JPS6063356A - 合金工具鋼 - Google Patents
合金工具鋼Info
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- JPS6063356A JPS6063356A JP17071783A JP17071783A JPS6063356A JP S6063356 A JPS6063356 A JP S6063356A JP 17071783 A JP17071783 A JP 17071783A JP 17071783 A JP17071783 A JP 17071783A JP S6063356 A JPS6063356 A JP S6063356A
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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】
（産業上の利用分野）
この発明は、耐食性および耐摩耗性にすぐれ、とくに耐
腐食摩耗性にすぐれた合金工具鋼に関し、耐腐食摩耗性
が要求される工具のみならず、例えば、プラスチック射
出成形機のスクリュー。
腐食摩耗性にすぐれた合金工具鋼に関し、耐腐食摩耗性
が要求される工具のみならず、例えば、プラスチック射
出成形機のスクリュー。
およびスクリューヘッドやカラーリング等のとくに耐食
性、耐摩耗性および耐腐食摩耗性が要求される部品の素
材としても好適な合金工具鋼に関するものである。
性、耐摩耗性および耐腐食摩耗性が要求される部品の素
材としても好適な合金工具鋼に関するものである。
（従来技術）
従来、上記したプラスチック射出成形機のスクリューお
よびスクリューヘッド等の部品には、ＪＩＳ ５ＫＤＩ
Ｉ、５ＵＳ４４０Ｃあるいは構造用合金鋼に窒化やＣｒ
めっき等の表面硬化処理を施したものなどが使用されて
いた。一方、最近のプラスチック製品や部品の高強度化
および難燃化の傾向に伴って、プラスチック素材にガラ
ス繊維、炭素繊維あるいはセラミックス）、の複合材を
添加したり、難燃材を添加したりすることが多くなって
きている。ところが、このような複合プラスチック用用
出成形機のスクリューヘッド等に、従来のＳＫＤ １１
．５ＵＳ４４０Ｃあるいは構造用合金鋼に表面硬化処理
を施したものを使用した場合には、所定の寿命を維持で
きないことが多い。すなわち、例えば、５ＫＤＩＩを使
用した場合にはプラスチック中に添加された物質の熱分
解により発生するガスによって腐食を受けやすいためそ
の寿命が低下し、また、構造用合金鋼に窒化あるいはＣ
ｒめっき等の表面硬化処理を施したものを使用した場合
には表面硬化部分の摩耗や剥離が生じて基地の摩耗をひ
きおこすためその寿命が低下することが多い。
よびスクリューヘッド等の部品には、ＪＩＳ ５ＫＤＩ
Ｉ、５ＵＳ４４０Ｃあるいは構造用合金鋼に窒化やＣｒ
めっき等の表面硬化処理を施したものなどが使用されて
いた。一方、最近のプラスチック製品や部品の高強度化
および難燃化の傾向に伴って、プラスチック素材にガラ
ス繊維、炭素繊維あるいはセラミックス）、の複合材を
添加したり、難燃材を添加したりすることが多くなって
きている。ところが、このような複合プラスチック用用
出成形機のスクリューヘッド等に、従来のＳＫＤ １１
．５ＵＳ４４０Ｃあるいは構造用合金鋼に表面硬化処理
を施したものを使用した場合には、所定の寿命を維持で
きないことが多い。すなわち、例えば、５ＫＤＩＩを使
用した場合にはプラスチック中に添加された物質の熱分
解により発生するガスによって腐食を受けやすいためそ
の寿命が低下し、また、構造用合金鋼に窒化あるいはＣ
ｒめっき等の表面硬化処理を施したものを使用した場合
には表面硬化部分の摩耗や剥離が生じて基地の摩耗をひ
きおこすためその寿命が低下することが多い。
さらに、プラスチック射出成形機のスクリューヘッド等
は２５０℃以上での焼もどしが必須であるが、従来の５
ＫＤＩＩや５ＵＳ４４０Ｃでは耐食性および硬さが低下
して寿命が短縮するという問題点があった。
は２５０℃以上での焼もどしが必須であるが、従来の５
ＫＤＩＩや５ＵＳ４４０Ｃでは耐食性および硬さが低下
して寿命が短縮するという問題点があった。
（発明の目的）
この発明は、」二連したような従来の問題点に着目して
なされたもので、高温での焼もどしによって高硬度を維
持し、耐食性および耐摩耗性にすぐれ、とくに耐腐食摩
耗性にすぐれた工具および部品の素材として使用される
合金工具鋼を提供することを目的とするものである。
なされたもので、高温での焼もどしによって高硬度を維
持し、耐食性および耐摩耗性にすぐれ、とくに耐腐食摩
耗性にすぐれた工具および部品の素材として使用される
合金工具鋼を提供することを目的とするものである。
（発明の構成）
本発明者らは上記の目的に従って種々の実験・研究を繰
返したが、プラスチック射出成形機のスクリュー、ヘン
ド等に適する合金鋼を（！１ようとした場合に、例えば
