂとＢを高速度工具鋼に共
同添加すると、その相乗効果により耐熱性、耐磨耗性お
よび特に切削耐久性を増大する。

このＮｂおよびＢは本発明鋼における特色ある添加元素
である。

従来、ＮｂあるいはＢを単独添加した高速度工具鋼が発
表されているが、十分な切削耐久性を発揮していない。

本発明鋼においてばＮｂは鋼中の窒素と結合し、Ｂ添加
による結晶粒粗大化を防止し、靭性の向上に寄与し、ま
たＣと結合してＭＣ型炭化物を形成し耐磨耗性に寄与し
ているが、０．１ ｆｉ未満ではこれらの効果は不十分
で、また１、５係を越えるとＭＣ型炭化物が粗大化し、
被研削性を害する。

またＢは高温強度を著しく増大し、高速度工具鋼の耐熱
性を増すが０．０１ ％未満では効果不十分であり、ま
た０、２ ％を越えると鋼の融点を低下し、熱間加工性
を害し、オーステナイト結晶粒を著しく粗大化し、靭性
を低下させる。

従って本発明鋼でばＮｂ０．１〜１．５係、Ｂｏ、０１
〜０．２係の範囲とした。

Ｃｏは高速度工具鋼の基地中に固溶し、耐熱性、切削耐
久性を一層向上させろ効果があるが４係未満では効果は
不十分であり、また１１係を越えてもそれほど効果を増
大しないので４〜１１％の範囲とした。

Ｃは切削材料の諸性質を決めろものであり高硬度を与え
、また、焼もどし抵抗性を増すが、その含有量は０．８
％未満では効果が不十分であり、１．４係を越えると鍛
造性ならひに靭性を損なうのでＣの含有量は０．８〜１
．４係とした。

ＳｉおよびＭｎは脱酸剤として通常含翁する範囲で両者
ともそれぞれｏ、ｉ〜０．６係とした。

Ｃｒは低いと十分な焼もどし硬化を起さず、また高いと
脆くなり、鍛造困難どなり、さらに切削耐久性の低下を
示すため最適範囲である３〜５係とした。

ＶばＣと結合してＭＣ型の炭化物を形成上、耐磨耗性を
著しく増大すると共にオーステナイト結晶粒の粗大化を
防止し、また焼もどし硬さの上昇に効果があるがＣ量と
の適当な組合せも必要である。

しかし前記Ｃ量の範囲では１〜４係が適当である。

すなわち１係未満では耐磨耗性が低下しオーステナイト
結晶粒の成長が顕著となり、また４係を越えると被研削
性を害するものである。

Ｗ、Ｍｏは耐磨耗性、耐熱性を付与するために最低限度
夫々１係を添加するが、Ｍｏは１０係を越えると共晶炭
化物量を増大し、靭性を低下させ、またＷも２０％を越
えると靭性を低下させるので、それぞれ最高限度をＭｏ
１０ ％、Ｗ２０％以下とした。

たＫＬＭｏ、Ｗの相互量的関係ば２Ｍｏ＋Ｗの値が３乃
至２３であることが良好な切削耐久性を得るために好ま
しい。

ｃｏは高速度工具鋼の基地中に固溶し、耐熱性を向上さ
せろ効果があるが４係未満では効果は不十分であり、ま
た１１係を越えてもそれほど効果を増大しないので４〜
１１係の範囲とした。

次に本発明鋼の実施例を従来鋼および比較鋼と比較して
示す。

第１表は化学成分（重量幅）を示すもので、表中試料Ｎ
（Ｌｌ、５および６ばＪＩＳＳＫＥ（９ＳＫＨ４Ａおよ
び５ＫＨ５５であり、Ａ４および９は本発明鋼、Ａ２
、３ 、７および８は本発明鋼よりＮｂまたばＢを除い
た比較鋼である。

