JPS62211354A

JPS62211354A - 高速度工具鋼の製造方法

Info

Publication number: JPS62211354A
Application number: JP5446086A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sudo; 須藤　興一; Tamiki Yanagisawa; 民樹柳澤
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1986-03-12
Filing date: 1986-03-12
Publication date: 1987-09-17
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0726175B2

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】し発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、各種の切削工具、ロール、金型などの素材
として利用される高速度工具鋼を製造するのに好適な高
速度工具鋼の製造方法に関するものである。

（従来の技術）切削工具、ロール、金型などの素材として利用される高
速度工具鋼は、素材の被研削性ならびに耐チッピング性
などに優れていることが要求されると共に、とくに切削
工具においては切削性能にも優れていることが要求され
る。

ところで、この種の高速度工具鋼においてその切削性能
を向トさせるために、ＣＯを添加することが行われてき
たが、このＣｏは希少金属であると共に資源が偏在して
いるため著しく高価でかつ入手が不安定な金属である。

そこで、Ｃｏ添加によらず、■添加によって切削工具の
切削性能を向丘させることが行われるようになっており
、例え４ｆＶ含有量を３％以上とすることによってすぐ
れた切削性能をもつ切削工具が得られるようにしている
。

（発明が解決しようとする問題点）このように、高速度工具鋼中の■含有量を多くすること
によって、とくに切削工具の切削性能を向トさせ、切削
工具の高級化（高温硬さおよび耐摩耗性の向上）をはか
るようにすることが可能であるが、このようなＶ含有量
の増加は、工具の製造過程において重要な位置を占める
研削加工工程の能率を大きく低下させてしまうという問
題点があった。

（発明の目的）この発明は、このような従来の問題点ｉこ着目してなさ
れたもので、切削性能を向上させると共に工具の高級化
（高温硬さおよび耐摩耗性の向上）をはかるために■含
有量を多くしたときでも、工具の製造過程において重要
な位置を占める研削加工の際の被研削性に著しく優れた
工具素材用高速度工具鋼を得ることが可能である高速度
工具鋼の製造方法を提供することを目的としている。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明による高速度工具鋼の製造方法は、重量％で、
Ｃ：０．３５〜２．０％、Ｓｉ：１．０％以１’−、Ｍ
ｎ：１．０％以下、Ｃｒ：３〜５％、２Ｍｏ＋Ｗ：４〜
３０％、Ｖ：１〜５％を基本成分として含有し、必要に
応じてＣｏ：１．０〜２０．０％、Ｎｉ：０．０１〜２
．０％、Ｂ：ｏ、ｏｏｔ〜０．０５０％のうちの１種ま
たは２種以上を含有する高速度工具鋼を溶製するに際し
、溶鋼中のＮ含有量を０．０１０％以下に規制するとと
もに［Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｔａコ×［Ｎ］量をｏ　、ｏｏｏ　
ｔ％以下に規制し、必要に応じて鋼中にＲＥＭ：　０．
００１〜０．６０％、Ｚｒ：０．０１〜２．０％、Ｈｆ
：０．０１〜２．０％のうちの１種または２種以上が含
有される量のＲＥＭ、Ｚｒ、Ｈｆを添加するようにした
ことを特徴とするものである。

この発明が適用される高速度工具鋼は、上述したように
、重量％で、Ｃ：０．３５〜２．０％、Ｓｉ：１．０％
以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：３〜５％、２　Ｍ　
ｏ　＋Ｗ　：　４〜３０％、Ｖ：１〜５％を基本成分と
して含有するものであるが、以下にその理由を説明する
。

Ｃは工具として必要な強度、硬さおよび耐摩耗性等を確
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０．３５％以上含有させるのがよい、しかし、多
すぎると耐摩耗性は増大するが靭性および加工性が低下
するので２．０％以下とするのがよい。

Ｓｉは溶製時において脱酸剤として作用し、鋼の清浄度
を高めると共に、基地を強化して降伏点を高め、高温度
での表面酸化を阻止するとともに疲労限を向上させるの
に有効な元素であるが、多量に含有させると熱伝導性の
低下と靭性の劣化が生じることによる工具寿命の短縮を
もたらすので、１．０％以下とするのがよい。

Ｍｎは溶製時において主に脱酸剤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上にも寄亭
する元素である。しかし、多すぎると被研削性や熱間加
工性を害するので１．０％以下とするのがよい。

ＣｒはＣと結合して複炭化物を形成し、工具の強度、と
くに高温強度を高めると共に、耐摩耗性および耐熱衝撃
性を向上させ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３％以ととするのがよい、しかし、多す
ぎると靭性や加工性を劣化させるので５％以下とするの
がよい。

