JPS6362845A - 焼結工具鋼 - Google Patents
焼結工具鋼Info
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- JPS6362845A JPS6362845A JP61207548A JP20754886A JPS6362845A JP S6362845 A JPS6362845 A JP S6362845A JP 61207548 A JP61207548 A JP 61207548A JP 20754886 A JP20754886 A JP 20754886A JP S6362845 A JPS6362845 A JP S6362845A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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】
発明の目的
[産業上の利用分野)
本発明は、ガス噴霧法により製造した工具鋼、すなわち
高速度鋼、冷間工具鋼および熱間工具鋼の粉末を焼結し
たのち、熱間加工を加えて密度を実質上100%に高め
た焼結工具鋼において、快削元素を添加してそれ自体の
被削性を高めたものに関する。
高速度鋼、冷間工具鋼および熱間工具鋼の粉末を焼結し
たのち、熱間加工を加えて密度を実質上100%に高め
た焼結工具鋼において、快削元素を添加してそれ自体の
被削性を高めたものに関する。
[従来の技術]
Feをベースとする合金鋼の溶湯に、N2などのガスを
噴霧して急冷凝固して得た比較的球状の銅粉末を、焼結
したのち、熱間静水圧プレス、熱間鍛造あるいは熱間押
出しなどの熱間加工を加えて、その密度を実質上100
%まで高めた焼結工具鋼が使用されている。
噴霧して急冷凝固して得た比較的球状の銅粉末を、焼結
したのち、熱間静水圧プレス、熱間鍛造あるいは熱間押
出しなどの熱間加工を加えて、その密度を実質上100
%まで高めた焼結工具鋼が使用されている。
この焼結工具鋼それ自体の被削性を改善することができ
れば、各種工具を製造する際の機械加工にとって好都合
である。
れば、各種工具を製造する際の機械加工にとって好都合
である。
この目的のため、一般の溶製材に行なわれている快削元
素の添加を、焼結体に対しても適用することが試みられ
ている。 しかし、快削元素の添加は靭性の低下を招く
から、強靭さに関して溶製材よりも高い性能を要求され
る焼結工具鋼の被削性を改善することは、きわめて困難
とされていた。
素の添加を、焼結体に対しても適用することが試みられ
ている。 しかし、快削元素の添加は靭性の低下を招く
から、強靭さに関して溶製材よりも高い性能を要求され
る焼結工具鋼の被削性を改善することは、きわめて困難
とされていた。
[発明が解決しようとるする問題点1
本発明の目的は、上記した当業技術の現状を打開して、
靭性を低下させることなく被削性を改善した焼結工具鋼
を提供し、焼結工具の製造を一段と容易にすることにあ
る。
靭性を低下させることなく被削性を改善した焼結工具鋼
を提供し、焼結工具の製造を一段と容易にすることにあ
る。
発明の構成
[問題点を解決するための手段]
本発明の快削性を有する焼結工具鋼のひとつの基本的な
組成のグループは、ガス噴霧法により製造した鋼の粉末
を焼結し、熱間加工を加えて密度を実質上100%に高
めた焼結工具鋼において、鋼の粉末が、C:0.5〜4
.0%に加えて、Cr :3.0〜20%、Mo:30
%以下、W:30%以下およびV:15%以下の1種ま
たは2種以上を含有し、ただし2Mo+W: 70%以
下であって、S;:0.3%以下、Mn:2.0%以下
であり、さらにS:0.03〜0.5%、s* :Q
、01〜0.5%、Se :0.01〜0゜5%、Te
二〇、OO1〜0.5%およびPb:0.01〜0.5
の1種または2種以上を含有し、残部が実質的にFeか
らなることを特徴とする。
組成のグループは、ガス噴霧法により製造した鋼の粉末
を焼結し、熱間加工を加えて密度を実質上100%に高
めた焼結工具鋼において、鋼の粉末が、C:0.5〜4
.0%に加えて、Cr :3.0〜20%、Mo:30
%以下、W:30%以下およびV:15%以下の1種ま
たは2種以上を含有し、ただし2Mo+W: 70%以
下であって、S;:0.3%以下、Mn:2.0%以下
であり、さらにS:0.03〜0.5%、s* :Q
、01〜0.5%、Se :0.01〜0゜5%、Te
二〇、OO1〜0.5%およびPb:0.01〜0.5
の1種または2種以上を含有し、残部が実質的にFeか
らなることを特徴とする。
いまひとつの基本的な組成のグループは、ガス噴霧法に
より製造した鋼の粉末を焼結し、熱間加工を加えて密度
を100%近くに高めた焼結工具鋼において、鋼の粉末
が、C:0.5〜4.0%に加えて、Cr:3.0〜2
0%、Mo:30%以下、W:30%以下および■:1
5%以下の1種または2種以上、ならびにCo:30%
以下を含有し、ただし2Mo +W: 70%以下であ
って、Si:0.3%以下、Mn:2.0%以下であり
、さらにS:0.03〜0.5%、s; :o、o1
〜0.5%、Se :0.01〜0.5%、Te二0.
