JPS6059052A - Hot working tool steel - Google Patents

Hot working tool steel

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JPS6059052A
JPS6059052A JP16516383A JP16516383A JPS6059052A JP S6059052 A JPS6059052 A JP S6059052A JP 16516383 A JP16516383 A JP 16516383A JP 16516383 A JP16516383 A JP 16516383A JP S6059052 A JPS6059052 A JP S6059052A
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Japan
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less
resistance
steel
tool steel
steels
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JP16516383A
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Shoichi Fukui
福井 彰一
Kenji Isogawa
礒川 憲二
Yoshitomo Hitachi
常陸 美朝
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a hot working tool steel having increased toughness and improved mechanical characteristics such as heat check resistance by adding a very small amount of Ca, Mg, Al, B or REM to an Mn-Ni-Cr-Cu tool steel and by reducing the amount of Si. CONSTITUTION:This hot working tool steel consists of, by weight, 0.15-0.80% C, <0.10% Si, <=3.0% Mn, one or more among <=4.0% Ni, <=10.0% Cr and <=3.0% Cu, one or more among <=5.0% Mo, <=5.0% W, <=3.0% V, <=1.0% Ti, <=1.0% Nb, <=1.0% Zr and <=5.0% Co, one or more among 0.0005-0.010% Ca, 0.001-0.50% Mg, 0.001-0.10% Al, 0.005-0.010% B and 0.0005-0.40% REM, and the balance Fe with inevitable impurities. To the steel may be added a very small amount of S, Se, Te, Bi or Pb. The shock resistance of the steel can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、靭性が良好であって耐ヒートチェック性お
よび耐衝撃性に代表される機械的特性に優れた熱間工具
鋼に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a hot work tool steel that has good toughness and excellent mechanical properties such as heat check resistance and impact resistance.

近年、プレス加工や鍛造加工において加工屑の発生がな
いチップレス加工を目的としたパリなしの密閉鍛造が普
及しつつあるが、このような密閉鍛造にあっては、加工
用金型が摩耗したりあるいは割れやチッピングを生じた
りして早期に使用不可能となる場合が多く、その改善が
強く望まれている。一方、従来のバリありのプレス加工
や鍛造加工においても高精度でかつ高速鍛造化の傾向が
著しく、これに伴なって金をの摩耗や割れ、チッピング
等で金型寿命も著しく低下するため、その改善が強く要
望されているが、従来の熱間工具鋼では耐摩耗性と耐°
割れ性、チッピング性という相反する特性を十分に満た
すことができず、このような要望に対処することができ
なかった。
In recent years, hermetic forging without burr is becoming popular for the purpose of chipless processing that does not generate processing waste in press working and forging, but in such closed forging, the processing die is worn out. In many cases, they become unusable early due to cracking, cracking, or chipping, and improvements in these problems are strongly desired. On the other hand, there is a marked trend toward high-precision and high-speed forging in conventional burr pressing and forging processes, and with this, the life of the mold is significantly reduced due to wear, cracking, and chipping of the gold. There is a strong desire to improve this, but conventional hot work tool steels have poor wear resistance and temperature resistance.
It has not been possible to satisfactorily satisfy the conflicting characteristics of crackability and chipping resistance, and it has not been possible to meet these demands.

本発明者らは、このような従来の問題点に着目して種種
の検討を加え、割れやチッピングの防止に対してはもち
ろんのこと、摩耗の低減に対しても熱衝撃によるヒート
チェックの発生とその伝播に関する抵抗性を向上するこ
とが有効であることを先に見出した。そして、熱衝撃に
よるヒートチェックの発生とその伝播に関する抵抗性を
向上させ、耐摩耗性と耐割れ性、#チッピング性という
相反する特性を同時に改善するためには、SLを著しく
下げると同時にCa、Mg、A文、B。
The inventors of the present invention have focused on these conventional problems and have investigated various types of problems, and have developed a method for preventing cracking and chipping, as well as reducing abrasion and the occurrence of heat checks caused by thermal shock. We have previously discovered that it is effective to improve the resistance to this disease and its propagation. In order to improve the resistance to the occurrence and propagation of heat check due to thermal shock, and to simultaneously improve the contradictory properties of wear resistance, cracking resistance, and #chipping resistance, it is necessary to significantly lower the SL and at the same time increase Ca, Mg, A sentence, B.

REMのうちの1種以上を添加することが有効であるこ
とを見出して、この発明を完成するに至った。
The present invention was completed by discovering that it is effective to add one or more types of REM.

