KR100213574B1 - 플라스틱 성형 금형용 강 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭공구의 수명을 길게 하고, 절삭 가공능률을 높이며, 절삭가공의 가공변형이 경미한 우수한 피삭성을 구비함고 동시에, 매끈한 연마성, 엠보싱 가공성(피에칭성), 용접 보수성 등의 특성도 우수한 플라스틱 성형 금형용 강을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 플라스틱 성형 금형용 강은, 화학조성이 중량%로,

C : 0.05∼0.55%, Si : 0.50∼2.5%,

Mn : 0.10∼2.50%, Cr : 3.0%이하,

Ni : 2.0% 이하, Mo : 1.5% 이하,

V : 0.50% 이하, P : 0.035% 이하,

S : 0.080% 이하, Al : 0.02% 이하,

B : 0.01% 이하, Bi : 0.05% 이하,

Be : 0.1% 이하, Pb :0.05% 이하,

Te : 0.05% 이하, Nd : 0.1% 이하,

0(산소) : 0.001∼0.008%

를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물인 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱 성형 금형용 강

제1도는 금형용 강의 Si 함유율과 Ac1 변태온도의 관계를 나타낸 도면.

제2도는 금형용 강의 Si 함유율과 초경공구에 의한 금형용 강의 프레이즈(fraise)가공에 있어서의 공구 수명과의 관계를 나타낸 도면.

제3도는 금형용 강의 Si 함유율과 초경공구에 의한 금형용 강의 프레이즈 가공에 있어서의 가공 능률과의 관계를 나타낸 도면.

제4도는 금형용 강의 Si 함유율과 고속도 공구에 의한 금형용 강의 엔드밀 가공에 있어서의 공구 수명과의 관계를 나타낸 도면.

제5도는 금형용 강의 Si 함유율과 고속도 공구에 의한 금형용 강의 엔드밀 가공에 있어서의 가공 능률과의 관계를 나타낸 도면.

제6도는 금형용 강의 Si 함유율과 초경공구에 의한 금형용 강의 프레이즈 가공에 있어서의 피가공재의 가공 변형과의 관계를 나타낸 도면이다.

본 발명은 플라스틱 성형 금형용 강에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 플라스틱의 사출성형 등의 금형에 쓰이는 금형용 강으로서, 절삭공구의 수명이 길고, 가공능률이 높으며, 절삭한 후의 피가공재의 가공 변형이 경미하도록 피삭성이 우수한 플라스틱 성형 금형용 강에 관한 것이다.

플라스틱은 일반적으로 가열에 의해 연화된 수지를 금형에 압입하는 사출성형법에 의해서 성형된다. 이 성형에 쓰이는 금형은 제품의 형상에 맞추어진 금형내면의 형상이 정밀도가 좋게 가공되어 있지 않으면 안된다. 또한, 금형의 내표면도 제품의 표면상태에 맞추어서 정밀도가 좋게 마무리 하지 않으면 안된다. 그렇기 때문에, 금형의 가걱이 비싸다고 하는 문제가 있어, 금형의 제작비의 삭감이 요청되고 있다.

금형의 제작비의 범위내, 금형의 기계가공비가 현저하게 높아, 금형의 가격의 대부분을 차지하고 있다. 따라서, 기계가공비의 저감방법으로서, 특히 금형용 강의 피삭성의 향상이 강력히 요구되고 있다. 또한, 최근에는 플라스틱 제품의 의장성의 향상에 따라서, 금형용강에 대하여 매끈한 연마성, 배껍질(梨也) 모양 같은 표면을 얻기위한 엠보싱(embossing) 가공성(피 에칭성)등의 항상도 요청되고 있다. 이밖에, 금형용 강은 금형용 강에 요구되는 일반적인 특성으로서, 기계적 성질(경성(硬性), 내구성(耐力), 연성, 인성), 반전가공성, 금형의 보수재생에 필요한 용접성(용접보수성)등의 특성도 구비하여야 한다.

