JPS59179762A - 冷間ダイス鋼 - Google Patents
冷間ダイス鋼Info
- Publication number
- JPS59179762A JPS59179762A JP5478683A JP5478683A JPS59179762A JP S59179762 A JPS59179762 A JP S59179762A JP 5478683 A JP5478683 A JP 5478683A JP 5478683 A JP5478683 A JP 5478683A JP S59179762 A JPS59179762 A JP S59179762A
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- steel
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は使用条件が苛酷な冷間加工あるいは工具に加工
する際ワイヤーカット等の放電加工等に使用するのに特
に好適な高硬度でしかも高靭性を有する冷間工具鋼に閃
する。
する際ワイヤーカット等の放電加工等に使用するのに特
に好適な高硬度でしかも高靭性を有する冷間工具鋼に閃
する。
従来、冷間鍛造用ダイスおよびポンチ、抜型用途等に使
用される冷間加工用合金工具鋼としてはＪＩＳ ５Ｋ
ＤＩＩが汎用されている。これら５ＫＤＩＩは熱処理法
として１０００〜１０５０Ｃから焼入れ後、１５０〜２
００Ｃで焼もどしし、Ｉ（ＲＣ６１以上で用いられるの
が一般的である。しかし、これら従来の８ＫＤ１１は硬
度は高いものの靭性が充分でなく、近時の冷間加工法の
苛酷化、またはワイヤーカット加工等の放電加工法の普
及に伴い、ＳＫＤ １１では対処しきれない場合が増大
している。例えば冷間鍛造用ダイスでは焼付による工具
待命の低下、抜型では前記ワイヤーカット罠よる放電加
工時の割れ発生等が問題となっている。
用される冷間加工用合金工具鋼としてはＪＩＳ ５Ｋ
ＤＩＩが汎用されている。これら５ＫＤＩＩは熱処理法
として１０００〜１０５０Ｃから焼入れ後、１５０〜２
００Ｃで焼もどしし、Ｉ（ＲＣ６１以上で用いられるの
が一般的である。しかし、これら従来の８ＫＤ１１は硬
度は高いものの靭性が充分でなく、近時の冷間加工法の
苛酷化、またはワイヤーカット加工等の放電加工法の普
及に伴い、ＳＫＤ １１では対処しきれない場合が増大
している。例えば冷間鍛造用ダイスでは焼付による工具
待命の低下、抜型では前記ワイヤーカット罠よる放電加
工時の割れ発生等が問題となっている。
このような状況に対し、５ＫＤＩＩの組成をベースに種
々の成分を添加する等６拙の冷間工具鋼が提案されてい
る。しかし、これらは前述の如き苛酷な冷間加工あるい
は放電加工に使用する工具として充分な硬度と靭性を兼
ね備えたものとはいい難い。
々の成分を添加する等６拙の冷間工具鋼が提案されてい
る。しかし、これらは前述の如き苛酷な冷間加工あるい
は放電加工に使用する工具として充分な硬度と靭性を兼
ね備えたものとはいい難い。
本発明者らは、近時の苛酷な使用条件に充分に対応し得
、強度低下、割れをきたすことなく長期間に亘って安定
して使用し得る高硬度でしかも高靭性を備えた冷間工具
鋼を提供することを目的とし、種々検討を重ねた。その
結果、炭素および炭化管形成元素間に適切なバランスを
保持せしめて一次の共晶炭化物を少くすることによって
靭性を高い状態にするとともに、各成分組成範囲を特定
し、これを４５０Ｃ以上の高温焼もどし処理を施して二
次硬化硬さを増大させることにより、冷間工具鋼の寿命
と放電加工性が大巾に改善されるという知見を得、本発
明に至った。
、強度低下、割れをきたすことなく長期間に亘って安定
して使用し得る高硬度でしかも高靭性を備えた冷間工具
鋼を提供することを目的とし、種々検討を重ねた。その
結果、炭素および炭化管形成元素間に適切なバランスを
保持せしめて一次の共晶炭化物を少くすることによって
靭性を高い状態にするとともに、各成分組成範囲を特定
し、これを４５０Ｃ以上の高温焼もどし処理を施して二