すなわち、この発明は、最近のプレス加工や鍛造加工に
おいて新たに発生した問題点に着目してなされたもので
、特に熱衝撃によるヒートチェックの発生とその伝播に
関する抵抗性を著しく高め、実用金型の耐摩耗性と耐割
れ性、耐チッピング性とを同時に向上させた熱間工具鋼
を提供することを目的とするものである。
In other words, this invention was made with a focus on the problems newly occurring in recent press working and forging work, and in particular significantly increases the resistance to the occurrence and propagation of heat checks due to thermal shock, making it possible to improve the performance of practical molds. The object of the present invention is to provide a hot work tool steel that has improved wear resistance, cracking resistance, and chipping resistance at the same time.

この発明による熱間工具鋼は、重量%で、C:0.15
%以上0.80%以下、 Si:0.10%未満、 Mn:3.0%以下、 およびNi : 4.0%以下、Cr:10.0%以下
、Cu:3.0%以下のうちの1種または2種以上。
The hot work tool steel according to the present invention has C: 0.15 in weight %.
% or more and 0.80% or less, Si: less than 0.10%, Mn: 3.0% or less, and Ni: 4.0% or less, Cr: 10.0% or less, Cu: 3.0% or less One or more types of.

さらにMo:5.0%以下、W:5.0%以下。Furthermore, Mo: 5.0% or less, W: 5.0% or less.

V:3.0%以下、 Ti : l 、 0%以下、 
Nb :1.0%以下、Zr:1.0%以下、Co:5
.0%以下のうちの1種または2種以上、ざらにCa:
0.0005%以上0.010%以下、Mg:0.00
1%以上0・、50%以下、Ai:0.001%以上0
.10%以下。
V: 3.0% or less, Ti: l, 0% or less,
Nb: 1.0% or less, Zr: 1.0% or less, Co: 5
.. One or more of the following 0% or less, Zarani Ca:
0.0005% or more and 0.010% or less, Mg: 0.00
1% or more 0., 50% or less, Ai: 0.001% or more 0
.. Less than 10%.

B:0.0005%以上0.010%以下。B: 0.0005% or more and 0.010% or less.

REM (希土類元素必1種または2種以上):0.0
005%以上0.40%以下のうちの1種または2種以
上、 さらに必要に応じて、S:0.03%以上0.20%以
下、Se:0.03%以上0.20%以下、Te:0.
01%以上0.15%以下。
REM (requires one or more rare earth elements): 0.0
0.005% or more and 0.40% or less, and if necessary, S: 0.03% or more and 0.20% or less, Se: 0.03% or more and 0.20% or less, Te: 0.
0.01% or more and 0.15% or less.

Bi:0.02%以上0.15%以下、Pb:0.03
%以上0.20%以下のうちの1種または2種以上、 残部Feおよび不純物よりなることを特徴としている。
Bi: 0.02% or more and 0.15% or less, Pb: 0.03
% or more and 0.20% or less, and the balance is Fe and impurities.

ところで、上述したこの発明の目的にしたがって、まず
、従来の熱間工具鋼のうちJISSKT4.5KD61
.3N i−3Mo鋼を選んでこれらの鋼中に含まれる
Stの熱衝撃によるヒートチェックの発生とその伝播に
関する抵抗性を、前者に関しては主として耐ヒートチエ
ツク試験により、また後者に関しては主として耐衝撃試
験によりそれぞれ評価した。
By the way, in accordance with the above-mentioned purpose of the present invention, first, among the conventional hot work tool steels, JISSKT4.5KD61
.. Selecting 3N i-3Mo steels, the resistance to the occurrence and propagation of heat check due to the thermal shock of St contained in these steels was investigated. Each was evaluated by

これらの試験に際しては、上記各供試鋼を50Kgf高
周波誘導炉で溶製したのち直径20mmの棒材に鍛伸し
、耐ヒートチェック性および耐衝撃性試験に供した。
For these tests, each of the above-mentioned test steels was melted in a 50Kgf high-frequency induction furnace, then forged into bars with a diameter of 20mm, and subjected to heat check resistance and impact resistance tests.

これらのうち、耐ヒートチェック性に及ぼすStの影響
は、直径15+am、厚さ5mmの試験片を使用し、室
温状態から高周波誘導加熱により750℃まで昇温し、
次に水冷によって室温まで冷却するという昇降温を15
00回繰り返すことによって各試験片に生ずる最大ヒー
トチェック深さを調べることによりめた。この結果は第
1図に示すとおりであった。
Among these, the influence of St on heat check resistance was determined by using a test piece with a diameter of 15+ am and a thickness of 5 mm, and raising the temperature from room temperature to 750°C by high-frequency induction heating.
Next, the temperature is raised and lowered by cooling to room temperature by water cooling for 15 minutes.
This was determined by examining the maximum heat check depth that occurred in each test piece after 00 repetitions. The results were as shown in FIG.