その１耐摩耗性を向」−させようとするときには含有炭
化物量を増加させることが必要となるが、同時に炭素ｍ
が増大して耐食性を劣化させるという問題が生ずる。ま
た、高温強度を増大させようとするときには焼もどし２
次硬化性を高めるのに有効なＭｏ、Ｃなどの含有ノー１
を増加させる必要があるが、この場合にも耐食性に悪影
響を及ぼすという問題がある。他方、１＠Ｊ食性を向上
させるためにＣｒ量を増加すると焼もどし軟化抵抗を阻
害するという問題がある。したかって、工具鋼の耐熱性
、耐摩耗性および耐食性を同時に向上させようとすると
きには、合金元素の適正な組合わせおよびそれらの含有
量を定めることが重要となる。
返したが、プラスチック射出成形機のスクリュー、ヘン
ド等に適する合金鋼を（！１ようとした場合に、例えば
その１耐摩耗性を向」−させようとするときには含有炭
化物量を増加させることが必要となるが、同時に炭素ｍ
が増大して耐食性を劣化させるという問題が生ずる。ま
た、高温強度を増大させようとするときには焼もどし２
次硬化性を高めるのに有効なＭｏ、Ｃなどの含有ノー１
を増加させる必要があるが、この場合にも耐食性に悪影
響を及ぼすという問題がある。他方、１＠Ｊ食性を向上
させるためにＣｒ量を増加すると焼もどし軟化抵抗を阻
害するという問題がある。したかって、工具鋼の耐熱性
、耐摩耗性および耐食性を同時に向上させようとすると
きには、合金元素の適正な組合わせおよびそれらの含有
量を定めることが重要となる。
そこで、本発明者らの研究によれば、王Ｊ↓鋼の耐摩耗
性を向上させるために、ＣおよびＣｒ。
性を向上させるために、ＣおよびＣｒ。
Ｍｏ含有蛍を適切な値にして適量の炭化物を形成させる
ようにすると共に、基地中のＳｉおよびＣｒ量を増大さ
せて基地の耐食性および耐腐食摩耗性を向上させるよう
にし、さらに、耐食性指数Ｆ（ｃ）、高温軟化抵抗指数
Ｆ（Ｈｓｏｏ）、Ｐ＃摩耗性指数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ なる関係式を同時に満足するように各合金元素の含有量
を定めることによって、耐食性、耐摩耗性および耐腐食
摩耗性にすぐれていると共に高温軟化抵抗も大きな著し
く優れた特性の合金工具鋼が得られることを新規に見出
した。
ようにすると共に、基地中のＳｉおよびＣｒ量を増大さ
せて基地の耐食性および耐腐食摩耗性を向上させるよう
にし、さらに、耐食性指数Ｆ（ｃ）、高温軟化抵抗指数
Ｆ（Ｈｓｏｏ）、Ｐ＃摩耗性指数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ なる関係式を同時に満足するように各合金元素の含有量
を定めることによって、耐食性、耐摩耗性および耐腐食
摩耗性にすぐれていると共に高温軟化抵抗も大きな著し
く優れた特性の合金工具鋼が得られることを新規に見出
した。
すなわち、この発明による合金工具鋼は、重量％で、Ｃ
，＋０．７５〜２．０％、Ｓｉ： ０ 、３〜２ 、０
％、Ｋｎ： ０ 、１〜２ 、０％、Ｃｒ：１１〜２０
％、 Ｎｏ： ０ 、５〜４ 、０％。
，＋０．７５〜２．０％、Ｓｉ： ０ 、３〜２ 、０
％、Ｋｎ： ０ 、１〜２ 、０％、Ｃｒ：１１〜２０
％、 Ｎｏ： ０ 、５〜４ 、０％。
Ｖ：０．１〜５．０％、Ｃｕ： ０ 、１−３ 、０％
、Ｎｉ：０．０５〜２．０％を含有しかつ耐食性指数Ｆ
（ｃ）、高温軟化抵抗指数Ｆ（ｎｓｏｏ）および耐摩耗
性指数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ を同時に満足し、さらに必要に応じて、ＲＥＭ：０ 、
００１〜０．５％、Ｗ：Ｏ，１〜３．０％Ｎｂ：０．０
１〜３．０％、Ｔｉ：２．０％以下。
、Ｎｉ：０．０５〜２．０％を含有しかつ耐食性指数Ｆ
（ｃ）、高温軟化抵抗指数Ｆ（ｎｓｏｏ）および耐摩耗
性指数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ を同時に満足し、さらに必要に応じて、ＲＥＭ：０ 、
００１〜０．５％、Ｗ：Ｏ，１〜３．０％Ｎｂ：０．０
１〜３．０％、Ｔｉ：２．０％以下。
Ｚｒ：２．０％以下のうちの１種または２ネｔ！以」二
、 Ｓ：０．２％以下、Ｐｂ：０．４％以下。
、 Ｓ：０．２％以下、Ｐｂ：０．４％以下。
Ｓｅ：０．３％以下、Ｂｉ：０．５％以下。
Ｔｅ：０．３％以下、Ｃ：ａ：０．００２〜０．０１％
のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび
不純物よりなることを特徴とするものであり、工具のみ
ならず上記の＃腐食摩耗性等が要求される部品の素材と
して使用することもこの発明の範囲に含まれるものであ
る 次に、この発明による合金工具鋼の成分範囲（重量％）
の限定理由について説明する。
のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび
不純物よりなることを特徴とするものであり、工具のみ