次硬化硬さを増大させることにより、冷間工具鋼の寿命
と放電加工性が大巾に改善されるという知見を得、本発
明に至った。
すなわち、本発明はＣ：０．７５〜１．７５％、Ｓｌ：
０．５〜３．０ ％、Ｍｎ ： ０．１〜２．
０ ％、Ｃｒ ： ５．０〜１１．０％、Ｍｏ
： １．３〜５．０ ％、Ｖ：０．１〜５．０％を含
有し、もしくはこれにざらにＲＥＭ ： ０．００１〜
０．５％、Ｃｕ ： ０．１〜２．０％、Ｎｉ ： ０
．２〜２．０％、ｗ ： ０．１〜３．０％、Ｃｏ ：
０．１〜５．０％、Ｎｂ：０．０１〜３％、Ｔ１ ：
２．０％以下、Ｚｒ ： ２．０％以下のうち１種ま
たは２種以９．上、および／またはＳ：０．２０％以下
、Ｐｂ：０．４０％以下、Ｓｅ：０．３０％以下、Ｂｉ
ｊ ０．５０％以下、Ｔｅ ： ０．３０％以下、Ｃ
＠ ： ０．００２〜０．０１０％のうち１種または２
種以上を含有し、残部Ｆ６および不純物がらなり、４５
００以上の温度で焼もどしされてなる冷間工具鋼である
。
０．５〜３．０ ％、Ｍｎ ： ０．１〜２．
０ ％、Ｃｒ ： ５．０〜１１．０％、Ｍｏ
： １．３〜５．０ ％、Ｖ：０．１〜５．０％を含
有し、もしくはこれにざらにＲＥＭ ： ０．００１〜
０．５％、Ｃｕ ： ０．１〜２．０％、Ｎｉ ： ０
．２〜２．０％、ｗ ： ０．１〜３．０％、Ｃｏ ：
０．１〜５．０％、Ｎｂ：０．０１〜３％、Ｔ１ ：
２．０％以下、Ｚｒ ： ２．０％以下のうち１種ま
たは２種以９．上、および／またはＳ：０．２０％以下
、Ｐｂ：０．４０％以下、Ｓｅ：０．３０％以下、Ｂｉ
ｊ ０．５０％以下、Ｔｅ ： ０．３０％以下、Ｃ
＠ ： ０．００２〜０．０１０％のうち１種または２
種以上を含有し、残部Ｆ６および不純物がらなり、４５
００以上の温度で焼もどしされてなる冷間工具鋼である
。
本発明における各成分組成範囲の限定理由は以下の通り
である。
である。
ＣＴＣはマルテンサイトの硬さを高め、高温焼もどしに
より特殊炭化物を形成して２次硬化に寄与し、またさら
にＣｒ、Ｍｏ５Ｖと炭化物を形成して耐摩耗性に寄与す
る必須元素である。このＣ量はＣｒ量と相関をもっが、
０．７５％未満では焼入焼もどし硬さが低く、逆に１．
７５％を越えると靭性が低下するため０８７５〜１．７
５％とする。
より特殊炭化物を形成して２次硬化に寄与し、またさら
にＣｒ、Ｍｏ５Ｖと炭化物を形成して耐摩耗性に寄与す
る必須元素である。このＣ量はＣｒ量と相関をもっが、
０．７５％未満では焼入焼もどし硬さが低く、逆に１．
７５％を越えると靭性が低下するため０８７５〜１．７
５％とする。
ｓｌ：ｓｉは高温焼もどし硬さの増大に有効であり１ま
た硬さを低下させることなく靭性を向上させる。これら
効果を得るためには０．５％以上含有させることが必要
であるが、３．０％を越えると熱間加工性、靭性を低下
させる。
た硬さを低下させることなく靭性を向上させる。これら
効果を得るためには０．５％以上含有させることが必要
であるが、３．０％を越えると熱間加工性、靭性を低下
させる。
Ｍｎ：Ｍｎは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清浄
度を向上させるとともに焼入性を良好にする。そのため
に、０．１％以上含有させるが、２％を越えると加工性
を害する。
度を向上させるとともに焼入性を良好にする。そのため
に、０．１％以上含有させるが、２％を越えると加工性
を害する。
Ｃｒ：Ｃｒは焼入・時に基地中に固溶し℃焼入性を高め
るとともにＣｒ炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる
が、５％未濶ではこのような効果が小さく、逆に１１％
を越えると靭性を劣化させる。
るとともにＣｒ炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる
が、５％未濶ではこのような効果が小さく、逆に１１％
を越えると靭性を劣化させる。
Ｍｏ ： Ｍｏは焼入時に基地中に固溶するとともに炭