ＭＯおよびＷはＣと結合して微細な複炭化物を形成し、
また、基地中にも固溶して当該基地を強化し、熱処理硬
さを増大して耐摩耗性を白玉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種を合計で２　Ｍ　ｏ　
＋　Ｗにおいて４％以上含有させるのがよい。しかし、
多すぎると靭性を低下させると共に粗大炭化物も多くな
り、被研削性や疲労特性に悪影響を及ぼすので、２Ｍｏ
＋Ｗにおいて３０％以下とするのがよい。

ＶはＣと結合して微細な複炭化物を形成し、また、基地
中にも固溶して当該基地を強化し、熱処理硬さを増大し
て耐摩耗性を向上させることにより、工具の切削性能を
向上させるのに有効な元素であり、このような効果を得
るために１％以北とするのがよい、しかし、多すぎると
靭性が低下すると共に、粗大炭化物も多くなり、工具を
研削加工して製作する際の被研削性を低下させるので５
％以下とするのがよい。

Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂはいずれも基地を強化して工具の強度、
耐衝撃性、耐ヒートチェック性をさらに１．０〜２０６
０％、Ｎｉは０．０１〜２．０％、Ｂは０．００１〜０
．０５０％の範囲で添加するのもよい。

そして、この発明の第一発明においては、北記基本成分
の高速度鋼を製造するに際し、溶鋼中のＮ含有量を０．
０１０％以下に規制するとともに［Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］
　Ｘ　［Ｎ］　？Ｊをｏ、ｏｏｏｉ％以Ｔに規制するよ
うにしているが、この理由は、Ｎ含有量を０．０１０％
以下、より望ましくは０．００５％以下にすることによ
って、晶出ＭＣ炭化物を微細化することが可能であり、
工具鋼の被研削性および耐チッピング性を著しく改善す
ることができるようになるためであり、また、Ｔｉ、Ｎ
ｂ、Ｔａ量が多いとＭＣ炭化物を粗大化するため、Ｎ含
有量との関連で［Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｔａｌ　Ｘ　［Ｎ］　量
が０．０００１％以下となルヨうにしているのである。

さらに、この発明の第二発明においては、上記Ｎ含有量
および［Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］　Ｘ　［Ｎ］量の規制のほ
かに、さらにＲＥＭ、Ｚｒ、Ｈｆの１種または２種以上
を添加するようにしているが、この理由は、鋼中の晶出
ＭＣ炭化物をより一層微細化して高Ｖ工具鋼の被研削性
をさらに向上させるようにするためであり、このような
効果を得るためニＲＥ　Ｍは０．００１％以上、Ｚｒは
０．０１％以上、Ｈｆは０．０１％以上含有させるのも
よい、しかし、多すぎると靭性および加工性を低下させ
るので、添加するとしてもＲＥＭは０．６０％以下、Ｚ
ｒは２．０％以下、Ｈｆは２．０％以下とするのがよい
。

そのほか、Ｐは地価の発生を増大させる元素であり、こ
のＰ含有量を低減することによって靭性を大きく改善す
ることができると共に、耐ヒートチェック性を向上させ
ることができ、さらには衝撃値の異方性を小さくするこ
とができるので、０．０２０％以下、より望ましくは０
．０１０％以下に規制するのもよく、またＳ含有量を規
制することによって地価の発生を抑制すると共に衝撃値
を高めることができるので、０．００３０％以下、より
望ましくは０．００１０％以下に規制するのもよい。さ
らに、鋼中における０含有量を低減することによって地
価の発生を抑制し、地価等級を向上させることができる
と共に成形加工時の被研削性を高めることができるよう
になるので、０．００３０％以下に規制するのもよい。

さらにまた、鋼中におけるＡＭ含有量を低減することに
よって地価の発生を抑制し、地価等級を向上させること
ができるようになるので、０．０２０％以下に規制する
のもよい。

（実施例）真空誘導溶解炉（容量２ｔｏｎ）内に原材料を装入して
排気したのち溶解を開始し、溶は落ち後に炉内を０．２
〜０．３Ｔｏｒｒにして溶鋼中のＮ含有量が０．０１０
％以下となるようにし、レードル分析を行ってＮ含有量
が０．０１０％以下であることを確認したのち、さらに
溶鋼中の［Ｔ　ｉ　＋Ｎ　ｂ＋Ｔａ］　Ｘ　［Ｎ］　ｆ
ｆｉが０．０００１％以下となるようにし、次いで必要
に応じて底部にＲＥＭ、Ｚｒ、Ｈｆを所要ＪＪ鍋装した
取鍋内に出鋼したのち造塊してインゴットとした。ここ
で得た各インゴットの化学成分を第１表のＮｏ、　　１
〜６に示す。

次に、前記インゴットを鍛伸しその後位なましを施した
。続いて、焼なまし材に対して線引きを行ったのち焼な
ましと線引きを必要に応じてくりかえし、得られた線材
から被研削性評価用試験片（１０ｍｍ角Ｘ５０ｍｍ）を
取り出した。そして、試験片に焼入れ焼もどしを施して
ＨＲｅＯ４，５±０．５に調質したのち、各試験片に対
してｆｆ１２表に示す条件で研削を行って、各試験片の
被研削性（研削摩耗量）を評価した。この結果を同じく
第１表に示す。