ならず上記の＃腐食摩耗性等が要求される部品の素材と
して使用することもこの発明の範囲に含まれるものであ
る 次に、この発明による合金工具鋼の成分範囲（重量％）
の限定理由について説明する。
Ｃ：０．７５〜２．０％
Ｃはマルテンサイトの硬さを高め、高電位もどしで特殊
炭化物を形成して焼もどし２次硬化に寄与し、高温軟化
抵抗性を増大させるのにイｊ効な元素であると同時に、
Ｃｒ炭化物を形成して耐摩耗性を高めるのに有効な元素
である。そして、このＣ量はＣｒ量との相関をもってい
るが、少なすぎると焼入れ焼もどし硬さが低くなり、Ｃ
ｒ炭化物量も減少し、ＩＮ摩耗性が低下するので、０．
７５％以上含有させる必要がある。しかし、多量に含有
すると耐食性が低下し、同時に靭性も劣化するため、２
．０％以下とした。
炭化物を形成して焼もどし２次硬化に寄与し、高温軟化
抵抗性を増大させるのにイｊ効な元素であると同時に、
Ｃｒ炭化物を形成して耐摩耗性を高めるのに有効な元素
である。そして、このＣ量はＣｒ量との相関をもってい
るが、少なすぎると焼入れ焼もどし硬さが低くなり、Ｃ
ｒ炭化物量も減少し、ＩＮ摩耗性が低下するので、０．
７５％以上含有させる必要がある。しかし、多量に含有
すると耐食性が低下し、同時に靭性も劣化するため、２
．０％以下とした。
Ｓｉ：０．３〜２．０％
Ｓｉは脱酸剤として使用されると同時に、焼もどし硬さ
の向上、靭性の向上さらには耐食性の向上にも有効であ
るため積極的に添加する元素である。しかし、０．３％
未満ではそれらの効果か期待できず、多量に活力１ける
と熱間加工性を阻害すると共に、靭性を劣化させるため
２．０％を上限とした。
の向上、靭性の向上さらには耐食性の向上にも有効であ
るため積極的に添加する元素である。しかし、０．３％
未満ではそれらの効果か期待できず、多量に活力１ける
と熱間加工性を阻害すると共に、靭性を劣化させるため
２．０％を上限とした。
Ｍｎ：０．１〜２．０％
Ｍｎは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清浄度を高
めると共に、焼入性の向」二にも寄与する元素である。
めると共に、焼入性の向」二にも寄与する元素である。
しかし、０．１％未満ではその効果かなく、２．０％を
超えると熱間加工性を劣化するため、０．１〜２．０％
の範囲とした。
超えると熱間加工性を劣化するため、０．１〜２．０％
の範囲とした。
Ｃｒ：１１〜２０％
Ｃｒは焼入時に基地中に固溶して焼入性を高めると共に
、Ｃｒ炭化物を形成して鋼の耐摩耗性を向」ニさせ、ｙ
らにまた酸化皮膜を形成して不働態化することにより耐
食性を向上させるのに有効な元素であって、この発明に
よる合金下Ａ ＃ｌ１１において特に必要とされる重要
な性質を伺′ｊ−する元素である。しかし、１１％未満
ではこのような効果が小さく、また２０％を超えると靭
性を劣化させるので、１１〜２０％の範囲とした。
、Ｃｒ炭化物を形成して鋼の耐摩耗性を向」ニさせ、ｙ
らにまた酸化皮膜を形成して不働態化することにより耐
食性を向上させるのに有効な元素であって、この発明に
よる合金下Ａ ＃ｌ１１において特に必要とされる重要
な性質を伺′ｊ−する元素である。しかし、１１％未満
ではこのような効果が小さく、また２０％を超えると靭
性を劣化させるので、１１〜２０％の範囲とした。
Ｍｏ：０．５〜４．０％
Ｍｏは焼入時に基地中に固溶すると共に炭化物を形成し
て耐閉耗性を向」ニさせるのに有効であると同時に、焼
入れおよび焼もどし軟化抵抗性を高めるのに必要な元素
であり、加えて、特に高温焼もどし硬さを高めるほか、
耐食性の向上にも寄与する元素である。そして、このよ
うな効果を得るためには少なくとも０．５％以上含有さ
せることが必要であるが、反対に４．０％を超えると上
記効果は飽和するとともに逆に靭性および熱間加工性を
劣化させるので、０．５〜４．０％の範囲とした。
て耐閉耗性を向」ニさせるのに有効であると同時に、焼
入れおよび焼もどし軟化抵抗性を高めるのに必要な元素
であり、加えて、特に高温焼もどし硬さを高めるほか、
耐食性の向上にも寄与する元素である。そして、このよ
うな効果を得るためには少なくとも０．５％以上含有さ
せることが必要であるが、反対に４．０％を超えると上
記効果は飽和するとともに逆に靭性および熱間加工性を
劣化させるので、０．５〜４．０％の範囲とした。
Ｖ：０．１〜５．０％
■は主にＣと結合して硬い炭化物を形成し、この発明に
よる合金工具鋼に対してすぐれた耐摩耗性を付与させる
のに有効な元素である。そして、このＶ系炭化物は焼入
時に基地中に一部固溶し、焼もどし時に析出して焼もど
し硬さの向」二に寄与する。また、■は結晶粒微細化効
果も顕著であり、強度の向上に寄与する元素でもあるの
で、この発明による合金工具鋼において主要な添加元素
の１つである。しかし、０．１％未満では上記した効果
が期待できず、５％を超えると熱間加工性か著しく態化
し、さらに被削性を劣化させて加工能率の低下をもたら
