JPS5974263A - 炭化物被覆処理用高硬度高靭性冷間工具鋼 - Google Patents
炭化物被覆処理用高硬度高靭性冷間工具鋼Info
- Publication number
- JPS5974263A JPS5974263A JP18527082A JP18527082A JPS5974263A JP S5974263 A JPS5974263 A JP S5974263A JP 18527082 A JP18527082 A JP 18527082A JP 18527082 A JP18527082 A JP 18527082A JP S5974263 A JPS5974263 A JP S5974263A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toughness
- carbide
- steel
- tool steel
- coating treatment
- 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
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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】
本発明は焼入温度が普通のダイス鋼程度で低いにも拘ら
ず、焼入硬さが高く、且つ靭性もよく、ノ・イスに近い
性質が得られ、その為、特に炭化物被覆間を行うための
冷間工具鋼に関する。
ず、焼入硬さが高く、且つ靭性もよく、ノ・イスに近い
性質が得られ、その為、特に炭化物被覆間を行うための
冷間工具鋼に関する。
近年、表面処理のひとつとして炭化物被覆処理が開発さ
れ普及してきている。例えばＴＤ処理とか、ＣＶＤ法が
よく知られている。この処理は高温において外部から炭
化物生成元素、例えばＣｒ＋ Ｖ＋ Ｎｂ ｔＴｉ等を
母材表面に供給接触させ、母材表面の炭素又は外部から
供給する炭素とを反応させて母材表面に炭化物層を形成
させて耐磨耗性を与えるものでＮ冷間加工用工具鋼等に
主として適用されるものである。その処理温度は母材の
種類にあまシ関′係なくおよそ９５叶〜１０５０°Ｃで
ある。従って母材としては焼入温度が同程度であれが、
この処理後、引続き直ちに焼入を行うことができ、経済
的に有利である。従って、この温度を焼入温度としてい
るＪＩＳ ５ＫＤ１１などのダイス鋼が、この炭化物被
覆処理用としてよく用いられている。ただしこれらのダ
イス鋼では焼入後に高温焼戻すれば母材の硬度が最大で
もＨＲＣ５９程度にしかならず、より硬くしようと思え
ば焼戻温度（低温焼戻）で調整するか特殊熱処理（サブ
ゼロなど）をするしかないが、それらは靭性を犠牲にし
たり、熱処理コストを上昇させる。そこで一般には、ハ
イス又はセミハイスがより高い硬度と靭性の為に用いら
れる。
れ普及してきている。例えばＴＤ処理とか、ＣＶＤ法が
よく知られている。この処理は高温において外部から炭
化物生成元素、例えばＣｒ＋ Ｖ＋ Ｎｂ ｔＴｉ等を
母材表面に供給接触させ、母材表面の炭素又は外部から
供給する炭素とを反応させて母材表面に炭化物層を形成
させて耐磨耗性を与えるものでＮ冷間加工用工具鋼等に
主として適用されるものである。その処理温度は母材の
種類にあまシ関′係なくおよそ９５叶〜１０５０°Ｃで
ある。従って母材としては焼入温度が同程度であれが、
この処理後、引続き直ちに焼入を行うことができ、経済
的に有利である。従って、この温度を焼入温度としてい
るＪＩＳ ５ＫＤ１１などのダイス鋼が、この炭化物被
覆処理用としてよく用いられている。ただしこれらのダ
イス鋼では焼入後に高温焼戻すれば母材の硬度が最大で
もＨＲＣ５９程度にしかならず、より硬くしようと思え
ば焼戻温度（低温焼戻）で調整するか特殊熱処理（サブ
ゼロなど）をするしかないが、それらは靭性を犠牲にし
たり、熱処理コストを上昇させる。そこで一般には、ハ
イス又はセミハイスがより高い硬度と靭性の為に用いら
れる。
しかるにハイスあるいはセミハイスは焼入温度が１１０
０°〜１２５０℃と高いので炭化物被覆処理後に、更に
その温度まで上昇させねばならないが、それが種々の理
