JPS6012420B2 - 析出硬化形熱間工具鋼 - Google Patents
析出硬化形熱間工具鋼Info
- Publication number
- JPS6012420B2 JPS6012420B2 JP51128371A JP12837176A JPS6012420B2 JP S6012420 B2 JPS6012420 B2 JP S6012420B2 JP 51128371 A JP51128371 A JP 51128371A JP 12837176 A JP12837176 A JP 12837176A JP S6012420 B2 JPS6012420 B2 JP S6012420B2
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- Japan
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- steel
- work tool
- hot work
- tool steel
- temperature
- Prior art date
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はとくにじん性のすぐれた析出硬化形熱間工具鋼
に関するものである。
に関するものである。
析出硬化形熱間工具鋼は焼入−低温焼もどし状態で機械
加工し、その後熱処理を行なわずに熱間加工用工具とし
て用いる。
加工し、その後熱処理を行なわずに熱間加工用工具とし
て用いる。
）工具表面は使用の際、高温の被加工材との接触にもと
ず〈昇温により析出硬化してかたさがきわめて高くなり
、熱間工具として必要な熱間耐摩耗性や耐ヒートクラッ
ク性を増大する。析出硬化形熱間工具鋼として具備すべ
き条件は、通常の熱間工具鋼とは異なり、暁入、低温焼
もどし、かたさが適度に低く、機械加工性がすぐれてお
り、じん性が高いこと、析出硬化状態のかたさが高いこ
とが要求され、また一般の熱間工具鋼に要求されるよう
に高温への昇温によって容易に軟化しないこと、高温か
たさが高いこと、耐摩耗性が良いこと、耐ヒートクラッ
ク性がすぐれていることが要求される。析出硬化形鋼は
上記特性を有し、量産用金型として用いられているが、
大寸法でかつ深い型彫部を有し、苛酷な応力と肉流れを
伴ない、かつシャープコーナーを有する金型の場合高温
の耐摩耗性と併せてすぐれた耐クラツク進展性が要求さ
れる。本用途の金型においては、従来タイプの析出硬化
形鋼では高温強度、耐摩耗性において十分でなく、苛酷
な摩耗作用に耐え得ず、早期損耗を招き、結果的に状質
的負荷応力を大とし、早期破壊に至るケースが多かった
。本発明鋼はすぐれた耐クラック進展性と併せてすぐれ
た高温耐摩耗性、耐肌あれ性を有し、上記苛酷な特性要
求用途に適用し、割れを生ぜずすぐれた耐摩耗寿命をも
たらす新しい析出硬化形熱間工具鋼に関するものである
。
ず〈昇温により析出硬化してかたさがきわめて高くなり
、熱間工具として必要な熱間耐摩耗性や耐ヒートクラッ
ク性を増大する。析出硬化形熱間工具鋼として具備すべ
き条件は、通常の熱間工具鋼とは異なり、暁入、低温焼
もどし、かたさが適度に低く、機械加工性がすぐれてお
り、じん性が高いこと、析出硬化状態のかたさが高いこ
とが要求され、また一般の熱間工具鋼に要求されるよう
に高温への昇温によって容易に軟化しないこと、高温か
たさが高いこと、耐摩耗性が良いこと、耐ヒートクラッ
ク性がすぐれていることが要求される。析出硬化形鋼は
上記特性を有し、量産用金型として用いられているが、
大寸法でかつ深い型彫部を有し、苛酷な応力と肉流れを
伴ない、かつシャープコーナーを有する金型の場合高温
の耐摩耗性と併せてすぐれた耐クラツク進展性が要求さ
れる。本用途の金型においては、従来タイプの析出硬化
形鋼では高温強度、耐摩耗性において十分でなく、苛酷
な摩耗作用に耐え得ず、早期損耗を招き、結果的に状質
的負荷応力を大とし、早期破壊に至るケースが多かった
。本発明鋼はすぐれた耐クラック進展性と併せてすぐれ
た高温耐摩耗性、耐肌あれ性を有し、上記苛酷な特性要
求用途に適用し、割れを生ぜずすぐれた耐摩耗寿命をも
たらす新しい析出硬化形熱間工具鋼に関するものである
。
すなわち、本発明鋼は低Ｃ−低〜中Ｃｒ−Ｍｏ（Ｗ）−
低Ｖをベースとし、これにＮ１、Ｃｏを添加したもので
、大物型素材製造において偏析あるいは巨大炭化物生成