すため、０．１〜５．０％の範囲とした。
よる合金工具鋼に対してすぐれた耐摩耗性を付与させる
のに有効な元素である。そして、このＶ系炭化物は焼入
時に基地中に一部固溶し、焼もどし時に析出して焼もど
し硬さの向」二に寄与する。また、■は結晶粒微細化効
果も顕著であり、強度の向上に寄与する元素でもあるの
で、この発明による合金工具鋼において主要な添加元素
の１つである。しかし、０．１％未満では上記した効果
が期待できず、５％を超えると熱間加工性か著しく態化
し、さらに被削性を劣化させて加工能率の低下をもたら
すため、０．１〜５．０％の範囲とした。
Ｃｕ：Ｏ，１〜３．０％
Ｃｕはこの発明による合金工具鋼に対してすぐれた耐食
性を（＝Ｊ与するのに必要な元素であり、加えて焼もど
し硬さを向上させるために添加する元素である。しかし
、０．１％未満ではこのような効果がなく、３．０％を
超えると上記の効果は飽和傾向となり、かえって熱間加
］ニ性および靭性を劣化させるため、０．１〜３．０％
の範囲とした。
性を（＝Ｊ与するのに必要な元素であり、加えて焼もど
し硬さを向上させるために添加する元素である。しかし
、０．１％未満ではこのような効果がなく、３．０％を
超えると上記の効果は飽和傾向となり、かえって熱間加
］ニ性および靭性を劣化させるため、０．１〜３．０％
の範囲とした。
Ｎ ｉ ： ０．０ぢ〜２．０％
Ｎｉは鋼の焼入温度を下げると共に焼入性を向上させ、
加えて耐食性を向上させるのにも有効な元素であり、こ
のような効果を４１１るためにＯ，ＯＳ％以上添加する
。しかし、多すぎると焼なまし硬さが高くなり、被削性
を低下させるため、２．０％以下とした。
加えて耐食性を向上させるのにも有効な元素であり、こ
のような効果を４１１るためにＯ，ＯＳ％以上添加する
。しかし、多すぎると焼なまし硬さが高くなり、被削性
を低下させるため、２．０％以下とした。
ＲＥＭ：０．００１〜０．５％、Ｗ：０．ｌ−３，０％
、Ｎｂ：０．０１〜３．０％、］’ｉ：２．０％以下、
Ｚｒ：２．０％以下のうちの１種または２種以」ニ ＲＥＭ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ 、Ｚｒはいずれもこの発明に
よる合金工具鋼の強度および耐摩耗性を向」ニさせる元
素であるので、必要に応じてこれらの１種または２種以
上を適宜添加するのもよい。そして、これらのうち、Ｒ
ＥＭ （希土類元素）は焼入加熱によって基地中に固溶
し、変態を遅延させて焼入性を向上させるのに有効な元
素であるので、このＲＥＭを添加することによって大径
物の空気焼入れが可能となる。また、炭化物を微細化し
、熱間加工性を改善するのにも有効な元素である。そし
て、このような効果を得るためには、ｏ、ｏｏｔ％以上
の添加が必要であるが、多量に添加すると逆に加工性を
低下させるので０．５％以下とすることが必要である。
、Ｎｂ：０．０１〜３．０％、］’ｉ：２．０％以下、
Ｚｒ：２．０％以下のうちの１種または２種以」ニ ＲＥＭ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ 、Ｚｒはいずれもこの発明に
よる合金工具鋼の強度および耐摩耗性を向」ニさせる元
素であるので、必要に応じてこれらの１種または２種以
上を適宜添加するのもよい。そして、これらのうち、Ｒ
ＥＭ （希土類元素）は焼入加熱によって基地中に固溶
し、変態を遅延させて焼入性を向上させるのに有効な元
素であるので、このＲＥＭを添加することによって大径
物の空気焼入れが可能となる。また、炭化物を微細化し
、熱間加工性を改善するのにも有効な元素である。そし
て、このような効果を得るためには、ｏ、ｏｏｔ％以上
の添加が必要であるが、多量に添加すると逆に加工性を
低下させるので０．５％以下とすることが必要である。
また、Ｗ、Ｎｂ（一部Ｔａに置換されてもよい）、Ｔｉ
、Ｚｒは基地の強化に寄与し、炭化物を形成して耐摩耗
性を向上させると共に耐食性を高めるのに有効な元素で
あるので、耐腐食摩耗性を向上させるのに寄与するが、
多量に添加すると熱間加工性や靭性を劣化させるため、
添加する場合には上記各成分のＫｔ：ａ囲に限定するの
が適切である。
、Ｚｒは基地の強化に寄与し、炭化物を形成して耐摩耗
性を向上させると共に耐食性を高めるのに有効な元素で
あるので、耐腐食摩耗性を向上させるのに寄与するが、
多量に添加すると熱間加工性や靭性を劣化させるため、
添加する場合には上記各成分のＫｔ：ａ囲に限定するの
が適切である。
Ｓ：０．２％以下、Ｐｂ：０．４％以下、Ｓｅ：０．３
％以下、Ｂｉ：０．５％以下、Ｔｅ：０．３％以下、Ｃ
ａ：０．００２−０．０１％のうちの１種または２種以
上 Ｓ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｂｉ 、Ｔｅ、Ｃａ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、機械加工およ