化物を形成して耐摩耗性を向上させ、焼入れおよび焼も
どし抵抗性を高めるのに有効な元素である。このような
効果を発揮し、特に高温焼もどしでＨＲＣ６２以上の高
硬度を得るためには１．３％以上含有させる必要がある
が、５％を越えてもその効果の増大はそれ程ではなく熱
間加工性を劣化させるようになる。
化物を形成して耐摩耗性を向上させ、焼入れおよび焼も
どし抵抗性を高めるのに有効な元素である。このような
効果を発揮し、特に高温焼もどしでＨＲＣ６２以上の高
硬度を得るためには１．３％以上含有させる必要がある
が、５％を越えてもその効果の増大はそれ程ではなく熱
間加工性を劣化させるようになる。
■：ｖは基地のオーステナイト系結晶粒の粗大化を防止
し、微細な炭化物を形成して耐摩耗性および焼入性の向
上に寄与する。これら効果は０．１％未満では期待でき
ず、また５％を越えると加工性が劣化する。
し、微細な炭化物を形成して耐摩耗性および焼入性の向
上に寄与する。これら効果は０．１％未満では期待でき
ず、また５％を越えると加工性が劣化する。
ＲＥＭＮ Ｃｕ１Ｎｉ ＷＮ Ｃｏ、 Ｎｂ、 Ｔｉ、
Ｚｒ ：これら各元素は強度および靭性の向上に寄与す
るものであるが、多量に含有すると熱間加工性や靭性を
低下させるため、それぞれＲＥＭ：０．００１〜５％、
Ｃｕ ： ０．１〜２．０％、Ｎｉ ： ０．２〜２．
０％、Ｗ ： ０．１〜３．０％、ＣＯ：０、１〜５．
０％、Ｎｂ：０．０１〜３％、Ｔ１ ： ２．０％以下
、Ｚｒ＝２％以下とする。これら各元素は１種でもある
いは２種以上含有させてもよい。
Ｚｒ ：これら各元素は強度および靭性の向上に寄与す
るものであるが、多量に含有すると熱間加工性や靭性を
低下させるため、それぞれＲＥＭ：０．００１〜５％、
Ｃｕ ： ０．１〜２．０％、Ｎｉ ： ０．２〜２．
０％、Ｗ ： ０．１〜３．０％、ＣＯ：０、１〜５．
０％、Ｎｂ：０．０１〜３％、Ｔ１ ： ２．０％以下
、Ｚｒ＝２％以下とする。これら各元素は１種でもある
いは２種以上含有させてもよい。
５１Ｐｂｑ ５ｅＸＢｉｓ Ｔｅ、 Ｃａ ：これら各
元素はいずれも被削性を向上させるのに有効なものであ
り、機械加工および塑性加工（鍛造等）後の仕上加工の
際の加工性を良好となすが、多すぎると熱間加工性や靭
性を低下させるため、それぞれＳ：ｏ、ｚｏ％以下、Ｐ
ｂ：０．４０％以下、Ｓｓ；０．３０％以下、旧：０．
５０％以下、Ｔｅ ： ０．３０％以下ＳＣａ：０．０
０２〜ｏ、ｏｉｏ％とする。これら各元素は１種でもあ
るいは２′Ｉａ以上含有させてもよい。
元素はいずれも被削性を向上させるのに有効なものであ
り、機械加工および塑性加工（鍛造等）後の仕上加工の
際の加工性を良好となすが、多すぎると熱間加工性や靭
性を低下させるため、それぞれＳ：ｏ、ｚｏ％以下、Ｐ
ｂ：０．４０％以下、Ｓｓ；０．３０％以下、旧：０．
５０％以下、Ｔｅ ： ０．３０％以下ＳＣａ：０．０
０２〜ｏ、ｏｉｏ％とする。これら各元素は１種でもあ
るいは２′Ｉａ以上含有させてもよい。
これら各成分組成を上記範囲に特定した鋼材は焼なまし
された後焼入され、しかる後に高温焼もどしされる。
された後焼入され、しかる後に高温焼もどしされる。
本発明では、この焼もどしが４５０Ｃ以上の温度からな
る高温焼もどし処理に付されることが一つの大きな特長
点であり、このような高濡焼もどしにより、焼入れ時の
残留応力が除去されて安定組織となるとともに二次硬化
硬さが増大し、硬さおよび靭性が共に優れ、工具として
の使用時のかじりを起し、あるいは放電加工等により工
具に熱が生ずる場合にも割れを生ずることなく工具寿命
が延長され、加工性が大巾に向上するようになる。また
さらに工具表面にＴＩＣ等を物理蒸着する場合の表面処
理性も良好となる。これら高温焼もどしによる利点は焼
もどし温度が４５０Ｃ未満では充分に発揮されない。
る高温焼もどし処理に付されることが一つの大きな特長
点であり、このような高濡焼もどしにより、焼入れ時の
残留応力が除去されて安定組織となるとともに二次硬化
硬さが増大し、硬さおよび靭性が共に優れ、工具として