を招きやすいＶを結晶粒粗大化抑制、析出硬化性向上に
必要な最低限の含有量に抑え、高温強度、耐摩耗性をＭ
ｏまたはＷあるいはＭｏ、Ｗの複合含有、Ｃｏ、Ｎｉ含
有等により付与するもので、またＮｉ添加により、十分
な糠入性、じん性を有するとともに高温耐摩耗性を改善
し、上記成分の組合わせにより大物型においても芯部ま
で均一な組織を有し、深いインプレツション、シャープ
コーナーを有する型においても割れを生ずることなく、
長寿命を得ることを可能としたもので、かつ被切削性に
おいてもすぐれたものである。第１表は本発明鋼、比較
鋼の化学成分を示す。第 １ 表
く単位 重量多
）第２表は第１表の各試料を１０００ｑ０×半冷３仇ｈ
ｉｎ競入後、嘘もどしを行なった場合の競もどし温度と
かたさとの関係を示す表である。
低Ｖをベースとし、これにＮ１、Ｃｏを添加したもので
、大物型素材製造において偏析あるいは巨大炭化物生成
を招きやすいＶを結晶粒粗大化抑制、析出硬化性向上に
必要な最低限の含有量に抑え、高温強度、耐摩耗性をＭ
ｏまたはＷあるいはＭｏ、Ｗの複合含有、Ｃｏ、Ｎｉ含
有等により付与するもので、またＮｉ添加により、十分
な糠入性、じん性を有するとともに高温耐摩耗性を改善
し、上記成分の組合わせにより大物型においても芯部ま
で均一な組織を有し、深いインプレツション、シャープ
コーナーを有する型においても割れを生ずることなく、
長寿命を得ることを可能としたもので、かつ被切削性に
おいてもすぐれたものである。第１表は本発明鋼、比較
鋼の化学成分を示す。第 １ 表
く単位 重量多
）第２表は第１表の各試料を１０００ｑ０×半冷３仇ｈ
ｉｎ競入後、嘘もどしを行なった場合の競もどし温度と
かたさとの関係を示す表である。
なお半冷３仇ｌｉｎ焼入とは焼入温度（１０００ｏｏ）
と室温（２０℃）との中間温度５１０℃まで３仇ｈｉｎ
で降溢する熱処理を称する。第２表 本発明鋼は適切な低温燐もどしかたさを有し、最高焼も
どしかたさ、焼もどし軟化抵抗が従来鋼より高いことが
わかる。
と室温（２０℃）との中間温度５１０℃まで３仇ｈｉｎ
で降溢する熱処理を称する。第２表 本発明鋼は適切な低温燐もどしかたさを有し、最高焼も
どしかたさ、焼もどし軟化抵抗が従来鋼より高いことが
わかる。
なお、Ｍｏ単味のものに対し、Ｗを複合含有したものが
とくに軟化抵抗が大きいことがわかる。第３表は本発明
鋼の高温耐暁付試験結果を示したものである。
とくに軟化抵抗が大きいことがわかる。第３表は本発明
鋼の高温耐暁付試験結果を示したものである。
試料は円柱状試料で、あらかじめ試験面に酸化被膜処理
を施したのち、高温に加熱した相手村に加圧援触させつ
つ回転した場合の焼付の起らない臨界荷重を、従来鋼の
それを１００として指数で示したものである。第３表 本発明鋼の焼付臨界荷重は高Ｖの比較鋼よりやや低いが
従来鋼よりあきらかにすぐれていることとがわかる。
を施したのち、高温に加熱した相手村に加圧援触させつ
つ回転した場合の焼付の起らない臨界荷重を、従来鋼の
それを１００として指数で示したものである。第３表 本発明鋼の焼付臨界荷重は高Ｖの比較鋼よりやや低いが
従来鋼よりあきらかにすぐれていることとがわかる。
これは本発明鋼のすぐれた高温強度、炭化物の適量分布
、密着性のすぐれた繊密な保護性、潤滑性酸化被膜の生
成等の効果によるものである。なお、Ｍｏ単独独含有の
ものに対し、Ｗを複合含有したものが、臨界荷重が大き
いことがわかる。第４表に本発明鋼の破壊じん性値を示
す。第４表 本発明鋼は従釆鋼と同等以上のすぐれた破壊じん性値を
有していることがわかる。
、密着性のすぐれた繊密な保護性、潤滑性酸化被膜の生
成等の効果によるものである。なお、Ｍｏ単独独含有の
ものに対し、Ｗを複合含有したものが、臨界荷重が大き
いことがわかる。第４表に本発明鋼の破壊じん性値を示
す。第４表 本発明鋼は従釆鋼と同等以上のすぐれた破壊じん性値を
有していることがわかる。
これは本発明鋼の組織が均一で、クラックの起点形成あ
るいはクラックの伝播を促進する不均一部の存在しない
ことによるものである。つぎに本発明鋼の化学成分の限
定理由を示す。
るいはクラックの伝播を促進する不均一部の存在しない
ことによるものである。つぎに本発明鋼の化学成分の限
定理由を示す。
Ｃは本発明鋼の暁入性、凝入暁もどしかたさ、高温かた
さを維持し、また炭化物形成元素と結合して炭化物を形