由で困難なので現在は炭化物被覆処理後直ちにその温度
から焼入れし、冷却後別の炉、往々にして真空熱処理に
より再加熱して焼入する方法がとられている。これは多
大の時間、労力、設備費用を必要とし改善が望まれてい
た。
０°〜１２５０℃と高いので炭化物被覆処理後に、更に
その温度まで上昇させねばならないが、それが種々の理
由で困難なので現在は炭化物被覆処理後直ちにその温度
から焼入れし、冷却後別の炉、往々にして真空熱処理に
より再加熱して焼入する方法がとられている。これは多
大の時間、労力、設備費用を必要とし改善が望まれてい
た。
本発明は以上に鑑みなされたもので、焼入温度が炭化物
被覆処理温度と同一で炭化物被覆処理に引き糺き、直ち
に焼入、焼戻しを行うことによシ、ハイス、セミハイス
と同じ（ＨＲＣ６０〜６３程度の硬さと、充分な靭性が
得られる鋼であって、その要旨とするところは Ｃ：０．６５〜０．８９％ Ｓｉ：０．５０〜１．５０％ Ｍｎ： ０．３０〜１．５０％ Ｃｒ： ８．１ 〜１０．０％ Ｍｏ：０．７５〜１．９５％ Ｖ：０．５０〜１．０％ ゛を含み残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなることを
特徴とする炭化物被伊処理用高硬度靭性冷間工具鋼にあ
る。
被覆処理温度と同一で炭化物被覆処理に引き糺き、直ち
に焼入、焼戻しを行うことによシ、ハイス、セミハイス
と同じ（ＨＲＣ６０〜６３程度の硬さと、充分な靭性が
得られる鋼であって、その要旨とするところは Ｃ：０．６５〜０．８９％ Ｓｉ：０．５０〜１．５０％ Ｍｎ： ０．３０〜１．５０％ Ｃｒ： ８．１ 〜１０．０％ Ｍｏ：０．７５〜１．９５％ Ｖ：０．５０〜１．０％ ゛を含み残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなることを
特徴とする炭化物被伊処理用高硬度靭性冷間工具鋼にあ
る。
次に本発明における各種成分の限定理由について説明す
る。
る。
Ｃ：冷間工具鋼としての硬さを確保する為に０６５チは
必要であり、０．８９％を越えると靭性面での劣化が著
しい為、Ｃの範囲は０．６５〜０．８９とする。
必要であり、０．８９％を越えると靭性面での劣化が著
しい為、Ｃの範囲は０．６５〜０．８９とする。
ｓｉ：ｓｓは素地中に固溶し、素地強度を高めると共に
焼戻し軟化抵抗に有効であるが、０．５％以下では効果
なく、１，５％以上に高めてもその効果は飽和してしま
い靭性も低下する。
焼戻し軟化抵抗に有効であるが、０．５％以下では効果
なく、１，５％以上に高めてもその効果は飽和してしま
い靭性も低下する。
よって８１は０．５〜１．５％とする。
Ｍｎ：Ｍｎは熱間加工性、焼入性を向上させる目的で添
加するが、０．３％以下ではその向上度合は僅少である
。また１、５％以上添加しても有効に作用しない。
加するが、０．３％以下ではその向上度合は僅少である
。また１、５％以上添加しても有効に作用しない。
よってＭｎ ｉｆ： ０．３〜１．５％とする。
Ｃｒ： ＣｒはＣと結合し硬い炭化物を形成し、耐摩耗
性に寄与し、また焼戻軟化抵抗性及び焼入性の向上に有
効である。８，１％未満であるとダイス鋼の焼入温度（
１０２０−１０５０℃）で焼入後高焼戻することによ、
！ｌ） ＨＲＣ６０以上を得ることは出来ず、また必要
とする耐摩耗性、焼入性に対して不足であり、１０％を
越えると靭性が低下する。
性に寄与し、また焼戻軟化抵抗性及び焼入性の向上に有
効である。８，１％未満であるとダイス鋼の焼入温度（
１０２０−１０５０℃）で焼入後高焼戻することによ、
！ｌ） ＨＲＣ６０以上を得ることは出来ず、また必要
とする耐摩耗性、焼入性に対して不足であり、１０％を
越えると靭性が低下する。
よってＣｒは８．１〜１０％とした。
Ｍｏ：Ｍｏは靭性、焼戻二次硬化に有効であるが、０．
７５−未満では、ダイス鋼の焼入温度（１０２０−１０
５０℃）で焼入後高焼戻することによシＨＲＣ６０以上
を得ることは出来ない。又１．９５チを越えると、靭性
が劣化する。
７５−未満では、ダイス鋼の焼入温度（１０２０−１０
５０℃）で焼入後高焼戻することによシＨＲＣ６０以上
を得ることは出来ない。又１．９５チを越えると、靭性