플라스틱 성형 금형용 강으로서는, S55C 등의 탄소강, SCM440등의 중탄소 저합금강이 일반적으로 쓰이고 있다. 이들 금형용강의 피삭성의 향상에 관하여는, 몇 가지의 대책이 강구되고 있다. 예를 들면, 특공평 1-21867호 공보, 특개평 4-116139호 공보에는 S, Pb, Se, Te 은 REM(희토류금속)등의 피삭성을 향상시키는 원소(쾌삭성 원소)를 첨가한 강이 개시되어 있다. 그러나, 이들 쾌삭성 원소를 첨가하면, 피삭성은 향상하지만, 강증의 비금속 개재물이 증가하기 때문에, 매끈한 연마성 및 엠보싱 가공성(피 에칭성)이 나빠지게 된다. 그 때문에, 비금속 개재물을 늘리지 않고, 피삭성을 향상시키는 대책으로서, 쾌삭성 원소를 첨가하는 대신 S 함유율을 높게 함과 동시에 Zr을 첨가하여, 길이/폭비가 가능한 한 작은 황화물을 생성시킴으로써 피삭성을 향상시킨 강이 제안되고 있다(특공소 62-34828호, 특공평 1-14988호, 특공평 2-5813호, 특공평 3-68103호 공보), 이 대책에 있어서도 비금속 개재물의 증가가 수반되기 때문에, 용접성의 저하, 기계적 성질의 이방성(異方性)의 증가등의 문제가 있다. 이들 쾌삭성 원소의 첨가 혹은 비금속 개재물의 형태 제어에 의한 피삭성의 개선등의 수단에 따르지 않는 방법으로서, Cu를 함유시켜서 피삭성을 향상시킨 것이 개시되어 있다(특공소 60-41700호, 특개평 2-233953호 공보). 그러나, 어느 쪽의 대책에 있어서도, 금형의 제작비를 삭감할 수 있는 정도의 피삭성의 개선 효과가 얻어지고 있지 않는 것이 실상이다.

또, 종래의 플라스틱 성형 금형용 강으로서는, Si는 피삭성에 유해하다고 되어 있기 때문에, Si의 함유율이 낮도록 억제되고 있었다. 상기의 특허공보에 개시되어 있 는 실시예에 있어서도, 일부의 실시예에 1%정도의 Si 함유율의 예가 보이지만, 0.5%에도 미치지 않은 경우가 거의 대부분이다.

본 발명은 절삭공구의 수명을 길게하고, 절삭 가공능률을 높이며, 절삭가공한 후의 피절삭재의 가공 변형이 경미한 우수한 피삭성을 구비함과 동시에 엠보싱 가공성(피 에칭성), 용접성, 매끈한 연마성 등의 특성에도 우수한 플라스틱 성형 금형용 강을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명자들은 상기한 여러 수단으로는 해결할 수 없었던 상기 과제를 해결하기 위해서, 피삭성의 메카니즘(mechanism)의 해명을 고려한 연구 개발을 하였다. 특히, 이차이온 질량 분석법에 의한 절삭칩 표면의 생성물의 조상등을 기초로 한 절삭가공의 마찰을 연구하였다. 그 결과, Si는 피삭성에 유해하다는 종래의 생각과는 전혀 달리, 오히려 Si 함유율이 높은 쪽이 피삭성이 좋다는 것을 밝혀 내었다. 본 발명자들이 밝혀낸 바를 정리하면 다음과 같다.

① 피삭성이 연등한 저 Si 강(조사예의 Si : 0.07중량%, 이하, 화학조성의 % 표시는 중량%)의 초경공구에 의한 절삭칩의 표면에 생성하는 산화피막은 Cr, Mn의 산화물이 주체이다.

② 피삭성이 우수한 고 Si 강(조사예의 Si : 1.56%)의 초경공구에 의한 절삭칩의 표면에 생성하는 산화피막은 융점이 낮은 SiO₂-FeO계가 주체이다.

③ 고 Si 강에서는, SiO₂를 주체로 하는 융점이 낮은 산화 피막이 절삭공구와 피절삭재와의 사이에서 윤활제로서의 작용을 하고 있다.