成し、結晶粒の微細化、耐摩耗性、析出硬化性、昇温軟
化抵抗を与えるために添加されるものである。多すぎる
と暁入低温暁もどしにおけるかたさが過度に高くなり、
機械加工性、じん性の低下を招くので０．２４％以下と
し、低すぎると上記含有の効果が得られないので０．１
０％以下とする。Ｓｉは本発明鋼の耐酸化性を調整する
ために含有するもので用途、使用時の雰囲気等により含
有量を調整する。
さを維持し、また炭化物形成元素と結合して炭化物を形
成し、結晶粒の微細化、耐摩耗性、析出硬化性、昇温軟
化抵抗を与えるために添加されるものである。多すぎる
と暁入低温暁もどしにおけるかたさが過度に高くなり、
機械加工性、じん性の低下を招くので０．２４％以下と
し、低すぎると上記含有の効果が得られないので０．１
０％以下とする。Ｓｉは本発明鋼の耐酸化性を調整する
ために含有するもので用途、使用時の雰囲気等により含
有量を調整する。
多すぎると耐酸化性が過度に大となり、耐摩耗性に寄与
する保護性酸化被膜の早期生成が困難となるので０．９
０％以下とする。Ｍｎは本発明鋼の焼入性をを維持する
ために含有されるもので、多すぎると嫁入−低温嘘もど
しかたさを高くして機械加工を困難にし、またＡＩ変態
点を低下させ、耐ヒートクラック性を低下させるので１
．４０％以下とする。Ｎｉは本発明鋼の焼入性を増大さ
せ、かつクラックの耐進展性を改善し、かつ昇温時生成
する酸化被膜の固着性を改善し、耐摩耗性を高めるなど
の目的により含有される。
する保護性酸化被膜の早期生成が困難となるので０．９
０％以下とする。Ｍｎは本発明鋼の焼入性をを維持する
ために含有されるもので、多すぎると嫁入−低温嘘もど
しかたさを高くして機械加工を困難にし、またＡＩ変態
点を低下させ、耐ヒートクラック性を低下させるので１
．４０％以下とする。Ｎｉは本発明鋼の焼入性を増大さ
せ、かつクラックの耐進展性を改善し、かつ昇温時生成
する酸化被膜の固着性を改善し、耐摩耗性を高めるなど
の目的により含有される。
多すぎると焼入−低温暁もどしかたさを過度に高くし、
機械加工性を減じかつＮ変態点を低下させ、耐ヒートク
ラック性を低下させるので２．００％以下とする。Ｃｒ
は本発明鋼の酸化被膜生成、成長特性を調整し、高温で
のすぐれた耐摩耗性を付与するための重要な含有元素で
ある。また型材として必要な糠入性を与え、ＡＩ変態点
の上昇、炭化物形成による耐摩耗性増大、昇温軟化抵抗
増大等の効果を与えるために含有するものである。多す
ぎると焼入低温燐もどしかたさを過度に高くし、機械加
工性を低下させ、また耐摩耗性に寄与する保護性酸化被
膜の早期生成を困難にし、また昇温軟化抵抗、高温強度
をかえって低下させ、工具の摩耗、へたり、ヒートクラ
ック生成等を早めるので、Ｍｏ、Ｗ、Ｖなどとの関係に
おいて４．００％以下とし「低すぎると含有の効果が得
られないので１．００％以上とする。なお、Ｃｒの望ま
しい範囲としては２．０５〜４．００％である。Ｍｏ、
Ｗは炭化物を形成して耐摩耗性を与え、かつ焼もどし時
、微細な炭化物を析出して、析出硬化性昇温軟化抵抗、
高温強度を増加するために含有される。
機械加工性を減じかつＮ変態点を低下させ、耐ヒートク
ラック性を低下させるので２．００％以下とする。Ｃｒ
は本発明鋼の酸化被膜生成、成長特性を調整し、高温で
のすぐれた耐摩耗性を付与するための重要な含有元素で
ある。また型材として必要な糠入性を与え、ＡＩ変態点
の上昇、炭化物形成による耐摩耗性増大、昇温軟化抵抗
増大等の効果を与えるために含有するものである。多す
ぎると焼入低温燐もどしかたさを過度に高くし、機械加
工性を低下させ、また耐摩耗性に寄与する保護性酸化被
膜の早期生成を困難にし、また昇温軟化抵抗、高温強度
をかえって低下させ、工具の摩耗、へたり、ヒートクラ
ック生成等を早めるので、Ｍｏ、Ｗ、Ｖなどとの関係に
おいて４．００％以下とし「低すぎると含有の効果が得
られないので１．００％以上とする。なお、Ｃｒの望ま
しい範囲としては２．０５〜４．００％である。Ｍｏ、
Ｗは炭化物を形成して耐摩耗性を与え、かつ焼もどし時
、微細な炭化物を析出して、析出硬化性昇温軟化抵抗、
高温強度を増加するために含有される。
なお、昇温軟化抵抗「高温強度改善効果において、Ｗは
Ｍｏよりもその効果は大きく、一方じん性面ではＭｏの
方が有利であり、目的、用途によりＭｏ、Ｗをを併用す
る。Ｍｏ単独添加の場合においてその特長であるとくに
すぐれたじん性保持のために含有量の上限を３．５０％
