JPS6247942B2

JPS6247942B2 -

Info

Publication number: JPS6247942B2
Application number: JP23196184A
Authority: JP
Inventors: Kozaburo Unno
Original assignee: PURASU ENJINIARINGU KK
Current assignee: PURASU ENJINIARINGU KK
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1987-10-12
Also published as: JPS61110751A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、靭性の優れたプラスチツク成形型用
押出ピンに関するものであり、特に精密プラスチ
ツク金型用のφ20mm以下の細径の押出ピンに関す
るものである。（従来技術）プラスチツク用押出ピンとしては、使用中折損
しないよう充分の強靭性を有すること、摺動面の
耐摩耗性の大きいこと、耐焼付性の良好なこと、
長時間使用中に寸法変化を生じないことが要求さ
れるが、このほか熱処理の簡単なこと、価格の安
いことも必要である。従来、プラスチツク用押出ピンとしては、一般
にSKS21を約850℃焼入後、約200℃で焼戻してＨ
_RC60前後の硬さにしたものが広く用いられてい
るが、プラスチツク成型温度が200℃に上昇して
いる場合には、長時間使用後に膨脹を生ずる欠点
があり、またSKS21は細径のピンの場合には、靭
性不足のため折損を生ずることが多い。また、SKD11を約1030℃から焼入後、サブゼ
ロ処理を行ない、更に520℃高温焼もどしを施し
た押出ピンは、寸法安定性は良好となるが、やは
り靭性不足であり、細径のピンの場合には、折損
事故を生ずる。 SKS21、SKD11の靭性が不足するのは、これ
らの鋼が高炭素工具鋼であるためであり、靭性を
高めるには低炭素鋼を用いればよいが、耐摩耗性
が不足するので、窒化による表面硬化を併用する
必要がある。 SKD61はC0.36％、Cr5％、Mo1.3％、V1％の
鋼であり、本来は熱間ダイス鋼であるが、この鋼
を1050℃から焼入後600℃で焼もどして、Ｈ_RC45
にしたのち、500〜570℃で窒化処理をすれば、表
面硬さはHv900に上昇し、耐摩耗性ならびに靭性
ともに良好となるが、SKD61は窒化処理によつ
て膨張するため、細径ピンの直径の寸法精度を高
めることが困難であり、また1.5mmφ以下の細径
ピン用としては、やはり、靭性がやや不足する欠
点がある。一般に、鋼に窒化を施すと、必らず膨脹を生ず
るので、押出ピンに窒化処理を施したときの寸法
変化を小さくするには、析出硬化型の鋼を使用す
る必要がある。時効処理によつて析出硬化を生じ
させると、寸法は収縮する性質があるためであ
る。即ち、500℃前後の窒化による膨脹が、析出
硬化による収縮によつて打消されるので、窒化処
理によつて生ずる寸法変化が非常に小さくなるの
である。なお、押出ピンは、靭性と同時に強度も
必要であるので、時効処理による析出硬化後の硬
さは、Hv450（Ｈ_RC45）以上が要求される。このような析出硬化型の鋼としては、18％Ni
マルエージング鋼が押出ピン用として用いられて
いる。即ち、18％Ni、５％Mo、９％Co、0.6％
Ti、0.1％Alの化学成分を有する低炭素マルテン
サイト鋼であり、液体化処理によつてHv300前後
に軟化するので加工が容易であり、480℃×3h
（時間）のガス窒化処理によつて表面硬さ
Hv900、内部硬さはHv550に上昇し、耐摩耗性並
びに靭性がともに良好で、しかも窒化処理による
寸法変化が非常に小さいという特徴を有する。し
かし、18％Niマルエージング鋼は、高価な合金
元素を多量に含有し、また真空溶解を必要とする
ため材料価格が高いので用途に制限を受ける欠点
がある。（技術的課題）本発明はこれらの問題に鑑みてなされたもので
あり、18％Niマルエージング鋼よりも材料価格
が安く、しかも、ほぼ同等の性能を有する析出硬
化型の鋼を用いて製作した押出ピンを提供するこ
とを目的とするものである。（技術的手段）前記目的を達する本発明は、C0.15〜0.30％、
Si0.10〜0.60％、Mn0.10〜0.80％、Ni4.0〜6.0
％、Cr0.40〜2.00％、Mo0.10〜1.0％、Al1.50〜
3.00％残部鉄および不純物を含む鋼から成る靭性
の優れた押出ピンである。上記組成の鋼は660〜
700℃から水冷または油冷の溶体化処理を行なつ
た棒材を所定の形状に加工した後、480〜520℃の
温度で窒化処理を施して、表面硬化と同時に、内
部に時効硬化を生じさせたことを特徴とするもの
であり、例えば表面硬さをHv820〜880に高く
し、同時に内部硬さをHv440〜500に時効硬化さ
せるものであり、靭性が非常に良好であり、同時
に耐摩耗性にも優れた性能を有する。また、本発
明の押出ピンは窒化処理による膨張が時効硬化に
よる収縮によつて打消されるため、寸法変化が殆
んどなく、細径ピンの直径の寸法精度を高めるこ
とが容易であるという特徴も有する。次に、本発明押出ピンの組成限定理由を述べ
る。Ｃは焼入れ焼もどし後のソルバイト組織の強
度を高めるのに必要であるが、Ｃが0.15％未満で
は強度が低く、またＣが0.30％をこえると靭性が
低下するので0.15〜0.30％とした。Siは脱酸剤と
して添加するが、0.10％未満ではその効果少な
く、また0.60％をこえると脱酸しやすくなるため
0.10〜0.60％とした。Mnも脱酸効果を有する
が、0.1％未満ではその効果少なく、また0.80％
をこえると靭性を低下するので0.10〜0.80％とし
た。Niは、焼入組織をマルテンサイトにするた
めに必要であるが、Niが4.0％未満では焼入組織
にフエライトが出て、靭性を低下し、またNiが
6.0％をこえても効果の向上がないので、4.0〜6.0
％とした。Crは焼入性を大きくし、また窒化特
性を向上するが、Crが0.4％未満ではその効果少
なく、また2.0％をこえると靭性を低下するので
0.4〜2.0％とした。Moも焼入性を向上し、また
窒化特性を向上するが、0.10％未満ではその効果
少なく、また1.0％をこえても効果の向上がない
ので0.1〜1.0％とした。AlはNi₃Alを形成して析
出硬化を生ずるのに必要であり、また窒化特性を
向上するが、Alが1.5％未満では析出硬化が不十
分であり、また3.0％をこえると熱間加工性並び
に靭性を低下するので1.5〜3.0％に限定した。（実施例）以下、本発明を実施例によつて説明する。第１
表は、本発明押出ピンと従来製押出ピンの化学組
成を示す。表中、記号A₁、A₂、A₃は本発明に係
る押出ピン、記号ＢはSKS21製の押出ピン、記号
ＣはSKD11製の押出ピン、記号ＤはSKD61製押
出ピン、また記号Ｅは18Niマルエーシング鋼製
押出ピンを示す。第２表は、φ0.6mm段付押出ピンの熱処理硬
さ、