④ Si 함유율의 증가와 동시에, 금형용 강의 A_c1변태온도가 높아지게 된다(제1도). 예를 들면, A_c1변태온도는 Si 함유율 0.5%에서 760℃, 1.0%에서 800℃정도로 된다. Si의 효과에 의해서, 금형용 강의 A_c1변태온도가 절삭할 때의 금형용 강의 표면온도(초경공구에 의한금형용강의 프레이즈(fraise) 가공할 때의 표면온도는 700∼750℃)보다 높기 때문에, 오스테나이트(austenite)변태를 방지할 수 있다. 그 때문에, 절삭가공 후의 피가공재의 가공변형이 적다.

⑤ Si 함유율을 높게 하는 것에 의해, 금형용 강의 피삭성(가공능률, 공구수명)을 향상시킬 수 있음과 동시에, 절삭가공 후의 피가공재의 가공변형을 저하시킬 수 있다.

⑥ ⑤의 대책이 강구된 금형용 강에서는 쾌삭성 원소의 첨가, Zr에 의한 황화물의 형태 제어 등을 필요로 하지 않고, 피삭성을 향상시킨다. 따라서, 피삭성의 향상과 동시에, 매끈한 연마성이 향상되고, 더욱이 절삭가공 후의 피가공재의 가공변형이 적다. 더구나, 금형용 강으로서의 다른 특성을 손상하는 일이 없다.

본 발명은 상기의 사실들을 기초로 완성된 것이어서, 하기의 (1)∼(3)을 요지로 한다.

(1) 중량%로, C : 0.05∼0.55%, Si : 0.50∼2.5%, Mn : 0.10∼2.50%, Cr : 3.0% 이하, Ni : 2.0% 이하, Mo : 1.5% 이하, V : 0.50% 이하, P : 0.035% 이하, S : 0.080% 이하, Al : 0.02% 이하, B : 0.01% 이하, Bi : 0.05% 이하, Be : 0.1% 이하, Pb : 0.05% 이하, Te : 0.05% 이하, Nd : 0.1% 이하 및 0(산소) : 0.001∼0.008%를 함유하고, 잔부는 Fe는 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 금형용 강.

(2) 상기 (1)에 있어서, Si 함유율이 1.0∼2.5%인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형금형용강.

본 발명의 플라스틱 성형 금형용강(이하, 본 발명 강이라 한다)의 특징은, 종래와는 발상을 달리하여, 플라스틱 성형 금형용 강으로서는 높은 Si 함유율을 선택하려는데 있다.

본 발명의 강의 Si 함유율의 적정한 범위와 그 근거에 관해서 이하에 설명한다.

표 1에 나타난 화학 조성을 구비한 플라스틱 성형 금형용 강을 대상으로 우선 초경공구에 의한 프레이즈 가공의 파석성에 관해서 조사하였다.

제2도에 금형용 강의 Si 함유율과 공구 수명과의 관계, 제3도에 Si 함유율과 프레이즈 가공할 때의 가공능률(절삭량비, 표1의 금형용 강 No. 1의 절삭량을 기준치 1로 한 비)과 의 관계를 나타내고 있다. 공구수명과 함께 가공능률은 Si 함유율의 증가와 동시에 현저히 향상된다. 특히, 0.5% 이상에서의 개선효과가 현저하며, 1.0% 이상에서는 더욱 우수한 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다.

다음에, 표 1에 나타난 화학조성을 구비한 금형용 강을 대상으로, 고속도 강 공구에 의한 엔드밀 가공의 피삭성에 관해서 조사하였다.

제4도에 금형용 강의 Si 함유율과 공구 수명과의 관계, 제5도에 Si 함유율과 가공능률과의 관계를 나타내었다. 고속도 강 공구의 경우도 초경공구의 경우와 거의 같은 결과가 얻어졌다. 더욱, 고속도 강 공구을 사용해서 표 1의 금형용 강의 드릴 가공의 피삭성에 관해서도 조사하였지만 Si 함유율의 효과는 상기한 초경공구에 의한 프레이즈 가공 및 고속도 공구에 의한 엔드밀 가공의 경우와 같았다.