が劣化する。
よってＭｏは０６７５チ〜１．９５％とした。
ｖ：ｖは二次硬化に有効であ、９Ｃと硬い炭化物を形成
して耐摩耗性の向上に大きく寄与すると共に結晶粒を微
細化する。０．５−未満では二次硬化および耐摩耗性へ
の寄与が少なく１．０％を越えると靭性が劣化し、高温
焼戻でＨＲＣ６０以上を得るためには焼入温度をダイス
鋼以上（１０５０℃以上）とする必要があり、本発明の
特徴である低温焼入（１０２０−１０５０℃）が出来な
くなる、よってＶは０．５〜１，０％とした。
して耐摩耗性の向上に大きく寄与すると共に結晶粒を微
細化する。０．５−未満では二次硬化および耐摩耗性へ
の寄与が少なく１．０％を越えると靭性が劣化し、高温
焼戻でＨＲＣ６０以上を得るためには焼入温度をダイス
鋼以上（１０５０℃以上）とする必要があり、本発明の
特徴である低温焼入（１０２０−１０５０℃）が出来な
くなる、よってＶは０．５〜１，０％とした。
即ち、本発明鋼は靭性に対して有害な巨大炭化物の生成
を抑制する為にＣｒ Ｃｒのバランスを考慮し、かつダ
イス鋼の一般的な焼入？Ｍｉ１０２０〜１０５０℃で焼
入し、かつ高温焼戻ししても烏硬度を得られるようにＭ
ｏ含有量を増し、Ｃ＊ Ｃｒ ＋Ｍｏ ＋ Ｖをうまく
バランスさせたものである。即ち比較的低温の焼入（１
０２０〜１０５０℃）で鳥硬度かつ高靭性が得られるた
め、炭化物被覆処理に最適な鋼である。
を抑制する為にＣｒ Ｃｒのバランスを考慮し、かつダ
イス鋼の一般的な焼入？Ｍｉ１０２０〜１０５０℃で焼
入し、かつ高温焼戻ししても烏硬度を得られるようにＭ
ｏ含有量を増し、Ｃ＊ Ｃｒ ＋Ｍｏ ＋ Ｖをうまく
バランスさせたものである。即ち比較的低温の焼入（１
０２０〜１０５０℃）で鳥硬度かつ高靭性が得られるた
め、炭化物被覆処理に最適な鋼である。
本発明と鋼成分において一部重複する公知例として特開
昭５３−１１４７１９号の「熱処理硬さの高いステンレ
ス剃刀用鋼」があるがこれは剃刀用として薄い刃付けと
、その鋭い切れ味と、その切れ味の保持性を目的とした
ものであり、高い焼入れ温度、サブゼロ処理、低い焼戻
温度によらねば所要の特性が得られないのであり、この
ような処理によると、残留オーステナイトが多く残シが
ちなのでＮを低く規制したものである。
昭５３−１１４７１９号の「熱処理硬さの高いステンレ
ス剃刀用鋼」があるがこれは剃刀用として薄い刃付けと
、その鋭い切れ味と、その切れ味の保持性を目的とした
ものであり、高い焼入れ温度、サブゼロ処理、低い焼戻
温度によらねば所要の特性が得られないのであり、この
ような処理によると、残留オーステナイトが多く残シが
ちなのでＮを低く規制したものである。
これに対し本発明は冷間で使用するダイス、マンドレル
等用で且つ炭化物被覆処理を行って使用するものであシ
、強大な外力の繰シ返しに対する耐圧壊強度（硬さ、靭
性）や、良好な炭化物被覆処理性等が強く要求されるも
ので、低い焼入温度、サブゼロ処理なし、高い焼戻温度
で所要の特性が得られるものであり、この違いは成分構
成の違いによるものである。
等用で且つ炭化物被覆処理を行って使用するものであシ
、強大な外力の繰シ返しに対する耐圧壊強度（硬さ、靭
性）や、良好な炭化物被覆処理性等が強く要求されるも
ので、低い焼入温度、サブゼロ処理なし、高い焼戻温度
で所要の特性が得られるものであり、この違いは成分構
成の違いによるものである。
以下実験結果に基づき本発明の詳細な説明する。表１に
供試鋼の化学成分を示す。また表２にはこの供試鋼によ
る焼入・焼戻硬さ、シャルピー＊撃靭性、耐摩耗性（比
摩耗量）の実験結果を示すＯ 表２に示す如く、本発明鋼囚〜（６）は、ダイス鋼と同
等の熱処理によ５ 、ＨＲＣ６１以上が得られ、シャル
ピー衝撃靭性はダイス鋼の２〜３倍、耐摩耗性はダイス
鋼と同等以上であり、さらに、本発明鋼とハイス（Ｇ）
あるいはマトリックスハイス■とを比較すると、ハイス
（Ｇ）の場合、硬さにおいて本発明鋼よシ優れているが
靭性面では劣っており、熱処理も高温焼入の為、コスト
ｕｐとなる。また、マトリックスハイス（ロ）の場合、
本発明鋼は、硬度、靭性耐摩耗性において同等以上であ
り、熱処理についても本発明鋼はマトリックスハイスよ
り低温焼入である為、熱処理費も低コストとなる。