001〜0.5%およびPb :0.01〜0.5%の
1種または2種以上を含有し、残部が実質的にFeから
なることを特徴とする。
より製造した鋼の粉末を焼結し、熱間加工を加えて密度
を100%近くに高めた焼結工具鋼において、鋼の粉末
が、C:0.5〜4.0%に加えて、Cr:3.0〜2
0%、Mo:30%以下、W:30%以下および■:1
5%以下の1種または2種以上、ならびにCo:30%
以下を含有し、ただし2Mo +W: 70%以下であ
って、Si:0.3%以下、Mn:2.0%以下であり
、さらにS:0.03〜0.5%、s; :o、o1
〜0.5%、Se :0.01〜0.5%、Te二0.
001〜0.5%およびPb :0.01〜0.5%の
1種または2種以上を含有し、残部が実質的にFeから
なることを特徴とする。
上記いずれのグループにおいても、鋼の粉末の合金組成
として、下記の態様が代表的なものとして挙げられる。
として、下記の態様が代表的なものとして挙げられる。
○ Cr :3.O〜7.0%にえらんだもの・・・こ
れは、とくに高速度工具鋼に適する。
れは、とくに高速度工具鋼に適する。
○ 鋼の粉末が、C:0.6〜3.0%、Cr:3〜2
0%およびMo:0.1〜4.0%を含有し、W:0.
1〜5.0%およびV:0.1〜6.0%の1種または
2種を含有1−るもの・・・これは、とくに冷間工具鋼
として有用である。
0%およびMo:0.1〜4.0%を含有し、W:0.
1〜5.0%およびV:0.1〜6.0%の1種または
2種を含有1−るもの・・・これは、とくに冷間工具鋼
として有用である。
本発明の焼結工具鋼の第三のグループとして、つぎの合
金組成をもつものがある。
金組成をもつものがある。
ガス噴霧法により製造した鋼の粉末を焼結し、熱加工を
加えて密度を実質上100%に高めた焼結工具鋼におい
て、鋼の粉末が、C:0.15〜0.6%に加えて、C
r :0.5〜6.0%およびV:0.01〜3.0%
を含有し、Mo:0゜1〜6.0%、W:0.1〜11
.0%、Ni :0.3〜4.0%およびCO:0.5
〜5.0%の1種または2種以上を含有し、Si:0.
3%以下、Mn:2.0%以下であって、さらにS:0
.03〜0.5%、Bi:0.01〜0.5%、Se
:0.O’l〜0.5%、Te二〇、OO1〜0.5%
およびPb :0.01〜0.5%の1種または2種以
上を含有し、残部が実質的にFeからなることを特徴と
するもの。 この材料は、とくに熱間加工用の工具鋼と
してすぐれている。
加えて密度を実質上100%に高めた焼結工具鋼におい
て、鋼の粉末が、C:0.15〜0.6%に加えて、C
r :0.5〜6.0%およびV:0.01〜3.0%
を含有し、Mo:0゜1〜6.0%、W:0.1〜11
.0%、Ni :0.3〜4.0%およびCO:0.5
〜5.0%の1種または2種以上を含有し、Si:0.
