JPS61163248A - プラスチツク成形用金型鋼 - Google Patents

プラスチツク成形用金型鋼

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JPS61163248A
JPS61163248A JP256385A JP256385A JPS61163248A JP S61163248 A JPS61163248 A JP S61163248A JP 256385 A JP256385 A JP 256385A JP 256385 A JP256385 A JP 256385A JP S61163248 A JPS61163248 A JP S61163248A
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JP
Japan
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steel
hardness
machinability
corrosion resistance
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP256385A
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English (en)
Inventor
Masaaki Kotakane
小高根 正昭
Masao Hozen
保前 正夫
Yuji Machida
町田 有治
Koji Hosomi
細見 広次
Yoshio Ashida
芦田 喜郎
Yukitaka Mizuno
幸隆 水野
Takeshi Terabayashi
武司 寺林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON KOSHUHA KOGYO KK
Nippon Koshuha Steel Co Ltd
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
NIPPON KOSHUHA KOGYO KK
Nippon Koshuha Steel Co Ltd
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP256385A priority Critical patent/JPS61163248A/ja
Publication of JPS61163248A publication Critical patent/JPS61163248A/ja
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2905/00Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material
    • B29K2905/08Transition metals
    • B29K2905/12Iron

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチック成形用金型鋼に関し、詳しくは、
HRC40以」二の硬さを有すると共に、被削性、耐食
性及び耐磨耗性にすぐれるプラスチック成形用金型鋼に
関する。
プラスチック成形用金型は、自動車、電気機器、精密機
器部品等、各種プラスチック成形品の需要増大を背景と
してその生産量が急速に増大しており、技術的にも量産
化、精密化、大型化の傾向が著しい。更に、ガラス繊維
強化樹脂、tit燃性樹脂等の所謂エンジニアリング樹
脂の開発及び実用化に伴って、金型の品質も一層高級化
の要望が強まっており、553c、 SCM440等の
汎用鋼よりも更に耐磨耗性、耐食性のすぐれた汎用金型
鋼が要望されるに至っている。
即ち、上記のような従来のプラスチック成形金型用汎用
鋼である553CやSCM440はHRC10〜27程
度の硬さであるので、圧縮強度が低く、型締め時、金型
合わせ部の変形、だれ及びギャビテイ部の磨耗が速やか
であり、耐磨耗性に劣る。
また、プラスチック成形用金型鋼として、0.2C−4
Ni−IAI系鋼(AISI P21)にSを添加して
その被削性を改善した鋼種も知られている。この金型鋼
は、HRC40程度の硬さを有するが、MnSを含有す
るために耐食性が十分ではない。更に、S[l5304
鋼等のようなステンレス鋼は、耐食性は有するものの、
被削性に劣ると共に、硬度が低く、耐磨耗性に劣る。更
に、17−4 Pnのような析出硬化型ステンレス鋼に
よれば、HRC40程度の硬さが得られ、また、耐食性