また、耐衝撃性に及ぼすSiの影響は、JIS3号衝撃
試験片を使用し、試験温度を室温として各供試鋼の衝撃
値をめた。この結果は第2図に示すとおりであった。
Moreover, the influence of Si on impact resistance was determined by using a JIS No. 3 impact test piece and setting the test temperature to room temperature to determine the impact value of each test steel. The results were as shown in FIG.

第1図および第2図に示すとおり、St含有量約o、i
o重量%を境として最大ヒートチェック深さが小さくな
ると共に衝撃値が向上し、熱間工具鋼中に含まれるSi
含有量を0.10重量%未満とすることによって従来の
熱間工具鋼における耐ヒートチェック性および耐衝撃性
に代表される機械的特性をかなり向上させることができ
、熱間工具鋼の熱衝撃によるヒートチェックの発生とそ
の伝播に関する抵抗性を著しく向上させ、耐摩耗性と耐
割れ性、耐チッピング性という相反する特性を改善する
ことができることがわかった。
As shown in Figures 1 and 2, the St content is approximately o, i
The impact value improves as the maximum heat check depth decreases at 0% by weight, and the Si contained in hot work tool steel increases.
By reducing the content to less than 0.10% by weight, the mechanical properties represented by heat check resistance and impact resistance of conventional hot work tool steels can be significantly improved, and the thermal shock resistance of hot work tool steels can be significantly improved. It has been found that resistance to the occurrence and propagation of heat checks due to heat checking can be significantly improved, and the contradictory properties of wear resistance, cracking resistance, and chipping resistance can be improved.

そして、引続いて上述した低St熱間工具鋼の靭性に及
ぼす添加元素の影響をさらに調べ、特にCa、Mg、A
M、B、REM(希土類元素)の影響を調べることとし
た。
Subsequently, we further investigated the effects of additive elements on the toughness of the above-mentioned low-St hot work tool steel, and particularly
We decided to investigate the effects of M, B, and REM (rare earth elements).

そこで、この調査に際しては、熱間工具鋼としてJIS
 5KD61を選び、この鋼を50kgf真空誘導炉で
溶製してこの鋼中のSi含有量を変えると共に、各々の
鋼中にCa、Mg、AJI。
Therefore, in this investigation, JIS hot work tool steel
5KD61 was selected and this steel was melted in a 50 kgf vacuum induction furnace to change the Si content in this steel, and each steel contained Ca, Mg, and AJI.

B 、REMのうちから選ばれた1種以上の元素を第1
表に示す値で含有させ、その後造塊して直径20mmの
棒材に鍛伸し、次に各棒材からJIS3号試験片に準じ
た衝撃試験片を作製して室温において衝撃試験を行った
。この結果を第3図に示す。
B, one or more elements selected from REM as the first
It was contained in the values shown in the table, and then it was made into ingots and forged into bars with a diameter of 20 mm. Next, impact test pieces based on JIS No. 3 test pieces were made from each bar and an impact test was conducted at room temperature. . The results are shown in FIG.

第 1 表 (重量%) 第1表および第3図に示すように、低St熱間工具鋼中
にCa、Mg、Ai、B、REMのうちの1種以上を適
量含有させた場合には、低St熱間工具鋼の耐衝撃性を
さらに向上できることを新規に見い出した。
Table 1 (Weight %) As shown in Table 1 and Figure 3, when an appropriate amount of one or more of Ca, Mg, Ai, B, and REM is contained in low St hot work tool steel, have newly discovered that the impact resistance of low St hot work tool steel can be further improved.

次に、この発明による熱間工具鋼の成分範囲(重量%)
の限定理由について説明する。
Next, the composition range (weight %) of the hot work tool steel according to this invention
The reason for this limitation will be explained.

C:0.15%以上0.80%以下 Cは熱間工具鋼として必要な硬さおよび耐摩耗性を確保
するのに有効な元素であって、このような効果を得るた
めには0.15%以上含有させることが必要である。し
かし、多すぎると靭性および加工性が低下するので0.
80%以下とした。
C: 0.15% or more and 0.80% or less C is an effective element for ensuring the hardness and wear resistance required for hot work tool steel, and in order to obtain such effects, 0.15% or more and 0.80% or less It is necessary to contain 15% or more. However, if it is too large, the toughness and workability will decrease, so 0.
It was set to 80% or less.

Si:0.10%未満 Stは前述したとおりこの含有量を規制することによっ
て熱間工具鋼の熱衝撃によるヒートチェックの発生とそ
の伝播に関する抵抗性を著しく向上させることができ、
耐摩耗性と耐割れ性。
Si: Less than 0.10% St can significantly improve the resistance to the occurrence and propagation of heat check due to thermal shock in hot work tool steel by regulating this content as described above.
Wear-resistant and crack-resistant.