び塑性加工（例えば鍛造加工）後の仕上加工の際におけ
る加工性を良好なものとするので、必要に応してこれら
の１種または２種以上を適宜添加するのもよい。しかし
、多量に添加すると熱間加工性や靭性を劣化させるので
、添加するノル１合には上記各成分の範囲に限定するの
か適切である。
％以下、Ｂｉ：０．５％以下、Ｔｅ：０．３％以下、Ｃ
ａ：０．００２−０．０１％のうちの１種または２種以
上 Ｓ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｂｉ 、Ｔｅ、Ｃａ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、機械加工およ
び塑性加工（例えば鍛造加工）後の仕上加工の際におけ
る加工性を良好なものとするので、必要に応してこれら
の１種または２種以上を適宜添加するのもよい。しかし
、多量に添加すると熱間加工性や靭性を劣化させるので
、添加するノル１合には上記各成分の範囲に限定するの
か適切である。
Ｆ（ｃ）＝ −０，２Ｇ＋３．ｌｓｉ＋１ｃｒ−０，８
Ｍｏ＋Ｏ，ｌＶ＋ｆｉ、８ｃｕ≧＋１５Ｆ（ｎ ！、
Ｏｏ ）＝３．８Ｇ＋０．４８Ｓｉ−０，６２Ｃｒ＋０
．７２Ｍｏ−１，１Ｖ＋０．４Ｃｕ≧−５ Ｆ（ｃａ）＝Ｃｒ＋１５．５Ｇ≧２５ この発明による合金工具鋼は前記したような組成からな
るものであるが、さらに上記鋼の耐食性、高温軟化抵抗
性および耐彦耗性さらには耐腐食摩耗性を同時に高める
ために、上記式で示される耐食性指数Ｆ （ｃ）が１５
以上、高温軟化抵抗指数Ｆ（８５００）が−５以上、お
よび耐摩耗性指数Ｆ（ｃａ）が２５以上となるように各
合金元素の含有量を定める。
Ｍｏ＋Ｏ，ｌＶ＋ｆｉ、８ｃｕ≧＋１５Ｆ（ｎ ！、
Ｏｏ ）＝３．８Ｇ＋０．４８Ｓｉ−０，６２Ｃｒ＋０
．７２Ｍｏ−１，１Ｖ＋０．４Ｃｕ≧−５ Ｆ（ｃａ）＝Ｃｒ＋１５．５Ｇ≧２５ この発明による合金工具鋼は前記したような組成からな
るものであるが、さらに上記鋼の耐食性、高温軟化抵抗
性および耐彦耗性さらには耐腐食摩耗性を同時に高める
ために、上記式で示される耐食性指数Ｆ （ｃ）が１５
以上、高温軟化抵抗指数Ｆ（８５００）が−５以上、お
よび耐摩耗性指数Ｆ（ｃａ）が２５以上となるように各
合金元素の含有量を定める。
（実施例）
第１表に示す化学成分の鋼を２５ｋｇ溶解炉にて溶製し
たのち各鋼の特性を調べた。なお、Ｎｏ、１〜９は木兄
明細であり、Ｎｏ、１１〜１５は比較鋼であって、これ
らのうち、Ｎｏ、１１は５ＫＤＩＩ相当材、Ｎｏ、１２
は５ＵＳ４４０Ｃ相当材、Ｎｏ。
たのち各鋼の特性を調べた。なお、Ｎｏ、１〜９は木兄
明細であり、Ｎｏ、１１〜１５は比較鋼であって、これ
らのうち、Ｎｏ、１１は５ＫＤＩＩ相当材、Ｎｏ、１２
は５ＵＳ４４０Ｃ相当材、Ｎｏ。
１３はＳ ＣＭ４３５相当材にＣｒめっきしたもの、Ｎ
ｏ、１４はＳＡＣＭ６４５相当材に窒化したもの、Ｎｏ
１５は既存の高Ｃｒ含Ｃｏ鋼である。
ｏ、１４はＳＡＣＭ６４５相当材に窒化したもの、Ｎｏ
１５は既存の高Ｃｒ含Ｃｏ鋼である。
第１表に示す各鋼の特性を調べるにあたって、ます、プ
ラスチック射出成形機のシリンダは２５０°Ｃ程度まで
加熱して樹脂を軟化させるため、シリンタ内のスクリュ
ー、ヘッド等は高温で焼もどすことが必要である。そし
て、この焼もどし後も高い硬度が得られ、耐摩耗性に優
れていることが要求される。このような観点から、各鋼
を第２表に示す条件で焼入れ焼もどしく一部はＣｒめっ
きおよび窒化）した後の硬さを調べた。この結果を同じ
く第２表に示す。
ラスチック射出成形機のシリンダは２５０°Ｃ程度まで
加熱して樹脂を軟化させるため、シリンタ内のスクリュ
ー、ヘッド等は高温で焼もどすことが必要である。そし
て、この焼もどし後も高い硬度が得られ、耐摩耗性に優
れていることが要求される。このような観点から、各鋼
を第２表に示す条件で焼入れ焼もどしく一部はＣｒめっ
きおよび窒化）した後の硬さを調べた。この結果を同じ
く第２表に示す。
第２表に示すように、本発明ｇｌＩＮｏ、１〜５゜７〜
９ではいずれも５００℃以上の焼もどしでＨＲＣ５７以
」二の硬さが得られるのに対して、比較鋼ではＮｏ、１
１，１５を除いて本発明鋼と同程度の焼もどし硬さを得
るためにｌ；ｌ： ３００°Ｃを超えることができない
ことか確かめられた。このことは、後述する各鋼の比摩
耗量を調べた結果においても裏伺けられている。
９ではいずれも５００℃以上の焼もどしでＨＲＣ５７以
」二の硬さが得られるのに対して、比較鋼ではＮｏ、１
１，１５を除いて本発明鋼と同程度の焼もどし硬さを得
るためにｌ；ｌ： ３００°Ｃを超えることができない
ことか確かめられた。このことは、後述する各鋼の比摩
耗量を調べた結果においても裏伺けられている。
次に、各鋼の耐摩耗性を評価するために、比摩耗量の測
定を行った。この測定に際しては大越式迅速摩耗試験機
を使用し、相手材としてＳＣＭ４１５相当の焼なまし材
を用い、摩擦速度１．０ｍ／ｓｅｃ、摩擦距離２００ｍ