供試鋼の化学成分を示す。また表２にはこの供試鋼によ
る焼入・焼戻硬さ、シャルピー＊撃靭性、耐摩耗性（比
摩耗量）の実験結果を示すＯ 表２に示す如く、本発明鋼囚〜（６）は、ダイス鋼と同
等の熱処理によ５ 、ＨＲＣ６１以上が得られ、シャル
ピー衝撃靭性はダイス鋼の２〜３倍、耐摩耗性はダイス
鋼と同等以上であり、さらに、本発明鋼とハイス（Ｇ）
あるいはマトリックスハイス■とを比較すると、ハイス
（Ｇ）の場合、硬さにおいて本発明鋼よシ優れているが
靭性面では劣っており、熱処理も高温焼入の為、コスト
ｕｐとなる。また、マトリックスハイス（ロ）の場合、
本発明鋼は、硬度、靭性耐摩耗性において同等以上であ
り、熱処理についても本発明鋼はマトリックスハイスよ
り低温焼入である為、熱処理費も低コストとなる。
次に表３に供試材の炭化物？５へ処理温度と、その温度
からの焼入焼戻し硬度およびＳＫＨ９とマトリックスハ
イスについては再焼入、焼戻条件と硬さを示す。
からの焼入焼戻し硬度およびＳＫＨ９とマトリックスハ
イスについては再焼入、焼戻条件と硬さを示す。
表３より、本発明畑は炭化物被覆処理温度からの焼入焼
戻しにより、ダイス鋼ＳＫＤ １１よシ高硬度が得られ
ることが判る。これは再焼入焼戻しを実施したマトリッ
クスハイスと同等以上の硬さである。
戻しにより、ダイス鋼ＳＫＤ １１よシ高硬度が得られ
ることが判る。これは再焼入焼戻しを実施したマトリッ
クスハイスと同等以上の硬さである。
本発明鋼の用途例として、コールドビルが−圧伸機のマ
ンドレルに適用した時の結果′ｆｔｆ＜ ４に示す。
ンドレルに適用した時の結果′ｆｔｆ＜ ４に示す。
表 ４
表４より、本発明鋼が従来鋼に比べ硬さも硬く、かつ耐
折れ性（靭性）も優れていることがわかる。
折れ性（靭性）も優れていることがわかる。
上述の如く本発ａＡ鋼はダイス銅盤みの熱処理（１０２
０〜１０５０℃Ｑ 、 ５００〜５５０ ＣＴｅｎｐｓ
ｎ ）により、ダイス鋼の硬度を上回シ、ハイスに近い
）ＩＲＣ６０〜６３が得られ、同一硬度のハイスに比べ
２倍以上の高靭性を有し、更に比較的低温の焼入で高硬
度が得られる炭化物被覆処理に適した高硬度高靭性冷間
工具鋼である。
０〜１０５０℃Ｑ 、 ５００〜５５０ ＣＴｅｎｐｓ
ｎ ）により、ダイス鋼の硬度を上回シ、ハイスに近い
）ＩＲＣ６０〜６３が得られ、同一硬度のハイスに比べ
２倍以上の高靭性を有し、更に比較的低温の焼入で高硬
度が得られる炭化物被覆処理に適した高硬度高靭性冷間
工具鋼である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．６５〜０．８９％ Ｓｉ：０．５０〜１．５０％ Ｍｎ ： ０．３０〜１．５０％ Ｃｒ ： ８．１〜１０．０ ％ Ｍｏ ： ０．７５〜１．９５％ Ｖ：Ｏ，Ｓ〜 １．０ ％ 残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなることを特徴とす
る炭化物被徨処理用高硬度高靭性冷間工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18527082A JPS5974263A (ja) | 1982-10-21 | 1982-10-21 | 炭化物被覆処理用高硬度高靭性冷間工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18527082A JPS5974263A (ja) | 1982-10-21 | 1982-10-21 | 炭化物被覆処理用高硬度高靭性冷間工具鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5974263A true JPS5974263A (ja) | 1984-04-26 |
| JPH0336897B2 JPH0336897B2 (ja) | 1991-06-03 |
Family