他方、前記線材から製作したタップ（ＭＩＯＸｌ、５）
を用いて第３表に示す条件、で切削性能（切削個数）を
調べた。この結果を同じく第１表に示す。

また、従来の製造法により溶製した比較鋼（Ｎｏ、　　
９〜１２）のインゴットに対しても前記と同様に鍛伸、
焼なまし、線引きを行い、得られた線材から被研削性評
価用試験片（１０ｍｍｊ４Ｘ５０ｍｍ）を取り出し、第
２表に示した条件で被研削性を評価した。この結果を同
じく第１表に示す。また、上記線材から製作したタップ
（ＭｌｏＸｌ、５）を用いて第３表に示した条件で切削
性１把（νＪ削個数）を調べた。この結果を同じく第１
表に示す。

第　　２　　表第　　３　　表第１表に示すように、この発明により製造された高速度
工具鋼は、比較のために従来法により製造された高速度
工具鋼に比べて、鋳造時に晶出するＭ　ＣｊＱ化物が著
しく微細であり、研削比が大であって被研削性に優れて
いるとともに、上記高速度工具鋼より製作した切削工具
を用いた場合の切削個数が多く、切削工具の切削性能に
も優れているものであることが明らかである。

［発明の効果］以上説明してきたように、この発明によれば、重量％で
、Ｃ：０．３５〜２．０％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ
：１．０％以下、Ｃｒ：３〜５％、２Ｍｏ＋Ｗ：　４〜
３０％、Ｖ：１〜５％を基本成分として含有し、その他
必要に応じて他の合金元素を添加した高速度工具鋼を溶
製するに際し、溶鋼中のＮ含有量を０．０１０％以下に
規制するとともに［Ｔｉ　＋Ｎｂ＋Ｔａ］　Ｘ　［Ｎ］
　ｉをｏ　、ｏｏｏ　ｉ％以下に規制し、必要に応じて
鋼中にＲＥＭ：０．００１　ＮＯ，６０％、Ｚｒ：０．
０１〜２．０％、Ｈｆ：０．０１〜２．０％のうちの１
種または２種以上が含有される量のＲＥＭ、Ｚｒ、Ｈｆ
を添加するようにしたものであるから、溶製後の鋳造時
において晶出するＭＣ炭化物が著しく微細なものとなっ
ているので・切削工具、ロール、金型などの工具を研削
加工によって製作する場合の被研削性に著しく優れた高
速度工具鋼を得ることが可能であり、工具の切削性能を
向上させより一層の高級化（高温硬さおよび耐摩耗性の
向上）をはかるためにＶ含有量を多くしたときでも、工
具を研削加工により製作する際の被研削性に著しく優れ
たものとすることが可能であり、工具として基本的に要
求される切削性能にも、もちろん優れたものであって、
高Ｖ高速度工具鋼の適用範囲をさらに拡大することがで
きるようになるという著大なる効果がもたらされる。

特許出願人　　大同特殊鋼株式会社代理人弁理士　小　　塩　　　豊

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％で、Ｃ：０．３５〜２．０％、Ｓｉ：１．
０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：３〜５％、２Ｍ
ｏ＋Ｗ：４〜３０％、Ｖ：１〜５％を基本成分として含
有する高速度工具鋼を溶製するに際し、溶鋼中のＮ含有
量を０．０１０％以下に規制するとともに［Ｔｉ＋Ｎｂ
＋Ｔａ］×［Ｎ］量を０．０００１％以下に規制するよ
うにしたことを特徴とする高速度工具鋼の製造方法。
（２）溶鋼中のＮ含有量を０．００５％以下に規制する
ようにした特許請求の範囲第（１）項記載の高速度工具
鋼の製造方法。
（３）重量％で、Ｃ：０．３５〜２．０％、Ｓｉ：１．
０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：３〜５％、２Ｍ
ｏ＋Ｗ：４〜３０％、Ｖ：１〜５％を基本成分として含
有する高速度工具鋼を溶製するに際し、溶鋼中のＮ含有
量を０．０１０％以下に規制するとともに［Ｔｉ＋Ｎｂ
＋Ｔａ］×［Ｎ］量を０．０００１％以下に規制し且つ
鋼中にＲＥＭ：０．００１〜０．６０％、Ｚｒ：０．０
１〜２．０％、Ｈｆ：０．０１〜２．０％のうちの１種
または２種以上が含有される量のＲＥＭ、Ｚｒ、Ｈｆを
添加するようにしたことを特徴とする高速度工具鋼の製
造方法。
（４）溶鋼中のＮ含有量を０．００５％以下に規制する
ようにした特許請求の範囲第（３）項記載の高速度工具
鋼の製造方法。