제6도에 초경공구에 의해서 금형용 강을 프레이즈 가공한 때의 피가공재의 절삭 후의 가공변형과 Si 함유율과의 관계를 나타내었다. 가공변형은 Si 함유율 0.5% 이상에서 현저하게 작게 되는 것을 알 수 있다. 이 원인은, Si 함유율이 0.5% 미민과 같이 낮은 경우에는 A변태온도가 낮아서, 피가공재가 오스테나이트 상의 상태로 절삭되기 때문이다. 이 오스테나이트 상이 냉각되어 마르텐사이트(martensite)변태하는 것에 의해서 가공변형이 생기기 쉽다. 한편, Si 함유율이 0.5% 이상의 경우에는, 오스테나이트로 변태하지 않은 상태에서 절삭 가공되기 때문에, 상기의 변태가 생기지 않고 가공변형이 현저하게 작아진다.

이와 같이, 플라스틱 성형 금형용 강의 Si 함유율을 0.5% 이상, 바람직하게는 1.0% 이상으로 하는 것에 의해 초경공구, 고속도 강 공구와 함께 공구수명 및 가공능률을 현저하게 향상시킬 수 있음과 동시에, 피가공재의 가공변형을 현저하게 작게 할 수 있다.

이하, Si 이외의 원소의 함유율의 범위와 그 한정이유에 관해서 설명한다.

C : C는 강의 강도를 높이는데 유효한 원소이다. 그러나, 그 함유율이 0.05% 미만에서는, 강의 강도를 확보하기가 어렵다. 한편, 0.55%를 넘으면 인성(靭性) 및 피삭성을 나쁘게 하기 때눈에, C 함유율은 0.05∼0.55%로 하였다. 피삭성을 특히 중시하는 경우에는, 0.05∼0.30%의 범위가 바람직하다. 그 이유는, C를 낮게 하는 것에 의해서, 어느 정도의 훼라이트상(ferrite 相)을 확보하기 위해서이고, Si가 훼라이트상에 고용(固溶)되어 이 상(相)이 절삭 윤활성을 개선한다. 또한, 펄라이트(pearlite) 또는 베이나이트(bainite)만 으로서는 이 효과를 충분히 얻을 수 없다.

Mn : Mn은 강의 열간 가공성 및 소입성(燒入性)을 향상시키는데 유효한 원소이다. 그러나, 함유율이 0.10% 미만으로는 Mn의 효과가 얻어지지 않는다. 또한, Mn은 함유율이 2.5%를 넘으면 절삭칩의 표면에 생성하는 저융점의 SiO-FeO계 산화물이 고융점의 SiO-MnO계 산화물로 변하여 피삭성을 저해한다. 따라서, Mn 함유율은 0.10∼2.50%로 하였다.

Cr : Cr은 강이 소입성의 향상에 유효한 원소이다. 본 발명 강에서는 Cr은 필수의 원소는 아니지만, 첨가하는 경우에는, 그 함유율이 3.0%를 넘으면, 피삭성을 해하기 때문에 상한을 3.0%로 하였다. 또한, 소입성을 확보하기 위해서, Cr+Mn 함유율은 0.5% 이상이 바람직하다.

Ni : Ni은 강의 소입성을 향상시키는 원소이지만, 강의 피삭성을 저하시키는 작용을 한다. 또한, Ni은 비싸기 때문에 이런 점을 고려하여 2.0% 이하로 하였다. 또, 본 발명강에서는 Ni를 포함하고 있지 않더라도 좋다.

Mo : Mo은 필요에 따라 첨가하는 원소이며, 소입성의 향상 및 소려(燒戾)할 때 취화(脆化)의 방지에 유효한 원소이다. 단지, 강의 피삭성을 저하시키는 작용도 있기 때문에 이점을 고려하여, 첨가하는 경우는 상한은 1.5%로 하는 것이 바람직하다.

V : V는 필요에 따라 첨가하는 원소이고, 강을 소려(燒戾)할 때 연화저항(軟化抵抗)의 향상에 유효한 원소이다. 또한, V은 저융점 산화물을 형성하기 때문에, Si의 피삭성 향상 효과를 돕는 경향이 있다. 그러나, 그 함유율이 0.50%를 넘으면 강의 피삭성의 저하 및 인성의 저하를 초래하기 때문에, 첨가하는 경우이 상한은 0.50%로 하는 것이 바람직하다.