3%以下、Mn:2.0%以下であって、さらにS:0
.03〜0.5%、Bi:0.01〜0.5%、Se
:0.O’l〜0.5%、Te二〇、OO1〜0.5%
およびPb :0.01〜0.5%の1種または2種以
上を含有し、残部が実質的にFeからなることを特徴と
するもの。 この材料は、とくに熱間加工用の工具鋼と
してすぐれている。
[作 用]
焼結工具鋼の靭性を高めることを目的とした研究の過程
で、発明者らは、w4粉末の焼結性を高め、旧粉末粒界
の影響をなくすことが肝要である、との知見を確立した
。 また、被剛性改善を意図してS、Siなどの快削元
素を添加すると、旧粉末粒界の影響が顕在化し、靭性を
大きく損なうという事実も確認した。
で、発明者らは、w4粉末の焼結性を高め、旧粉末粒界
の影響をなくすことが肝要である、との知見を確立した
。 また、被剛性改善を意図してS、Siなどの快削元
素を添加すると、旧粉末粒界の影響が顕在化し、靭性を
大きく損なうという事実も確認した。
焼結工具鋼のうち靭性の低い製品を詳細に調べたところ
、旧粉末粒界に、3iの酸化物がフィルム状に残存し、
これが靭性低下の元兇で必ることを認めた。 この酸化
物の影響は、比較的球状に近く、従って表面積が小さく
て酸化物の被覆が少ないガス噴霧法により製造した粉末
を用いた場合は、水噴霧法により製造した粉末を用いた
場合よりも軽減されるが、それでも避けることはできな
い。
、旧粉末粒界に、3iの酸化物がフィルム状に残存し、
これが靭性低下の元兇で必ることを認めた。 この酸化
物の影響は、比較的球状に近く、従って表面積が小さく
て酸化物の被覆が少ないガス噴霧法により製造した粉末
を用いた場合は、水噴霧法により製造した粉末を用いた
場合よりも軽減されるが、それでも避けることはできな
い。
そこで、快削元素を添加する焼結工具においては、3i
の酸化物の生成が少なくなるように、その含有量を規制
することが有効である。 前記した、3iの上限を0.
3%以下にするという条件は、このようにして見出され
た。 なお、3iは脱酸剤として有用な元素であり、こ
れを極端に減らすと、脱酸不良に起因する酸化物系介在
物の増大があり、かえって靭性を損うこともわかった。
の酸化物の生成が少なくなるように、その含有量を規制
することが有効である。 前記した、3iの上限を0.
3%以下にするという条件は、このようにして見出され
た。 なお、3iは脱酸剤として有用な元素であり、こ
れを極端に減らすと、脱酸不良に起因する酸化物系介在
物の増大があり、かえって靭性を損うこともわかった。
後記する例にみるとおり、Si:0.1%以上の存在が
好ましい。
好ましい。
前記した鋼の合金組成におけるC、Cr、Mo。
W、V、NiおよびCoの含有量は、それぞれ各種の焼
結工具鋼、とくに高速度鋼、冷間加工用工具鋼および熱
間加工用工具鋼に関して確立されたところを採用したも
のである。
結工具鋼、とくに高速度鋼、冷間加工用工具鋼および熱
間加工用工具鋼に関して確立されたところを採用したも
のである。
快削元素として使用するS、Bi 、Se、Teおよび
pbの含有量は、下限を添加効果の認められる最少量と
して、また上限を靭性の実質的低下を招かない限度とし
て、それぞれ決定した。
pbの含有量は、下限を添加効果の認められる最少量と
して、また上限を靭性の実質的低下を招かない限度とし
て、それぞれ決定した。
[実施例1]
基本組成をJISの5KH57相当とし、快削元素のS
を0.13〜0.16%添加した鋼において、Mn :
0.48〜0.52%の範囲内とし、5iffiを変化
させたものを用意し、ガス噴霧法により粉末化して、6
0メツシュ通過の粉末を用意した。
を0.13〜0.16%添加した鋼において、Mn :
0.48〜0.52%の範囲内とし、5iffiを変化
させたものを用意し、ガス噴霧法により粉末化して、6
0メツシュ通過の粉末を用意した。
各粉末を、軟鋼製で径120sX長ざ200mの缶に入
れ、真空脱気−封接して熱間静水圧プレス(1150℃
X1000気圧×1時間)により焼結した。
れ、真空脱気−封接して熱間静水圧プレス(1150℃
X1000気圧×1時間)により焼結した。
焼結体を鍛造して径2ONr&の丸棒とし、850°C
×1時間の加熱から徐冷する焼鈍しをへて、1230’
CXa分間−油冷の焼入れと、560’CX1時間−空
冷の焼戻し3回を行なった。 得られた高密度焼結工具
鋼から、厚さa mm X幅5#X長さ30#の試験片
を採取し、スパン20Mnの3点曲げ試験を行なって抗
折力を測定した。
×1時間の加熱から徐冷する焼鈍しをへて、1230’
CXa分間−油冷の焼入れと、560’CX1時間−空
冷の焼戻し3回を行なった。 得られた高密度焼結工具
鋼から、厚さa mm X幅5#X長さ30#の試験片
を採取し、スパン20Mnの3点曲げ試験を行なって抗
折力を測定した。
その結果を図面に示す。 図のグラフから、Siは0.