ID=16167884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18527082A Granted JPS5974263A (ja) | 1982-10-21 | 1982-10-21 | 炭化物被覆処理用高硬度高靭性冷間工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5974263A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0930374A1 (en) * | 1998-01-06 | 1999-07-21 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Production of cold working tool steel |
| EP2246452A1 (en) * | 2008-01-21 | 2010-11-03 | Hitachi Metals, Ltd. | Alloy to be surface-coated and sliding members |
| JP2020111766A (ja) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 冷間工具鋼 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57134554A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-19 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of die |
| JPS57164977A (en) * | 1981-04-03 | 1982-10-09 | Nachi Fujikoshi Corp | Surface hardened steel |
-
1982
- 1982-10-21 JP JP18527082A patent/JPS5974263A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57134554A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-19 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of die |
| JPS57164977A (en) * | 1981-04-03 | 1982-10-09 | Nachi Fujikoshi Corp | Surface hardened steel |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0930374A1 (en) * | 1998-01-06 | 1999-07-21 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Production of cold working tool steel |
| EP2246452A1 (en) * | 2008-01-21 | 2010-11-03 | Hitachi Metals, Ltd. | Alloy to be surface-coated and sliding members |
| US8409712B2 (en) | 2008-01-21 | 2013-04-02 | Hitachi Metals Ltd. | Alloy to be surface-coated and sliding members |
| EP2246452A4 (en) * | 2008-01-21 | 2014-07-23 | Hitachi Metals Ltd | ALLOY FOR SURFACE COATING AND SLIDING ELEMENTS |
| JP2020111766A (ja) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 冷間工具鋼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0336897B2 (ja) | 1991-06-03 |
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