、摩擦荷重６．５ｋｇｆの条件で行った。この結果は第
２表に示すとおりであり、本発明鋼Ｎ０１１〜９および
比較鋼Ｎｏ、１１．１５の比摩耗量は１．７〜３．６Ｘ
１０〜６１１ＩＩｌ＋３／闘・ｋｇｆの範囲におさまっ
ているのに対して、比較鋼Ｎｏ、１２〜１４の比摩耗量
はかなり多くなっており、従来のステンレス鋼および構
造用合金鋼にめっきや窒化等の表面硬化処理を行ったも
のは耐摩耗性に劣っていることが明らかである。
定を行った。この測定に際しては大越式迅速摩耗試験機
を使用し、相手材としてＳＣＭ４１５相当の焼なまし材
を用い、摩擦速度１．０ｍ／ｓｅｃ、摩擦距離２００ｍ
、摩擦荷重６．５ｋｇｆの条件で行った。この結果は第
２表に示すとおりであり、本発明鋼Ｎ０１１〜９および
比較鋼Ｎｏ、１１．１５の比摩耗量は１．７〜３．６Ｘ
１０〜６１１ＩＩｌ＋３／闘・ｋｇｆの範囲におさまっ
ているのに対して、比較鋼Ｎｏ、１２〜１４の比摩耗量
はかなり多くなっており、従来のステンレス鋼および構
造用合金鋼にめっきや窒化等の表面硬化処理を行ったも
のは耐摩耗性に劣っていることが明らかである。
さらに、各鋼の腐食摩耗量を評価するために、各鋼より
取り出した試験片を２５０°Ｃに加熱したＡＢＳ樹脂か
ら発生するガス雰囲気中に吊り下げ、２４時間保持した
のち一定面圧で＃１ＯＯＯのペーパ上を摺動させ、次に
再度上記ガス雰囲気中に吊り下げる操作を２０回繰り返
した後の各試料の重量減を測定した。この結果を同じく
第２表に示す。
取り出した試験片を２５０°Ｃに加熱したＡＢＳ樹脂か
ら発生するガス雰囲気中に吊り下げ、２４時間保持した
のち一定面圧で＃１ＯＯＯのペーパ上を摺動させ、次に
再度上記ガス雰囲気中に吊り下げる操作を２０回繰り返
した後の各試料の重量減を測定した。この結果を同じく
第２表に示す。
第２表に示すように、本発明鋼Ｎｏ、１〜９はいずれも
比較鋼Ｎｏ、１１〜１５よりも腐食Ｊ８−′耗星が少な
いことが明らかである。
比較鋼Ｎｏ、１１〜１５よりも腐食Ｊ８−′耗星が少な
いことが明らかである。
また、３００’Ｃで焼もどしを行った本発明鋼Ｎｏ、
６は、比較１１Ｎｏ、 １１ 、１５よりも比ｊＴ耗量
か劣っているが、腐食摩涯Ｊｊ１．． （、ｌ：これら
よりも著しく優れており、特に腐食性の強い樹脂の場合
に非常にイ（効であることが明らかである。さらに、Ｃ
Ｏを添加した比較鋼Ｎｏ、１５では、焼入れの際の冷却
速度を遅くした場合に比１′ｆ、１［ｊＩｌ、□および
腐食Ｊｇ耗量とも他の鋼種のものよりもＳらに増大する
という好ましくない結果が得られた。
６は、比較１１Ｎｏ、 １１ 、１５よりも比ｊＴ耗量
か劣っているが、腐食摩涯Ｊｊ１．． （、ｌ：これら
よりも著しく優れており、特に腐食性の強い樹脂の場合
に非常にイ（効であることが明らかである。さらに、Ｃ
Ｏを添加した比較鋼Ｎｏ、１５では、焼入れの際の冷却
速度を遅くした場合に比１′ｆ、１［ｊＩｌ、□および
腐食Ｊｇ耗量とも他の鋼種のものよりもＳらに増大する
という好ましくない結果が得られた。
次に、第１表に示す鋼のうち、Ｎｏ、１およびＮｏ、１
３を選んでプラスチック射出成形機のスクリューを製作
し、焼入れ焼もどしを行って調質したのち、Ｎｏ、１３
鋼にはさらにＴｔ化無処理行って、実機試験に供し、ス
クリューの谷部の斤耗をもって寿命限界とする判定を下
したところ、本発明鋼（Ｎｏ、ｌ）を素材とするものは
従来鋼（Ｎｏ。
３を選んでプラスチック射出成形機のスクリューを製作
し、焼入れ焼もどしを行って調質したのち、Ｎｏ、１３
鋼にはさらにＴｔ化無処理行って、実機試験に供し、ス
クリューの谷部の斤耗をもって寿命限界とする判定を下
したところ、本発明鋼（Ｎｏ、ｌ）を素材とするものは
従来鋼（Ｎｏ。
１３に窒化）を素材とするものに比べて約３倍の寿命が
得られた。
得られた。
さらに、第１表に示す鋼のうち、Ｎｏ、 ５およびＮｏ
、１１を選んでプラスチック射出成形機のスクリューヘ
ッドを製作し、焼入れ焼もどしを行って調質したのち実
機試験に供し、射出シリンダ隣接面の腐食Ｉ！ｆ、耗を
もってノＩ命限界とする判定を下したところ、本発明鋼
（Ｎｏ、 ５）を素材とするものは従来鋼（Ｎｏ、１１
）を素材とするものに比べて約２．２倍の寿命が得られ
た。
、１１を選んでプラスチック射出成形機のスクリューヘ
ッドを製作し、焼入れ焼もどしを行って調質したのち実
機試験に供し、射出シリンダ隣接面の腐食Ｉ！ｆ、耗を
もってノＩ命限界とする判定を下したところ、本発明鋼
（Ｎｏ、 ５）を素材とするものは従来鋼（Ｎｏ、１１
）を素材とするものに比べて約２．２倍の寿命が得られ
た。
以上説明してきたように、この発明による合金工具鋼は
、重量％で、Ｃ：０ 、７５−２ 、０％、Ｓｉ：０．
３〜２．０％、Ｍｎ： Ｏ、１〜２ 、０％、Ｃｒ：１
１〜２０％、 Ｎｏ： ０ 、５〜４ 、０％、Ｖ：０
．１−５．０％、Ｃｕ： ０ 、１〜３ 、０％、Ｎｉ
：０．０５〜２．０％を含有しかつ耐食性指数Ｆ （ｃ