P : P은 강철의 인성을 해하기 때문에, 극히 낮은 쪽이 좋다. 통상의 공업적인 정련방법으로 제조할 수 있는 범위로서, 본 발명 강에서는 상한을 0.035%로 하였다.

S : S은 피삭성의 향상에 유효한 원소이다. 그러나, S은 강의 인성에는 유해하며, 또한, 융접 갈라짐을 일으키기 쉽다. 따라서, 본 발명 강에서는 S 함유율은 0.080% 이하로 하였다. 단지, 통상의 불순물 수준 정도라도 좋다.

Al : Al은 용강(溶鋼)의 탈산제로서 첨가되어, 그 탈산 생성물인 AlO계 개재물이 강중에 남는다. AlO계 개재물은 경질이기 때문에, 피삭성에 유해하다. 강중의 Al 함유율이 적은 쪽이 AlO개재물로 적기 때문에, 강 중의 Al은 극히 적은 쪽이 좋다. 본 발명 강에서는 고용체 Al(sol. Al)을 포함하여 전체 Al 함유율의 상한을 0.02%로 하였다.

0 : 연질인 산화물계 개재물은 강의 피삭성의 향상에 유효하다. 예컨대, 강 중의 SiO계 개재물에 대하여서는, 절삭 가공을 할 때에 공구의 날끝과 피적삭물과의 사이에 생성하는 산화피막의 층(SiO또는 SiO-Fe0)과 같은효과를 기대할 수 있다. 따라서, 0 함유율의 하한은 0.001%로 하였다. 단지, 산화물이 지나치게 많이 존재하는 경우에는 강의 인성이 저하하기 때문에, 0 함유율의 상한은 0.008%로 하였다.

B : B는 필요에 따라 첨가하는 원소이고, 강의 소입성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 또한, B의 산화물은 융점이 낮기 때문에 Si의 피삭성 향상효과를 돕는 경향이 있다. 그러나, B함유율이 지나치게 높을 경우에는 강의 인성 저하 및 용접성의 저하가 일어나기 때문에, B를 첨가하는 경우의 상한은 0.01%로 하는 것이 바람직하다.

Bi, Be, Pb, Te, Nd : 이들 원소는 강의 피삭성을 향상시키는 경향을 가지고 있다. Bi와 Pb은 저융점의 상을 형성하여 피삭성을 개선하고, Te와 Nd는 황화물의 형태를 제어하여 피삭성을 개선한다. 본 발명 강은 이들 피삭성을 향상시키는 쾌삭성 원소들을 첨가하지 않더라도, 실용상 충분한 피삭성을 구비하고 있다. 따라서, 이들 원소는 본 발명 강에서는 필수의 원소가 아니지만, 더욱 우수한 피삭성이 요구되는 경우에는 필요에 따라 첨가하면 좋다. 다만, Bi 및 Be의 함유율이 지나칠 경우에는 강의 인성이 저하하고, Pb의 함유율이 지나칠 경우에는 절삭면이 거칠게 된다. 또한, Te가 지나칠 경우에는 강의 고온연성을 해하고, Nd는 가격이 비싸다는 문제가 있다. 따라서 이들 원소를 첨가하는 경우 함유율의 상한은, Bi : 0.0%, Be : 0.10%, Pb : 0.05%, Te : 0.05%, Nd : 0.1%로 하였다.

또한, Zr은 황화물의 형태로 변화되어 강의 피삭성을 향상시키는 효과를 가지고 있는 것으로 되어 있다. 그러나, 본 발명 강에서는 황화물의 형태를 제어하는 것에 의해서, 피삭성을 향상시키는 것을 반드시 필요로 하고 있지는 않다. 본 발명 강의 Zr함유율은 공업적으로 제조할 때에, 원료로부터 혼입되는 정도의 양인 0.001%미만이면 지장이 없다.