【表】

【表】第３表は押出ピンの耐久試験結果を示す。記号
A₁、A₂、A₃の本発明押出ピンは、530℃×1h（時
間）のガス軟窒化処理により、表面硬さHv840、
内部硬さHv470を示した。記号A₁、A₂、A₃、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの押出ピンを用いて、I.C.パツケ
ージ用プラスチツク金型にて試験した結果は、第
３表に10000シヨツト、30000シヨツト及び50000
シヨツト後のピンの折損の有無として示した通り
であり、記号Ａの本発明押出ピンは50000シヨツ
ト後も折損がなく、極めて強靭性に優れているこ
とを示す。即ち、本発明押出ピンは、記号Ｅの18
％Niマルエージング鋼製押出ピンと同等の強靭
性を示しており、しかも、価格は18％Niマルエ
ージング鋼製押出ピンよりも、かなり安い。（効果）以上、説明したように、本発明によれば、
C0.15〜0.30％、Si0.10〜0.60％、Mn0.10〜0.80
％、Ni4.0〜6.0％、Cr0.4〜2.00％、Mo0.10〜1.0
％、Al1.5〜3.0％残部鉄及び不純物からなる鋼を
用い、660〜700℃から溶体化処理を行なつた棒材
を加工した後、480〜520℃の温度でガス軟窒化ま
たはガス窒化処理を施して、表面硬さをHv820〜
880に高くし、同時に内部硬さをHv440〜500に析
出硬化させて押出ピンを形成できるものであり、
18％Niマルエージング鋼製押出ピンと同等に靭
性が優れており、しかも価格は18％Niマルエー
ジング鋼製よりも、はるかに安いという特徴を有
する。また、本発明押出ピンは、窒化処理による
膨張が析出硬化による収縮によつて打消されるた
め、寸法変化が極めて小さく、細径ピンの寸法精
度を高めることが容易であるという特徴をも発揮
するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１重量％で、C0.15〜0.30％、Si0.10〜0.60、
Mn0.10〜0.80％、Ni4.0〜6.0％、Cr0.40〜2.00
％、Mo0.10〜1.0％、Al1.50〜3.00％残部鉄およ
び若干の不純物を含む鋼から成るプラスチツク成
形型用押出ピン。