） 、高温軟化抵抗指数Ｆ輸ｓｏ。）および耐摩耗性指
数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ を同時に満足し、さらに必要に応じて、ＲＥＭ：０ 、
００１〜０ 、５％、Ｗｈｏ 、 １−３ 、０％Ｎｂ
：０．０１〜３．０％、Ｔｉ：２．０％以下。
、重量％で、Ｃ：０ 、７５−２ 、０％、Ｓｉ：０．
３〜２．０％、Ｍｎ： Ｏ、１〜２ 、０％、Ｃｒ：１
１〜２０％、 Ｎｏ： ０ 、５〜４ 、０％、Ｖ：０
．１−５．０％、Ｃｕ： ０ 、１〜３ 、０％、Ｎｉ
：０．０５〜２．０％を含有しかつ耐食性指数Ｆ （ｃ
） 、高温軟化抵抗指数Ｆ輸ｓｏ。）および耐摩耗性指
数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ を同時に満足し、さらに必要に応じて、ＲＥＭ：０ 、
００１〜０ 、５％、Ｗｈｏ 、 １−３ 、０％Ｎｂ
：０．０１〜３．０％、Ｔｉ：２．０％以下。
Ｚｒ：２．０％以下のうちの１種または２種以１；、
Ｓ：０．２％以下、Ｐｂ：５０．４％以下。
Ｓｅ：０．３％以下、Ｂｉ：０．５ＬＡ以下。
Ｔｅ：０．３％以下、Ｃａ： ０．００２〜０．０１％
のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび
不純物よりなるものであるから、＋ｌＩＮ食性および耐
摩肝性にすぐれていると共に、どくに＋ｎｉ４腐食斤耗
性にすぐれたものであり、従来の工具鋼、ステンレス鋼
、構造用合金鋼＋ １ｔ５Ｃｒ含ＣＯ鋼などでは」二記
耐食性、耐摩耗性、高温軟化抵抗性および耐腐食摩耗性
等の要求を同時に満足することかできなかったのに対し
て、この発明による合金工具鋼ではこれらの要求を同時
に満足することができるものであって、］二４４のみな
らず、特にプラスチック射出成形機のスクリュー、スク
リューへ・ンドあるいはカラーリング等の耐食性。
のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび
不純物よりなるものであるから、＋ｌＩＮ食性および耐
摩肝性にすぐれていると共に、どくに＋ｎｉ４腐食斤耗
性にすぐれたものであり、従来の工具鋼、ステンレス鋼
、構造用合金鋼＋ １ｔ５Ｃｒ含ＣＯ鋼などでは」二記
耐食性、耐摩耗性、高温軟化抵抗性および耐腐食摩耗性
等の要求を同時に満足することかできなかったのに対し
て、この発明による合金工具鋼ではこれらの要求を同時
に満足することができるものであって、］二４４のみな
らず、特にプラスチック射出成形機のスクリュー、スク
リューへ・ンドあるいはカラーリング等の耐食性。
耐摩耗性、高温軟化抵抗性および耐腐食摩耗性が同時に
要求される部品（ｖ：品）の素材として好適であり、今
後益々需要の高まりをみせると推察される繊維強化プラ
スチック等の複合材料の射出成形機用構成部品の素材と
して、あるいはその他各種構造用部品の素材として使用
することができるという非常に優れた効果をもたらしう
るちのである。
要求される部品（ｖ：品）の素材として好適であり、今
後益々需要の高まりをみせると推察される繊維強化プラ
スチック等の複合材料の射出成形機用構成部品の素材と
して、あるいはその他各種構造用部品の素材として使用
することができるという非常に優れた効果をもたらしう
るちのである。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社
代理人弁理士 小 塩 豊
Claims (4)
- （１）重量％で、Ｃ：０．７５〜２．０％、Ｓｉ：０．
３〜２．０％、Ｍｎ：Ｏ，ｌ−２，０％、Ｃｒ：１１−
２０％、Ｍｏ： ０ 、５〜４ 、０％、Ｖ：０．１−
５．０％、Ｃｕ： ０ 、１〜３ 、０％、Ｎｉ：０．
０５〜２．０％を含有しかつ耐食性指数Ｆ（ｃ）、高温
軟化抵抗指数Ｆ（ＩＩ！、００）および耐彦ＪＬ性指数
Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ ］ を同時に満足し、残部Ｆｅおよび不純物よりなることを
特徴とする合金工具鋼。 - （２）重量％で、Ｃ：０．７５〜２．０％、Ｓｉ： ０
、３〜２ 、０％、Ｍｎ： ０ 、１〜２ 、０％、
Ｃｒ：１１−２０％、 Ｎｏ： ０ 、５〜４ 、０％
、Ｖ：Ｏ，１〜５．０％、Ｃｕ： ０ 、１〜３ 、０
％、Ｎｉ：０．０５〜２．０％を含有しかつ耐食性指数
Ｆ（ｃ）、高温軟化抵抗指数Ｆ（Ｈ５ＯＯ）および耐摩
耗性指数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ ：５ を同時に満足し、さらに、 ＲＥＭ：Ｏ、ＯＯ１−０、５％、Ｗ：０ 、１〜３ 、
０％Ｎｂ：０．０１〜３．０％、Ｔｉ：２．０％以下。 Ｚｒ：２．０％以下のうちの１種または２種以上を含み
、 残部Ｆｅおよび不純物よりなることを特徴とする合金工
具鋼。 - （３）重量％で、Ｃ：０．７．３’〜２．０％、Ｓｉ：
０ 、３〜２ 、０％、Ｍｎ： Ｏ、１〜２ 、０％