とし、低すぎると上記含有の効果が得られないので１．
０５％以上とする。
Ｍｏよりもその効果は大きく、一方じん性面ではＭｏの
方が有利であり、目的、用途によりＭｏ、Ｗをを併用す
る。Ｍｏ単独添加の場合においてその特長であるとくに
すぐれたじん性保持のために含有量の上限を３．５０％
とし、低すぎると上記含有の効果が得られないので１．
０５％以上とする。
Ｍｏ、Ｗ複合添加はすぐれたじん性保持と高度の耐摩耗
性付与を目的とするものであり、上記考え方にて限定し
たＭｏｌ．０５〜３．５０％に対し、さらにＷＯ．４０
０〜３．００％を複合するもので、多すぎるとじん性低
下をまねくのでＷの上限を３．００％とし、低すぎると
含有の効果が得られないので下限を０．４０％とする。
性付与を目的とするものであり、上記考え方にて限定し
たＭｏｌ．０５〜３．５０％に対し、さらにＷＯ．４０
０〜３．００％を複合するもので、多すぎるとじん性低
下をまねくのでＷの上限を３．００％とし、低すぎると
含有の効果が得られないので下限を０．４０％とする。
Ｖは本発明鋼において結晶粒の粗大化を抑制しじん性を
改善するための不可欠の重要な含有元素であり、とくに
大寸法の型村の場合にその含有効果は大きい。本目的に
関し、多量の含有は必要なく、多すぎると金型寸法との
関係において粗大炭化物の形成によりじん性低下をまね
〈ので、０．２９％以下とし、低すぎると上記含有の効
果が得られないので０．０５％以上とする。Ｃｏは酸化
被膜の固着性を改善し、熱間での使用時型面に繊密な保
護性酸化被膜を生成し、高温、耐摩耗性を大きく改善す
るためのきわめて重要な含有元素である。
改善するための不可欠の重要な含有元素であり、とくに
大寸法の型村の場合にその含有効果は大きい。本目的に
関し、多量の含有は必要なく、多すぎると金型寸法との
関係において粗大炭化物の形成によりじん性低下をまね
〈ので、０．２９％以下とし、低すぎると上記含有の効
果が得られないので０．０５％以上とする。Ｃｏは酸化
被膜の固着性を改善し、熱間での使用時型面に繊密な保
護性酸化被膜を生成し、高温、耐摩耗性を大きく改善す
るためのきわめて重要な含有元素である。
また基地に固熔して高温強度向上効果をもたらすもので
ある。Ｃｏは上記効果を得るために含有されるが、多量
含有は必要なく、多すぎるとじん性低下をまねくので５
．００％以下とし、低すぎると上記含有の効果が得られ
ないので０．３０％以上とする。以上に記述したように
、本発明鋼は大物の金型においても結晶粒増大化を生ぜ
ず、均一な組織により、大寸法の金型、型彫深さの深い
金型、応力集中効果の大きい形状苛酷な使用条件等割れ
を生じやすい条件下においても割れを生ぜず、適切な高
温強度、酸化被膜特性、炭化物分布を示し、すぐれた使
用寿命を与える高じん性析出硬化形熱間工具鋼を提供す
るものである。
ある。Ｃｏは上記効果を得るために含有されるが、多量
含有は必要なく、多すぎるとじん性低下をまねくので５
．００％以下とし、低すぎると上記含有の効果が得られ
ないので０．３０％以上とする。以上に記述したように
、本発明鋼は大物の金型においても結晶粒増大化を生ぜ
ず、均一な組織により、大寸法の金型、型彫深さの深い
金型、応力集中効果の大きい形状苛酷な使用条件等割れ
を生じやすい条件下においても割れを生ぜず、適切な高
温強度、酸化被膜特性、炭化物分布を示し、すぐれた使
用寿命を与える高じん性析出硬化形熱間工具鋼を提供す
るものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比でＣ０．１０〜０．２４％、Ｓｉ０．９０％
以下、Ｍｎ１．４０％以下、Ｎｉ２．０％以下、Ｃｒ１
．００〜４．００％、Ｍｏ１．５０〜３．５０％、Ｖ０
．０５〜０．２９％、残部Ｆｅおよび通常の不純物から
なる析出硬化形熱間工具鋼。 ２ 特許請求の範囲第１項記載において、Ｃｒを２．０
５〜４．００％としたことを特徴とする析出硬化形熱間
工具鋼。 ３ 重量比でＣ０．１０〜０．２４％、Ｓｉ０．９０％
以下、Ｍｎ１．４０％以下、Ｎｉ２．０％以下、Ｃｒ２
．０５〜４．００％、Ｍｏ１．０５〜３．５０％、Ｖ０
．０５〜０．２９％、Ｃｏ０．３０〜５．００％、残部
Ｆｅおよび通常の不純物からなる析出硬化形熱間工具鋼
。 ４ 重量比でＣ０．１０〜０．２４％、Ｓｉ０．９０％
以下、Ｍｎ１．４０％以下、Ｎｉ２．０％以下、Ｃｒ１