3%を超えてはならないことがわかる。
3%を超えてはならないことがわかる。
さらに、3iを極端に低くすると、かえって抗折力が低
下することもわかる。
下することもわかる。
[実施例2]
第1表に示す合金組成の鋼を溶製し、ガス噴霧法で粉末
にして、60メツシユ以下の粉末を採取した。 表にお
いて、番号に*印を付したものは比較例であり、無印が
実施例である。
にして、60メツシユ以下の粉末を採取した。 表にお
いて、番号に*印を付したものは比較例であり、無印が
実施例である。
各粉末を、軟鋼製で径150mX長8200mの缶に入
れ、真空脱気一対接して実施例1と同様に熱間静水圧プ
レス(1150℃X100O気圧×1時間)により焼結
した。
れ、真空脱気一対接して実施例1と同様に熱間静水圧プ
レス(1150℃X100O気圧×1時間)により焼結
した。
焼結体を鍛造して径70mの丸棒とし、第2表に記した
焼鈍しおよび焼入れ一焼戻し処理を施した。
焼鈍しおよび焼入れ一焼戻し処理を施した。
焼鈍し段階での硬さと、熱処理後の硬さを測定した。
その値を第2表に示す。
その値を第2表に示す。
Nα1〜24の供試材に対しては、これらが主として高
速度鋼とし使用され、靭性が問題となるものであるから
、焼入れ一焼戻し処理をしたものから、実施例1と同様
な試験片をつくり、三点曲げ試験を行なって抗折力をし
らべた。
速度鋼とし使用され、靭性が問題となるものであるから
、焼入れ一焼戻し処理をしたものから、実施例1と同様
な試験片をつくり、三点曲げ試験を行なって抗折力をし
らべた。
これに対し、Nα25〜33の供試材は、これらが熱間
加工用とくに熱間ダイス鋼としての用途をもち、耐衝撃
性を要求されるものであるから、焼入れ一焼戻し試験を
したサンプルからJISS号試験片(2M−Uノツチ)
を採取して、シャルピー衝撃試験を行なった。
加工用とくに熱間ダイス鋼としての用途をもち、耐衝撃
性を要求されるものであるから、焼入れ一焼戻し試験を
したサンプルからJISS号試験片(2M−Uノツチ)
を採取して、シャルピー衝撃試験を行なった。
また、すべての供試材について、被剛性の試験を行なっ
た。 ただし、Nα1〜24は焼鈍しの段階で、またN
α25〜33は焼入れ一焼戻ししたものを対象にした。
た。 ただし、Nα1〜24は焼鈍しの段階で、またN
α25〜33は焼入れ一焼戻ししたものを対象にした。
試験条件はつぎのとおりである。
切 削:長手旋削
工 具:超硬P20
送 リ: 0.15m/rev
切込み:1M
速度:Na12〜24・80s/m1nNQ 1〜11
. Nα25〜33= 40mm/ min判 定:フ
ランク摩耗VB =0.38の工具寿命 上記の抗折力、衝撃値および被剛性の値は、各基本鋼グ
ループごとに、基本鋼のそれぞれを100としたときの
比であられした。 データを第2表に、あわせて掲げる
。
. Nα25〜33= 40mm/ min判 定:フ
ランク摩耗VB =0.38の工具寿命 上記の抗折力、衝撃値および被剛性の値は、各基本鋼グ
ループごとに、基本鋼のそれぞれを100としたときの
比であられした。 データを第2表に、あわせて掲げる
。
&ユ五四1
本発明の焼結工具鋼は、適量のC′!3よび合金成分を
含有する鋼のガス噴霧粉末を焼結し、熱間加工を加えて
密度を実質上100%としたものであって、適量のs、
Br 、se、 TeおよびPb(7)1種または2
種以上を含有することにより、それ自身の被削性が箸し
く高められているから、工具製品への加工が容易である
。
含有する鋼のガス噴霧粉末を焼結し、熱間加工を加えて
密度を実質上100%としたものであって、適量のs、
Br 、se、 TeおよびPb(7)1種または2
種以上を含有することにより、それ自身の被削性が箸し
く高められているから、工具製品への加工が容易である
。
快削元素を添加した場合に従来は避は難いとされていた
靭性の低下は、3iの量を規制することによって免れる
ことができ、被削性と靭性とが両立する焼結工具鋼が得
られる。
靭性の低下は、3iの量を規制することによって免れる
ことができ、被削性と靭性とが両立する焼結工具鋼が得
られる。
図面は、快削元素Sを添加した焼結工具鋼における、3
iのmと抗折力との関係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 須 賀 総 夫 Si [%1
iのmと抗折力との関係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 須 賀 総 夫 Si [%1
Claims (7)
- (1)ガス噴霧法により製造した鋼の粉末を焼結し、熱
間加工を加えて密度を実質上100%に高めた焼結工具
鋼において、鋼の粉末が、C:0.5〜4.0%に加え
て、Cr:3.0〜20%、Mo:30%以下、W:3
0%以下およびV:15%以下の1種または2種以上を
含有し、ただし2Mo+W:70%以下であつて、Si
:0.3%以下、Mn:2.0%以下であり、さらにS
:0.03〜0.5%、Bi:0.01〜0.5%、S
e:0.01〜0.5%、Te:0.001〜0.5%
およびPb:0.01〜0.5%の1種または2種以上
を含有し、残部が実質的にFeからなることを特徴とす
る快削性を有する焼結工具鋼。 - (2)鋼の粉末が、Cr:3.0〜7.0%である組成