耐チッピング性という相反する特性を同時に満足させる
ことができるので、Si含有量を0.10%未満とした
Since the contradictory properties of chipping resistance can be simultaneously satisfied, the Si content is set to less than 0.10%.

Mn:3.0%以下 Mnは鋼の溶製時において脱酸および脱硫作用を有する
元素であると共に焼入性の向上にも寄与する元素である
ので、溶製手段等に応じて適宜添加するのもよい。しか
し、多すぎると靭性や加工性を劣化するので3.0%以
下とする必要がある。
Mn: 3.0% or less Mn is an element that has a deoxidizing and desulfurizing effect during steel melting, and also contributes to improving hardenability, so it should be added as appropriate depending on the melting method etc. It's also good. However, if it is too large, the toughness and workability will deteriorate, so it is necessary to keep it at 3.0% or less.

Ni:4.0%以下、Cr:10.0%以下。Ni: 4.0% or less, Cr: 10.0% or less.

Cu:3.0%以下のうちの1種または2種以上 Ni 、Cr、Cuはいずれも基地を強化して熱間工具
鋼の強度とくに高温強度、耐衝撃性、耐ヒートチェック
性を高めるのに有効な元素であって、このような効果を
得るためにこれらの1種または2種以上を添加する。ま
た、Ni、Crは焼入性の向上にも寄与すると共に、C
rは炭化物の形成によってまたCuは析出硬化によって
それぞれ耐摩耗性の向上にも寄与する元素である。しか
しながら、多量に添加すると靭性や加工性を低下するの
で、Niについては4.0%以下、Crについてはio
、o%以下、Cuについては3.0%以下とする必要が
ある。
Cu: 3.0% or less of one or more Ni, Cr, and Cu all strengthen the matrix and increase the strength of hot work tool steel, especially high temperature strength, impact resistance, and heat check resistance. These elements are effective for achieving this effect, and one or more of these elements are added in order to obtain such effects. In addition, Ni and Cr contribute to improving hardenability, and C
r is an element that contributes to improving wear resistance by forming carbides, and Cu contributes to improving wear resistance by precipitation hardening. However, if added in large amounts, the toughness and workability will decrease, so Ni should be added at 4.0% or less, and Cr should be added at io
, o% or less, and Cu needs to be 3.0% or less.

Mo:5.0%以下、W: 5.0%以下、V:3.0
%以下、Ti:1.0%以下、Nb(一部Taに置換さ
れる場合も含む]:1.0%以下。
Mo: 5.0% or less, W: 5.0% or less, V: 3.0
% or less, Ti: 1.0% or less, Nb (including cases where it is partially replaced with Ta): 1.0% or less.

Zr:1.0%以下、Co:5.0%以下のうちの1種
または2種以上 Mo、W、V、Ti、Nb、Zr、Coはいずれも炭化
物を形成し、熱処理硬さを増大して、耐摩耗性を向上さ
せるのに有効な元素であり、またNb、’Ti、Zrは
上記のほか結晶粒を微細化して靭性を確保し、耐衝撃性
を向上させるのに有効な元素であるのでこれらの1種ま
たは2種以上を添加する。しかしながら、多量に添加す
ると、製造性が悪化すると共に靭性が低下し、また地肌
も多くなるので、MOについては5.0%以下、Wにつ
いては5.0%以下、■については3.0%以下、Ti
については1.0以下、Nbについては1.0%以下、
Zrについては1.0%以下、Coについては5.0%
以下とする必要がある。
One or more of the following: Zr: 1.0% or less, Co: 5.0% or less. Mo, W, V, Ti, Nb, Zr, and Co all form carbides and increase heat treatment hardness. In addition to the above, Nb, 'Ti, and Zr are also effective elements in refining crystal grains, ensuring toughness, and improving impact resistance. Therefore, one or more of these are added. However, if added in large amounts, the manufacturability will deteriorate, the toughness will decrease, and the surface will increase, so MO should be less than 5.0%, W should be less than 5.0%, and ■ should be less than 3.0%. Below, Ti
1.0 or less for Nb, 1.0% or less for Nb,
1.0% or less for Zr, 5.0% for Co
It is necessary to do the following.

Ca:0.0005%以上0.010%以下。Ca: 0.0005% or more and 0.010% or less.

Mg+0.001%以−ヒ0.50%以下。Mg+0.001% or more - H0.50% or less.