の使用時のかじりを起し、あるいは放電加工等により工
具に熱が生ずる場合にも割れを生ずることなく工具寿命
が延長され、加工性が大巾に向上するようになる。また
さらに工具表面にＴＩＣ等を物理蒸着する場合の表面処
理性も良好となる。これら高温焼もどしによる利点は焼
もどし温度が４５０Ｃ未満では充分に発揮されない。
次に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例
第１表に示す成分組成の本発明鋼および比較鋼として従
来から用いられているＪＩＳＳＫＤＩＩ、５ＫＤ１２そ
の他を溶製し、硬さ、シャルピー衝撃値、曲げ抗折力、
焼付荷重、比摩耗量・残留応力およびワイヤーカット性
につき試験した。
来から用いられているＪＩＳＳＫＤＩＩ、５ＫＤ１２そ
の他を溶製し、硬さ、シャルピー衝撃値、曲げ抗折力、
焼付荷重、比摩耗量・残留応力およびワイヤーカット性
につき試験した。
それら特性値の試験結果を第２表に示す。
なお、各試験条件は次のとおりである。
（イ）曲げ抗折力・・・・・・φ８Ｘ１３０ｍ＋の試験
片につき、支点間距離１００調、中央１点前重とし試験
片が破断する際の破断荷重で示す。
片につき、支点間距離１００調、中央１点前重とし試験
片が破断する際の破断荷重で示す。
（ロ）比摩耗量・・・・・・大越式迅速掌耗試＠磯によ
り相手材ＳＣＭ ４１５（ＨＢ １９０）、摩擦速度２
．９ｒｒＬ／ｓｅｃＸＭ擦距離 ２００胡、摩擦荷重６
．５ ｋｇとした。
り相手材ＳＣＭ ４１５（ＨＢ １９０）、摩擦速度２
．９ｒｒＬ／ｓｅｃＸＭ擦距離 ２００胡、摩擦荷重６
．５ ｋｇとした。
（ハ）焼付荷重・・・・・・相手材としてＳＣＭ４１５
（ａなまし）を用い、摩擦速度３０〜１００ ｒｒｍ／
ｓｅｃ、接触面圧５〜５０ ｋｆｆ ／ｍイ、油滑油と
して油脂系とした。
（ａなまし）を用い、摩擦速度３０〜１００ ｒｒｍ／
ｓｅｃ、接触面圧５〜５０ ｋｆｆ ／ｍイ、油滑油と
して油脂系とした。
に） ワイヤーカット性・・・・・・ワイヤーカットに
より１０ｇ長さ切断し、切断面における１００μ長さ以
上の割れ数で示す。
より１０ｇ長さ切断し、切断面における１００μ長さ以
上の割れ数で示す。
（以下余白）
第２表より、本発明鋼はいずれもＨＲＣ６２以上の硬さ
を有するとともに高靭性を有し、しがち曲げ強さ、耐摩
耗性、焼付荷重およびワイヤーカット性ともに優れてい
ることがわかる。
を有するとともに高靭性を有し、しがち曲げ強さ、耐摩
耗性、焼付荷重およびワイヤーカット性ともに優れてい
ることがわかる。
次に、供試材Ａ１，６．および１２（ＳＫＤＩＩ）１１
いて二次硬化硬さおよびシャルピー衝撃値に及ぼす焼も
どし温度の影響を調べた。その結果を第３表に示す。
いて二次硬化硬さおよびシャルピー衝撃値に及ぼす焼も
どし温度の影響を調べた。その結果を第３表に示す。
第 ３ 表
この第３表より、本発明鋼に係る黒１およびＡ６におい
て焼もどし温度か２００Ｇ、３００Ｃ。
て焼もどし温度か２００Ｇ、３００Ｃ。
４００Ｃの場合の二次硬化硬さは充分でなく、５００Ｃ
で所望の硬さとなり、また５００Ｃにおける衝撃値は４
００Ｃの場合に比べてわずかに低下するが依然として高
靭性ｋ１Ｍ有している。これらのことから高硬度および
高靭性全ともに其備させるための焼もどしｆ！度は４５
ＱＣ以上とすることが必要といえる。これに対し、従来
材では高温焼もどしを施したとしても硬さおよび衝撃値
とも本発明鋼に比べてかなり劣るものであることがわか
る。
で所望の硬さとなり、また５００Ｃにおける衝撃値は４
００Ｃの場合に比べてわずかに低下するが依然として高
靭性ｋ１Ｍ有している。これらのことから高硬度および
高靭性全ともに其備させるための焼もどしｆ！度は４５
ＱＣ以上とすることが必要といえる。これに対し、従来
材では高温焼もどしを施したとしても硬さおよび衝撃値
とも本発明鋼に比べてかなり劣るものであることがわか
る。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 Ｃ： ０．７５〜１．７５％、８１ ： ０．