、Ｃｒ：ｌｌ 〜２０％、 Ｍｏ： ０ 、５〜４ 、
０％、Ｖ：０．１〜５．０％、Ｃｕ： ０ 、１〜３
、０％、Ｎｉ：０．０５〜２．０％を含有しかつ耐食性
指数Ｆ（ｃ）、高温軟化抵抗指数Ｆ（Ｏ５゜。）および
耐摩耗性指数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ ：２５ を同時に満足し、さらに、 Ｓ：０．２％以下、Ｐｂ：０．４％以１・゛。 Ｓｅ：０．３％以下、Ｂｉ：０．５％以下。 Ｔｅ：０．３％以下、Ｃａ：０．００２−０．０１％の
うちの１種または２種以」二を含有し、残部Ｆｅおよび
不純物よりなることを特徴とする合金工具鋼。 - （４）重量％で、Ｃ：０．７５〜２．０％・Ｓｉ： ０
、 ３ 〜２ 、 ０ ％、Ｍｎ：Ｏ，１〜 ２．０
％、Ｃｒ：１１〜２０％、 Ｍｏ： ０ 、５〜４
、０％、Ｖ：０．１〜５．０％、Ｃｕ： ０ 、１〜３
、０％、Ｎｉ：０．０５〜２．０％を含有しかつ耐食
性指数Ｆ（ｃ）、高温軟化抵抗損ｆｌ！Ｆ（ｎｓｏｏ）
および耐摩耗性指数Ｆ（ｃａ）が、次式 ％式％ を同時に満足し、さらに、 ＲＥＭ：０ 、００１〜０．５％、Ｗ：０．１〜３．０
％Ｎｂ二０．０１〜３．０％、Ｔｉ：２．０％以下。 Ｚｒ：２．０％以下のうちの１種または２種以上を含み
、さらにまた、 Ｓ：０．２％以下、Ｐｂ：０．４％以下。 Ｓｅ：０．３％以下、Ｂｉ：０．５％以下。 Ｔｅ：０．３％以下、Ｃａ：０．００２−０．０１％の
うちの１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不
純物よりなることを特徴とする合金工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17071783A JPS6063356A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 合金工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17071783A JPS6063356A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 合金工具鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6063356A true JPS6063356A (ja) | 1985-04-11 |
| JPH0468376B2 JPH0468376B2 (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=15910087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17071783A Granted JPS6063356A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 合金工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6063356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266554A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | フエルアイニヒテ・エ−デルシユタ−ルヴエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト（フアウ・エ−・ヴエ−） | 扁平な材料の加工用打抜き板および対向板 |
| JP2022545984A (ja) * | 2019-09-10 | 2022-11-01 | 中国科学院金属研究所 | 希土類マイクロアロイド鋼及び制御方法 |
-
1983
- 1983-09-16 JP JP17071783A patent/JPS6063356A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266554A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | フエルアイニヒテ・エ−デルシユタ−ルヴエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト（フアウ・エ−・ヴエ−） | 扁平な材料の加工用打抜き板および対向板 |
| JP2022545984A (ja) * | 2019-09-10 | 2022-11-01 | 中国科学院金属研究所 | 希土類マイクロアロイド鋼及び制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0468376B2 (ja) | 1992-11-02 |
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