A文:0.001%以上0 、1 ’O%以下、B:0
.0005%以上0.010%以下、REM:0.00
05%以上0.40%以下のうちの1種または2種以上 Ca 、Mg 、AM 、B 、REM (希土類元素
の1種または2種以上)は前述したように低St熱間工
具鋼の靭性をさらに高め、特に耐衝撃性をかなり向上さ
せるのに有効な元素であるのでこれらの1種または2種
以上を添加する。この場合、Ca、Mg、REMは特に
脱酸および鋼中介在物の形態制御によって鋼の靭性を高
め、AfL、Bは鋼中のNをAIN、BNの形で固定し
てNの悪影響をなくすと共に、A文は脱酸強化および結
晶粒粗大化防止にも寄与することによって鋼の靭性を高
める効果がある。そして、このような効果を得るために
は、Caは0.0005%以上、Mgはo、ooi%以
上、AnはO、oO1%以上、B、は0.0005%以
上、REMハO、OOO5%以上含有させることが必要
である。しかし、多量に含有すると鋼の靭性や加工性を
劣化させるので、Caについてはo、oio%以下、M
gについてはo、5o%以下、AJIについては0.1
0%以下、Bについてはo、oio%以下、REMにつ
いては0.40%以下とする必要がある。
Sentence A: 0.001% or more 0, 1'O% or less, B: 0
.. 0005% or more and 0.010% or less, REM: 0.00
As mentioned above, one or more of Ca, Mg, AM, B, REM (one or more rare earth elements) from 0.05% to 0.40% improves the toughness of low St hot work tool steel. One or more of these elements are added because they are effective elements for further increasing the impact resistance and, in particular, considerably improving the impact resistance. In this case, Ca, Mg, and REM increase the toughness of the steel by deoxidizing and controlling the morphology of inclusions in the steel, and AfL and B fix the N in the steel in the form of AIN and BN to eliminate the negative effects of N. In addition, A-texture has the effect of increasing the toughness of steel by contributing to deoxidation strengthening and prevention of grain coarsening. In order to obtain such an effect, Ca should be 0.0005% or more, Mg should be o,ooi% or more, An should be O,oO1% or more, B should be 0.0005% or more, REMhaO, OOO5. % or more is necessary. However, if it is contained in a large amount, it will deteriorate the toughness and workability of the steel, so the content of Ca should be o, oio% or less, M
o for g, 5o% or less, 0.1 for AJI
0% or less, B should be o, oio% or less, and REM should be 0.40% or less.

S:0.03%以上0.20%以下、Se:0.03%
以上0.20%以下、Te:0.01%以上0.15%
以下、 B i : 0 、02%以上0.15%以下
、Pb:0.03%以上0.20%以下のうちの1種ま
たは2種以上 S、Se、Te、Bi 、Pbはいずれも鋼の被削性を
向上させるのに有効な元素であり、所定の工具、金型等
の形状に加工する際の切削性を高めるために必要に応じ
てこれらの1種または2種以上を添加するのが良いが、
この場合、上述した効果を得るためには、Sは0.03
%以上、Seは0.03%以上、Teはo、oi%以上
、Biは0.02%以上、pbは0.03%以上添加す
る必要がある。しかし、多量に添加すると靭性な害した
り加工性を低下させたりするので、Sについては0.2
0%以下、Seについては0.20%以下、Teについ
ては0.15%以下、Biについては0.15%以下、
Pbについては0.20%以下とする必要がある。
S: 0.03% or more and 0.20% or less, Se: 0.03%
0.20% or more, Te: 0.01% or more and 0.15%
Hereinafter, B i: 0, 0.02% or more and 0.15% or less, Pb: 0.03% or more and 0.20% or less, S, Se, Te, Bi, and Pb are all steel. It is an effective element for improving the machinability of metals, and one or more of these are added as necessary to improve the machinability when processing into the shape of a specified tool, mold, etc. It is good, but
In this case, in order to obtain the above effect, S must be 0.03
% or more, Se 0.03% or more, Te 0.02% or more, Bi 0.02% or more, and PB 0.03% or more. However, if added in a large amount, it will harm the toughness and reduce the workability, so the S content should be 0.2
0% or less, Se 0.20% or less, Te 0.15% or less, Bi 0.15% or less,
Pb needs to be 0.20% or less.

以下、この発明の実施例を比較例とともに説明する。Examples of the present invention will be described below along with comparative examples.

まず、第2表に示す化学成分の鋼(奇数番号はは比較鋼
、偶数番号は本発明鋼)を溶製したのち造塊した。なお
、第2表において、供試鋼No。
First, steel having the chemical composition shown in Table 2 (odd numbered steels are comparison steels, even numbered steels are inventive steels) was melted and then ingot-formed. In addition, in Table 2, test steel No.