５〜３．０％、Ｍｎ７０．１〜２．０％、Ｃｒ ： ５
．０〜１１．０％、Ｍｏ ” １．３〜５．０％、Ｖ：
０．１〜５．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不純物から
なり、４５０ｃ以上の温度で焼もどしされてなる冷間工
具鋼。 ２、 Ｃ： ０．７５〜１．７５％、Ｓｌ ： ０．
５〜３．０％、Ｍｎ： ０．１〜２．０％、Ｃｒ ：
５．０〜１１．０％、Ｍｏ：１．３〜５，０％、ｖ：ｏ
、ｉ〜５．０％を含有し、さらにＲＥＭ ： ０．００
１〜０．５％、Ｃｕ ： ０．１〜２．０％、Ｎｉ ：
０．２〜２．０％、Ｗ：０．１〜３．０％、Ｃｏｊｏ
、１〜５．０％、Ｎｂ：０．０１〜３％、Ｔｌ ： ２
．０％以下およびＺｒ ： ２．０％以下のうち１種ま
たは２種以上を含有し、残部Ｆａおよび不純物がらなり
、４５０Ｃ以上の温度で焼もどしされてなる冷間工具鋼
。 ３、 Ｃ： ０．７５〜１．７５％、Ｓｔ ： ０．
５〜３．０％、Ｍｎ： ０．１〜２．０ ％、 Ｏ
ｒ ： ５．０〜１１．０ ％、 Ｍ（１：１．
３〜５．０％、Ｖ：０．１〜５．０％全含有し、さらに
Ｓ：０．２０％以下、Ｐｂ ： ０．４０％以下、Ｓｅ
；０．３０％以下、Ｂｉ ： ０．５０％以下、Ｔｅ：
０．３０％以下およびＣａ ： ０．００２〜０．０１
０％のうち１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよ
び不純物からなり、４５０Ｃ’以上の温度で焼もどしさ
れてなる冷間工具鋼。 ４、 Ｃ： ０．７５〜１．７５％、Ｓｔ ： ０．
５〜３．０％、Ｍｎ： ０．１〜２．０％、Ｃｒ ：
５．０〜１１．０％、Ｍｏ ： １．３〜５，０％、Ｖ
：０．１〜５．０％を含有し、さらにＲＥＭ ： ０．
００１〜０．５％、Ｃｕ ： ０．１〜２．０％、Ｎｉ
： ０６２〜２０％、Ｗ ： ０．１〜３．０％、Ｃ
ｏ二０．１〜５．０％、Ｎｂ ： ０．０１〜３％、Ｔ
ｉ ： ２．０％以下およびＺｒ ： ２．０％以下の
うち１種または２種以上と、Ｓ：０．２０％以下、Ｐｂ
： ０．４％以下、Ｂｅ ： ０．３％以下、Ｂｉ
： ０．５％以下、Ｔｅ ： ０．３％以下およびＣａ
： ０．００２〜０．０１０％のうち１種または２種
以上を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、４５０
ｔＺ’以上の温度で焼もどしされてなる冷間工具！ｌ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5478683A JPS59179762A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 冷間ダイス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5478683A JPS59179762A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 冷間ダイス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179762A true JPS59179762A (ja) | 1984-10-12 |
| JPS645100B2 JPS645100B2 (ja) | 1989-01-27 |
Family
ID=12980437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5478683A Granted JPS59179762A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 冷間ダイス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179762A (ja) |
Cited By (18)
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