．００〜４．００％、Ｍｏ１．０５〜３．５０％、Ｗ０
．４０〜３．００％、Ｖ０．０５〜０．２９％、残部Ｆ
ｅおよび通常の不純物からなる析出硬化形熱間工具鋼。 ５ 特許請求の範囲第４項において、Ｃｒを２．０５〜
４．００％としたことを特徴とする析出硬化形熱間工具
鋼。６ 重量比でＣ０．１０〜０．２４％、Ｓｉ０．９
０％以下、Ｍｎ１．４０％以下、Ｎｉ２．０％以下、Ｃ
ｒ２．０〜４．００％、Ｍｏ１．０５〜３．５０％、Ｗ
０．４０〜３．００％、Ｖ０．０５〜０．２９％、Ｃｏ
０．３０〜５．００残部Ｆｅおよび通常の不純物からな
る析出硬化形熱間工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51128371A JPS6012420B2 (ja) | 1976-10-27 | 1976-10-27 | 析出硬化形熱間工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51128371A JPS6012420B2 (ja) | 1976-10-27 | 1976-10-27 | 析出硬化形熱間工具鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5354116A JPS5354116A (en) | 1978-05-17 |
| JPS6012420B2 true JPS6012420B2 (ja) | 1985-04-01 |
Family
ID=14983159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51128371A Expired JPS6012420B2 (ja) | 1976-10-27 | 1976-10-27 | 析出硬化形熱間工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012420B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5942743B2 (ja) * | 1978-07-06 | 1984-10-17 | 愛知製鋼株式会社 | 熱間工具鋼 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010212A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-02-01 | ||
| JPS5014226A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-14 | ||
| JPS5014526A (ja) * | 1973-06-13 | 1975-02-15 | ||
| JPS51140817A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-04 | Hitachi Metals Ltd | Martensite tool steel for hot forming |
-
1976
- 1976-10-27 JP JP51128371A patent/JPS6012420B2/ja not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010212A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-02-01 | ||
| JPS5014226A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-14 | ||
| JPS5014526A (ja) * | 1973-06-13 | 1975-02-15 | ||
| JPS51140817A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-04 | Hitachi Metals Ltd | Martensite tool steel for hot forming |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5354116A (en) | 1978-05-17 |
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