も有するが、被削性に劣り、高価でもある。
本発明者らは、従来のプラスチック成形用金型鋼におけ
る」二記した問題を解決するために鋭意研究した結果、
Cu及びCrによって固溶強化した低Cヘイナイト又は
フェライト上にNi八へ、旧(Al、Ti)のような金
属間化合物を500〜600℃の温度での時効処理によ
って微細析出させて、T−I RC40以上の硬さを得
、更に、Ti及びSを適正量添加することにより、2〜
5μmの粒状の微細な耐酸性”Fi Sを生成させて、
HRC40以]二の高硬度状態での快削性を付与すると
共に、上記耐酸性の”ri Sによる耐食性の向上効果
と併せて、T iによるC固定の効果及びCu及びCr
の適量の添加による耐食性の向−ト効果を得、かくして
、望ましい硬さを有すると同時に所要の被削性、耐食性
及び耐磨耗性を有する金型鋼を得ることができることを
見出して、本発明に至ったものである。
従って、本発明は、硬さがHRCIO〜27級の553
C及びSCM440よりも耐磨耗性及び耐食性にずくれ
、且つ、353Cと同じ程度の被削性を具備した比較的
安価な低C系時効硬化鋼であって、原則としてプレハー
ドン型鋼として使用に供されるプラスチック成形用金型
鋼を提供することを目的とする。
本発明によるプラスチック成形用金型鋼は、重量%で C0.15%以下、 Si0.15〜1.0%、 Mn  0.15〜1.0%、 N+3.0〜6.0%、 Al 0.5〜2.0%、 Ti0.5〜2.0%、 S    0.05〜0.3%、 M0.,1〜0.5%、 Cu   0.5〜3.0%、 Cr   0.5〜3.0%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特徴とするプ
ラスチック成形用金型鋼。
本発明鋼における化学成分の限定理由を説明する。
Cは、耐食性の観点から添加量は少ないほどよく、他方
、0.15%を越えて多量に添加するときは粗大なTi
Cを生成し、被削性を劣化させるので、本発明鋼におい
ては、C添加量の上限を0.15%とする。
Siは、脱酸剤として必要であり、添加量は、通常、鋼
に含有される0、15〜1.0%の範囲とする。Mnも
、脱酸剤として必要であり、添加量は、通常、鋼に含有
される0、15〜1.0%の範囲とする。
Niは、Al及びTiと共に時効硬化に必須の元素であ
るが、添加量が3.0%よりも少ないときは、HRC4
0以上の硬さを得ることができず、一方、6.0%を越
えて過多に添加するときは製造費用が高価となるので、
添加量は3.0〜6.0%の範囲とする。
Al2も、Ni及びT iと共に時効硬化に必須の元素
であるが、添加量が0.5%よりも少ないときは、I(
RC40以l二の硬さを得ることができず、一方、2.
0%を越えて過多に添加しても、時効硬化に効果がなく
、また、製造性や延性を劣化させるので、添加量の上限
を2.0%とする。
Tiは、鋼組織中にSと共に微細な耐酸性のTiS粒子
を形成し、HRC40又はそれ以上に時効硬化された状
態の被削性を高めるために必須の元素である。また、T
iはNi及びAllと共に時効硬化にも寄与すると共に
、組織の微細化にも有効な元素である。しかし、添加量
が0.5%よりも少ないときはかかる効果がなく、一方
、2.0%を越えて過多に添加することは、鋼の延性及
び製造性を害するので、その上限を2.0%とする。
Cuは、時効硬化及び耐食性の向上に有効な元素である
が、添加量が0.5%よりも少ないときはかかる効果が
なく、一方、3.0%よりも多く添加するときは、製造
費用を高めることとなる。従つζ、添加量は0.5〜3
.0%の範囲とする。
Crは、C添加量が0.15%以下であるときに、鋼1
の耐食性を向上させるのに有効な元素であるが、添加量
が0.5%よりも少ないときばかかる効果がな(、−方
、3.0%を越えて過多に添加するときは、鋼の被削性
を害するので、その上限を3.0%とする。
Sは、前記したように、Tiと共に微細な粒状のTiS
を形成し、HRC40又はそれ以上の硬さで金型加工す
る本発明鋼の被削性を高めるために必須の元素である。
しかし、添加量が0.05%よりも少ないときはその効
果がなく、他方、0゜3%を越えて多量に添加するとき
は、綱の強靭性及び熱間加工性を劣化させるので、その
添加量の上限を0.3%とする。
MOは、鋼に均一なミクロ組織を有せしめ、シボ加工性
を高めるために有効な元素であるが、添加量が0.1%
よりも少ないときはかかる効果がなく、他方、0.5%
を越えて多く添加することは製造費用を高価とするので
、添加量の上限を0.5%とする。
本発明による金型鋼は時効硬化鋼であり、原則としてプ
レハードン時効硬化熱処理して使用に供される。即ち、