1.2およびNo、17.18は基本成分をJISSK
T4に対応させ且つ低Siとしたものであり、No、3
 、4、No、11.12およびNo。
1.2 and No. 17.18 have basic components in JISSK
Compatible with T4 and low Si, No. 3
, 4, No. 11.12 and No.

23.24は基本成分を5KD61に対応させ且つ低S
iとしたものであり、No、 5 、6およびNo、1
3.14は基本成分を5KD8に対応させ且つ低Stと
したものであり、No、7.8゜No、15.16およ
びNo、19,20は基本成分を3Ni−3Mo系鋼に
対応させ且つ低Stとしたものであり、No、9.10
およびNo、21゜22は基本成分を高強度熱間工具鋼
として使用されているセミハイス系鋼に対応させ且つ低
Siとしたものである。
23.24 has the basic components compatible with 5KD61 and has low S
i, No. 5, 6 and No. 1
3.14 has a basic composition corresponding to 5KD8 and has a low St, while No. 7.8° No. 15.16 and No. 19, 20 have a basic composition corresponding to 3Ni-3Mo steel and It has a low St, No. 9.10
and No. 21 and No. 22 have basic components corresponding to semi-high-speed steel used as high-strength hot work tool steel and low Si.

次に、上記により得られた各鋼塊に対し、鍛錬比6〜7
程度に鍛造したのち、焼入れ焼もどし熱処理を行って各
供試鋼の耐衝撃性とその異方性ならびに耐ヒートチェッ
ク性について調べた。このとき、焼入れ焼もどし熱処理
は、第3表に示す焼入れ(Hで示す)および焼もどしく
Tで示す)条件で行い、同じく第3表に示す硬さの試験
片を用いて行った。そして、耐衝撃性試験はJIS a
号試験片とし、試験温度は室温として行った。この結果
を同じく第3表に示す。一方、耐ヒートチェック性試験
は、直径15 mu +厚さ5fflI11の試験片と
し、室温で高周波誘導加熱により750’C!まで加熱
し、その後室温まで水冷する昇温冷却の繰返しを150
0回行って最大ヒートチェック深さを測定することによ
り行った。この結果を同じく第37′に示すように、各
々同一系の鋼種において、本発明鋼はいずれも比較鋼よ
りも衝撃値が高くなっており、また鍛造方向による衝撃
値の異方性についてもよりすぐれた結果が得られている
ことが明らかである。さらに耐ヒートチェック性につい
ても本発明鋼は同一系の鋼種においていずれも比較鋼に
比べて最大ヒートチェック深さが小さくなっていること
が明らかである。
Next, for each steel ingot obtained above, a forging ratio of 6 to 7
After forging to a certain degree, quenching and tempering heat treatments were performed to examine the impact resistance, anisotropy, and heat check resistance of each sample steel. At this time, the quenching and tempering heat treatment was performed under the quenching (denoted by H) and tempering (denoted by T) conditions shown in Table 3, using test pieces having hardness also shown in Table 3. And the impact resistance test is JIS a
No. 1 test piece, and the test temperature was set to room temperature. The results are also shown in Table 3. On the other hand, the heat check resistance test was performed using a test piece with a diameter of 15 mu and a thickness of 5 fflI11, and was heated to 750'C by high-frequency induction heating at room temperature. Heating to room temperature and then water cooling to room temperature was repeated 150 times.
This was done by performing the test 0 times and measuring the maximum heat check depth. As shown in Section 37', the steels of the present invention all have higher impact values than the comparative steels, and the anisotropy of the impact values depending on the forging direction is also higher. It is clear that excellent results have been obtained. Furthermore, regarding heat check resistance, it is clear that the maximum heat check depth of the steels of the present invention is smaller than that of the comparative steels in all steels of the same type.

このように、本発明鋼は従来の熱間工具鋼よりもさらに
耐衝撃性および耐ヒートチェック性に代表される機械的
特性に優れたものであり、熱間工具鋼の熱衝撃によるヒ
ートチェックの発生とその伝播に関する抵抗性を向上さ
せることができ、耐摩耗性と耐割れ性、耐チッピング性
という相反する特性を同時に改善することができ、従来
の場合よりも工具や金型等の寿命を大幅に増大させるこ
とができ、あるいはより厳しい条件の加工を行う工具や
金型の素材として使用することができるものである。
In this way, the steel of the present invention has better mechanical properties, including impact resistance and heat check resistance, than conventional hot work tool steels, and it is more resistant to heat checks due to thermal shock than hot work tool steels. It is possible to improve resistance to generation and propagation, and it is possible to simultaneously improve the conflicting properties of wear resistance, cracking resistance, and chipping resistance, and to extend the life of tools and dies compared to conventional methods. It can be greatly increased or used as a material for tools and molds that perform processing under more severe conditions.