また、第２表は第■表のものの熱処理条件及び硬さを示
すものである。

第１図は本発明鋼と従来鋼および比較鋼の耐磨耗性の比
較を示すものである。

磨耗試験は大越迅速磨耗試験機を用い、相手材にＪＩＳ
ＳＣＭ３（硬さＨＶ１９０）を使って行なった。

図から明らかなように本発明鋼の憲４は従来鋼のＡ１，
５およびＮｂとＢをそれぞれ単独添加した比較鋼のＡ２
，３より磨耗量が少なく、耐磨耗性に優れているもので
あり、ＮｂとＢの共同添加による相乗効果が耐磨耗性を
著しく改善していることを示している。

第２図は本発明鋼と従来鋼および比較鋼を高温で焼もど
しを行なって室温で硬さを測定したもので、いわゆる焼
もどし軟化抵抗でもって耐熱性の比較をしたものである
が、図から明らかなように本発明鋼のＡ４およびＢを単
独添加した比較鋼のＡ３ば６６０℃の焼もどし後では耐
熱性の比較的良好な従来鋼の慮５より高い硬さを有し、
耐熱性の良好なことを示している。

また第３図は切削試験結果を示すもので、これから明ら
かな如く、切削速度８３ｍ／ｍｉｎ、切込み深さ１．５
ｍｙｒ＋という苛酷な切削条件にもかかわらず、本発明
鋼のＡ４および９は従来鋼のＡ１，５および６よりも切
削寿命は長く、またＡ２ 、３ 。

７および８のＮｂとＢをそれぞれ単独添加した比較鋼は
従来鋼とほぼ同等の切削寿命であり、単独添加では切削
耐久性は改善されず、ＮｂとＢを共同添加した本発明鋼
によりはじめて共同添加の相乗効果により、格段に優れ
た切削耐久性を示すことが実証された。

また憲９ばＣｏを添加したので切削耐久性が一層向上し
たことが分る。

なお、本発明鋼の製造には何等特殊な方法を必要とせず
、他の高速度工具鋼と同様の方法で容易に溶解および精
錬ができ、また鍛造、圧延などの熱間加工も他の高速度
工具鋼と同様に行なうことができる。

また、加工後の焼なましは８５０℃〜９００℃に加熱後
徐令することにより軟化することができ、さらに１１６
０〜１２７０℃で油焼入後５３０〜５８０℃で焼もどし
することによりＨＲＣ６３〜６８の硬さが容易に得られ
るものである。

以上に記述するように本発明の切削用工具鋼は従来の高
速度工具鋼より耐熱性、耐磨耗性に優れ、良好な切削耐
久性を有し、工業上の効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋼と従来鋼及び比較鋼との磨耗試験結果
の比較図、第２図は本発明鋼の従来鋼及び比較鋼との焼
もどし温度による硬度変化図、第３図は本発明鋼と従来
鋼及び比較鋼との切削試験結果との比較図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量比でＣ０，８〜１．４係、Ｓ ｉ ０．１〜０
   ．６係、Ｍｎ０．１〜０．６ ％、Ｃｒ３〜５％、Ｖｌ
   〜４％、Ｗ２０係以下、Ｍｏ １０ ％以下、ＮｂＯ，
   １〜１．５％、Ｂ Ｏ，０１〜０．２％含み、残量がＦ
   ｅおよび不純物よりなる切削用工具鋼。 ２ ２Ｍｏ＋Ｗが３〜２３係である特許請求の範囲第１
   項記載の切削用工具鋼。 ３ 重量比でＣ０，８〜１．４係、Ｓ ｉ Ｏ，１〜０
   ．６係、Ｍｎ ０．１〜０．６ ％、Ｃｒ３〜５％、Ｖ
   ｌ〜４％、Ｗ２０％以下、ＭｏｌＯ％以下、Ｃｏ４〜１
   １ ％、ＮｂＯ，１〜１．５％、Ｂ Ｏ，０１−０，２
   ％含み、残量がＦｅおよび不純物よりなる切削用工具鋼
   。 ４ ２Ｍｏ＋Ｗが３〜２３係である特許請求の範囲第３
   項記載の切削用工具鋼。