本発明による金型鋼は、上記した化学成分を有する鋼片
又は鋳片を圧延し、焼入れし、次いで、500〜600
°Cの温度に焼戻し処理することによって製造される。
このようにして得られる金型鋼は、前記し7た理由によ
ってI(RC硬さ40以上を有すると共に、被削性、耐
食性及び耐磨耗性にもすぐれる。
以下に実施例に基づいて本発明を説明する。
実施例 C0,05%、Si0.30%、M n 0.5%、A
pl、0%、M o 0.35%、Cr1.0%、Cu
1.0%、Ti1.0%、5O81%、Ni及び残部鉄
及び不可避的不純物よりなる鋼の圧延材を800°Cで
焼入れした後、500℃で5時間時効処理したときのH
RC硬さは、Ni量が2.5%、3.0%及び4゜0%
のとき、それぞれ30.40及び43であって、本発明
鋼においてNi量の調整が所要の硬さを得るのに重要な
要因であることが理解される。
次に、表に示す化学成分を有する本発明鋼A〜D及び比
較鋼E〜■を1)50℃の温度から15〜40mm角に
鍛造し、次いで、これを8oo℃の温度で30分間加熱
した後、空冷する溶体化処理を行なった。この後、名調
の硬さが1−(RC40となるように時効温度を選択し
、500〜550 ’cの温度で5時間加熱する時効処
理を行なった。このようにして得られた鋼板のHRC硬
さ及び腐食磨耗重量減を表に示す。
本発明鋼は比較鋼と同じく、HRC硬さ4oを有し、し
かも、耐食性及び耐磨耗性にすぐれていることが明らか
である。これに対して、比較鋼E及びFは本発明で規定
する範囲の量のTi及びSを含むが、高C鋼であるため
に、粗大なTiCが形成されて被削性が劣化し、また、
高Mnであるために耐食性に劣る。比較鋼G、、H,I
及びJはTiを含有しないために、一層耐食性が劣る。
尚、比較鋼Gは、本発明鋼と同様に低炭素鋼であり、5
00℃の温度で時効処理することによつ−C,IIRC
40程度の硬さを得ることができ、また、MnSを含有
するために被削性は553Cと同じ程度である。しかし
、MnSを含有することによる耐食性の劣化が避は難い
。比較鋼Jは時効硬化に寄与するNi、AA及びTiを
実質的に含有しないので、通常は、調質処理をセずに熱
間加工まで使用する。従って、HRC硬さは10にずぎ
ない。
尚、腐食磨耗試験は、直径170酊の試験片保持板の周
縁部に、直径101)、長さ50龍の試験片を保持板に
直立させて固定し、2%塩酸を15重量%含有するアル
ミナ粉末中で12 Orpmの速度で25時間回転させ
た後、試料片の重1m少を求めることにより行なった。
本発明鋼及び比較鋼の幾つかについての被削性、即ち、
切削長さと工具磨耗量との関係を図面に示す。試験方法
はS K HQ綱2枚刃エンドミルによる乾式上向き切
削とし、切削条件は切削速度18゜5 m 7分、切込
み15 X 1 龍、送り80in/分とした。4:発
明鋼はHRC硬さ40を有するにもかかわらず、工具逃
げ面最大磨耗幅は小さく、被削性にすぐれる。しかし、
HRC硬さ40である比較鋼r4及びドについては、工
具磨耗量が大きく、被削性に劣ることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明鋼及び比較鋼における切削長さ工具磨耗量
との関係を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で C 0.15%以下、 Si 0.15〜1.0%、 Mn 0.15〜1.0%、 Ni 3.0〜6.0%、 Al 0.5〜2.0%、 Ti 0.5〜2.0%、 S 0.05〜0.3%、 Mo 0.1〜0.5%、 Cu 0.5〜3.0%、 Cr 0.5〜3.0%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特徴とするプ
    ラスチツク成形用金型鋼。
JP256385A 1985-01-09 1985-01-09 プラスチツク成形用金型鋼 Pending JPS61163248A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS5323764A (en) * 1976-05-05 1978-03-04 Meamber Jon F Rapid cookable meat baking equipment
JPS566758A (en) * 1979-06-29 1981-01-23 Daido Steel Co Ltd Steel for mold and its production

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