次に、第2表に示す鋼の中から供試鋼No、1〜10を
選んでこれらを素材として第4表に示す型打部品の鍛造
用金型を製作することにより型打鍛造を行い、各金型の
耐久性について調べた。これらの結果を同じく第4表に
示す。なお、第4表において、金型の耐久性は、各々比
較鋼を素材とする金型を1とし、これを基準に本発明鋼
を素材とする金型の耐久性を表わしている。
Next, sample steel Nos. 1 to 10 are selected from the steels shown in Table 2, and die forging is performed by manufacturing a forging die for the stamped parts shown in Table 4 using these as raw materials. The durability of each mold was investigated. These results are also shown in Table 4. In Table 4, the durability of the molds is set as 1 for the molds made of the comparative steels, and the durability of the molds made of the steels of the present invention is expressed based on this.

第 4 表 第4表に示すように、本発明鋼を素材とする金型はいず
れも比較鋼を素材とする金型よりも耐久性に優れている
ことが明らかであった。
Table 4 As shown in Table 4, it was clear that all the molds made of the steel of the present invention had better durability than the molds made of the comparative steel.

以上説明してきたように、この発明による熱間工具鋼は
、重量%で、 C:0.15%以上0.80%以下、 Si:0.10%未満、 Mn:3.0%以下、 およびNi:4.0%以下、Cr:10.0%以下、C
u:3.0%以下のうちの1種または2種以上、 さらにMo:5.0%以下、W: 5.0%以下。
As explained above, the hot work tool steel according to the present invention has, in weight percent, C: 0.15% or more and 0.80% or less, Si: less than 0.10%, Mn: 3.0% or less, and Ni: 4.0% or less, Cr: 10.0% or less, C
u: one or more of 3.0% or less, Mo: 5.0% or less, and W: 5.0% or less.

V:3.0%以下;Ti:1.0%以下、Nb:1.0
%以下、Zr:1.0%以下、Co:5.0%以下のう
ちの1種または2種以上、さらにCa:0.0O05%
以上0.010%以下、Mg:0.001%以上0.5
0%以下。
V: 3.0% or less; Ti: 1.0% or less, Nb: 1.0
% or less, Zr: 1.0% or less, Co: 5.0% or less, and Ca: 0.0O05%
0.010% or more, Mg: 0.001% or more and 0.5
Less than 0%.

A文:O,0015以上0.10%以下。Sentence A: O, 0015 or more and 0.10% or less.

B:O,0O05%以上o、oio%以下。B: O,005% or more and o,oio% or less.

REM (希土類元素の1種または2種以上)=0.0
005%以上0.40%以下のうちの1種または2種以
上、 さらに必要に応じて、S:0.03%以上0.20%以
下、Se:0.03%以上0.20%以下、Te:0.
01%以上0.15%以下。
REM (one or more rare earth elements) = 0.0
0.005% or more and 0.40% or less, and if necessary, S: 0.03% or more and 0.20% or less, Se: 0.03% or more and 0.20% or less, Te: 0.
0.01% or more and 0.15% or less.

Bt:0.02%以上0.15%以下、Pb:0.03
%以上0.20%以下のうちの1種または2種以上、 残部Feおよび不純物よりなるものであるから、従来の
熱間工具鋼に比較して靭性とくに耐衝撃性および耐ヒー
トチェック性に代表される機械的特性に著しく優れたも
のであり、熱衝撃によるヒートチェックの発生とその伝
播に関する抵抗性を著しく向上させることができ、耐摩
耗性と耐割れ性、耐チッピング性という相反する特性を
同時に改善することが可能であり、近年増々要求される
プレス加工や鍛造加工等の際の加工度の増大に十分対処
することが可能であってこれらの加工に用いられる工具
および金型等の素材として好適であり、工具および金型
寿命の延長ならびにこれに基づく工具および金型コスト
の低減をはかることが可能であり、基本成分に対して被
削性向上元素を添加することによって工具および金型寸
法精度の向上ならびにこれに基づく工具および益型コス
トの低減をはかることが可能であるという非常に優れた
効果を有する。
Bt: 0.02% or more and 0.15% or less, Pb: 0.03
% or more and 0.20% or less, the balance being Fe and impurities, so compared to conventional hot work tool steel, it has better toughness, especially impact resistance and heat check resistance. It has extremely excellent mechanical properties, and can significantly improve resistance to the occurrence and propagation of heat checks caused by thermal shock, and can overcome the contradictory properties of wear resistance, cracking resistance, and chipping resistance. At the same time, it is possible to improve materials such as tools and dies used in these processes, and it is possible to sufficiently cope with the increased degree of processing in press working, forging, etc. that has been increasingly required in recent years. It is suitable as a tool and mold, and it is possible to extend the tool and mold life and reduce tool and mold costs based on this. By adding machinability-improving elements to the basic ingredients, tools and molds can be This has very excellent effects in that it is possible to improve dimensional accuracy and reduce tool and tool costs based on this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は熱間工具鋼におけるSiの各々耐
ヒートチェック性および耐衝撃性に及ぼす影響を調べた
結果の一例を示すグラフ、第3図は低Si熱間工具鋼に
Ca、Mg、AM、B。 REMのうちの1種以上の元素を添加した場合の耐衝撃
性に及ぼす影響を調べた結果の一例を示すグラフである
。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊
Figures 1 and 2 are graphs showing an example of the results of investigating the effects of Si on heat check resistance and impact resistance, respectively, in hot work tool steel. Mg, AM, B. It is a graph which shows an example of the result of investigating the effect on impact resistance when adding one or more elements of REM. Patent applicant: Daido Steel Co., Ltd. Representative patent attorney: Yutaka Oshio