を有する高速度鋼である特許請求の範囲第1項の焼結工
具鋼。 - (3)鋼の粉末が、C:0.6〜3.0%、Cr:3〜
20%およびMo:0.1〜4.0%を含有し、W:0
.1〜5.0%およびV:0.1〜6.0%の1種また
は2種を含有する組成を有する冷間工具鋼である特許請
求の範囲第1項の焼結工具鋼。 - (4)ガス噴霧法により製造した鋼の粉末を焼結し、熱
間加工を加えて密度を実質上100%に高めた焼結工具
鋼において、鋼の粉末が、C:0.5〜4.0%に加え
て、Cr:3.0〜20%、Mo:30%以下、W:3
0%以下およびV:15%以下の1種または2種以上、
ならびにCo:30%以下を含有し、ただし2Mo+W
:70%以下であつて、Si:0.3%以下、Mn:2
.0%以下であり、さらにS:0.03〜0.5%、B
i:0.01〜0.5%、Se:0.01〜0.5%、
Te:0.001〜0.5%およびPb:0.01〜0
.5%の1種または2種以上を含有し、残部が実質的に
Feからなることを特徴とする快削性を有する焼結工具
鋼。 - (5)鋼の粉末が、Cr:3.0〜7.0%である組成
を有する高速度鋼である特許請求の範囲第4項の焼結工
具鋼。 - (6)鋼の粉末が、C:0.6〜3.0%、Cr:3〜
20%およびMo:0.1〜4.0%を含有し、W:0
.1〜5.0%およびV:0.1〜6.0%の1種また
は2種を含有する組成を有する冷間工具鋼である特許請
求の範囲第4項の焼結工具鋼。 - (7)ガス噴霧法により製造した鋼の粉末を焼結し、熱
間加工を加えて密度を実質上100%に高めた焼結工具
鋼において、鋼の粉末が、C:0.15〜0.6%に加
えて、Cr:0.5〜6.0%およびV:0.01〜3
.0%を含有し、Mo:0.1〜6.0%、W:0.1
〜11.0%、Ni:0.3〜4.0%およびCo:0
.5〜5.0%の1種または2種以上を含有し、Si:
0.3%以下、Mn:2.0%以下であつて、さらにS
:0.03〜0.5%、Bi:0.01〜0.5%、S
e:0.01〜0.5%、Te:0.001〜0.5%
およびPb:0.01〜0.5%の1種または2種以上
を含有し、残部が実質的にFeからなることを特徴とす
る快削性を有する焼結工具鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61207548A JPS6362845A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 焼結工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61207548A JPS6362845A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 焼結工具鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6362845A true JPS6362845A (ja) | 1988-03-19 |
Family
ID=16541557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61207548A Pending JPS6362845A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 焼結工具鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6362845A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02310344A (ja) * | 1989-05-23 | 1990-12-26 | Fuji Dies Kk | 高強度・高硬度焼結合金 |
JP2007297691A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 破砕用刃物用鋼および破砕刃の製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5141082A (ja) * | 1974-10-05 | 1976-04-06 | Hitachi Shipbuilding Eng Co | Jugososochi |
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JPS586962A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-14 | Daido Steel Co Ltd | 快削性粉末焼結鋼 |
JPS5858255A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-06 | クル−シブル マテイリアルズ コ−ポレ−シヨン | 粉末冶金物品 |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP61207548A patent/JPS6362845A/ja active Pending
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