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)重量%で、 C:0.15%以上0.80%以下、 Si:0.10%未満、 M n : 3 、0%以下、 およびNi:4.0%以下、Cr:10.0%以下、C
u:3.0%以下のうちの1種または2種以上、 さらにMo:5.0%以下、W:5.0%以下。 V:3.0%以下、Tj:1.0%以下、Nb:1.0
%以下、Zr:1.0%以下、CO:5.0%以下のう
ちの1種または2種以上、ざらにCa:’0.0005
%以上0.010%以下、Mg:0.001%以上0.
50%以下。 A文:O,001%以上0’、10%以下、B:0.0
005%以上0.010%以下、REM:0.0005
%以上0.40%以下のうちの1種または2種以上、 残部Feおよび不純物よりなることを特徴とする熱間工
具鋼。
(1) In weight%, C: 0.15% or more and 0.80% or less, Si: less than 0.10%, M n: 3, 0% or less, and Ni: 4.0% or less, Cr: 10. 0% or less, C
u: one or more of 3.0% or less, Mo: 5.0% or less, and W: 5.0% or less. V: 3.0% or less, Tj: 1.0% or less, Nb: 1.0
% or less, Zr: 1.0% or less, CO: 5.0% or less, one or more types, rough Ca: '0.0005
% or more and 0.010% or less, Mg: 0.001% or more and 0.01% or more.
Less than 50%. Sentence A: O, 001% or more 0', 10% or less, B: 0.0
005% or more and 0.010% or less, REM: 0.0005
% or more and 0.40% or less, the balance being Fe and impurities.
(2)重量%で、 C:0.15%以上0.80%以下、 Si:0.10%未満、 Mn:3.0%以下、 およびNi :4.0%以下、Cr:10.0%以下、
Cu:3.0%以下のうちの1種または2種以上、 さらにMo:5.0%以下、W:5.0%以下。 Vコ3.0%以下、Ti:1.0%以下、Nb:1.0
%以下、Zr:1.0%以下、Co:5.0%以下のう
ちの1種または2種以上、さらにCa:O,0O05%
以上0.010%以下、Mg:0.001%以上0,5
0%以下。 A文:O,001%以上0.10%以下、B:0.00
05%以上0.010%以下、REM:0.0005%
以上0.40%以下のうちの1種または2種以上、 さらにS:0.03%以上0.20%以下。 Se:0.03%以上0.20%以下、Te:0.01
%以上0.15%以下、BE:0−02%以上0.15
%以下、Pb:0.03%以上0.20%以下のうちの
1種または2種以上、残部Feおよび不純物よりなるこ
とを特徴とする熱間工具鋼。
(2) In weight%, C: 0.15% or more and 0.80% or less, Si: less than 0.10%, Mn: 3.0% or less, and Ni: 4.0% or less, Cr: 10.0 %below,
Cu: one or more of 3.0% or less, Mo: 5.0% or less, and W: 5.0% or less. Vco 3.0% or less, Ti: 1.0% or less, Nb: 1.0
% or less, Zr: 1.0% or less, Co: 5.0% or less, and Ca: O, 0O05%
0.010% or more, Mg: 0.001% or more 0.5
Less than 0%. Sentence A: O, 001% or more and 0.10% or less, B: 0.00
05% or more and 0.010% or less, REM: 0.0005%
One or more of the above 0.40% or more, and S: 0.03% or more and 0.20% or less. Se: 0.03% or more and 0.20% or less, Te: 0.01
% or more and 0.15% or less, BE: 0-02% or more 0.15
% or less, Pb: one or more of 0.03% or more and 0.20% or less, the balance being Fe and impurities.
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