본 발명의 플라스틱 성형 금형용 강은 통상 공업적으로 쓰이고 있는 제조설비 및 제조방법으로 만들 수 있다. 예를 들면, 아크식 전기로로 원료를 용해하여 정련한 후, 소정의 화학조성으로 되도록 합금원소를 첨가하여 성분을 조정하고, 조괴법(造塊法)에 의하여 강괴로 주조한다. 전기로 대신에 전로(轉爐)를 쓸 수도 있고, 조괴법 대신에 연속주조법을 채용하여도 좋다.

본 발명의 금형용 강에 의해서 금형을 제작하는 경우에는 종래의 금형의 제조방법에 의해서 제작하면 좋다. 또한, 얻어진 금형을 이용해서, 플라스틱의 사출 성형등의 성형을 하는 경우에는, 종래의 플라스틱 성형장치에 이 금형을 적용하면 좋다.

[실시예]

표 2 및 표 3에 시험재료의 화학조성을 나타낸다. 표 2에는 본 발명 강, 표 3에는 비교강 및 종래의 플라스틱 성형 금형용 강(이하, 종래 강이라 한다)의 화학조성을 나타낸다.

주 1 : 표의 좌단열의 『No.』는 시험재료의 번호임.

주 1 : 표의 좌단열의 『No.』는 시험재료의 번호임.

주 2 : -표시된 값은 청구범위 제1항의 본 발명강의 화학 조성의 범위 외(外)

시험재료는 다음의 방법으로 제작하였다. 아크 전기로에 의해서 용해한 용강을 표 2 및 표 3에 나타낸 화학조성으로 성분 조정하여, 1000Kg강괴로 주조하였다. 얻어진 강괴를 1200℃로에 가열한 후 두드려 늘리고 그대로 두기를 되풀이 하여, 단조비(鍛造比) 4 이상으로 될 때까지 단조하여, 폭 400mm, 두께 150mm의 소재를 얻었다. 이 소재를 가열온도 850℃∼900℃로 담금질 처리하고, 거기에 550℃∼650℃로 가열하여 소려처리를 하였다. 상기의 처리로 얻어진 시험재료의 경도는 쇼어 경도로 25∼33이었다.

상기의 시험재료에 관해서, 피삭성, 엠보싱 가공성, 용접보수성 및 매끈한 연마성을 평가하였다. 피삭성은 초경공구를 이용한 프레이즈 절삭 가공시험, 고속도 공구를 이용한 엔드밀 절삭 가공시험을 하여, 각각 공구수명, 가공능률 및 가공변형(단, 가공변형의 측정은 프레이즈 가공만으로 한 것)을 구하는 것에 의해서 평가하였다. 피삭성시험에 쓴 시험편의 크기는 가로 400mm, 세로 400mm, 두께 150mm이다. 엠보싱 가공성은 시험편에 대하여 염화 제2철 수용액에 의해서 껍질 형상의 엠보싱 모양을 형성하는 에칭을 실시하고, 엠보싱 모양의 얼룩(모양 얼룩)의 유무에 의해서 평가하였다. 또한, 용접보수성은 JIS Z 3158에 규정되어 있는 y형 용접갈라짐 시험방법을 행하여, 용접 후의 시험편에 생기는 갈라짐의 유무에 의해서 평가하였다. 매끈한 연마성은, 시험편의 표면을 손으로 손질하여 경면도 #3000으로 연마하고, 경면의 얼룩의 유무에 의해서 평가하였다.

표 4, 표 5에 각각 본 발명 강, 비교강(종래강을 포함)의 시험결과를 나타내었다. 엠보싱 가공성 및 매끈한 연마성에 관하여는, 모양 얼룰이 없는 경우는 ○, 모양 얼룩이 있는 경우는 ×로 표시하였다. 또한, 용접보수성에 관하여는, 갈라짐이 없는 경우는 ○, 갈라짐이 생긴 경우는 ×로 표시하였다.

주 1 : * 표시는 기준치

시험결과에 관해서 표 4의 본 발명 강과 표 5의 종래 강(시험재료 No. 44 : S55C 및 No. 45 : SCM 440)을 비교하면, 다음과 같다. 표 4로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 강의 공구수명은 초경공구에 의한 프레이즈 가공의 경우가 6200mm이상, 고속도 공구에 의한 엔드밀 가공의 경우는 13500mm이상이다. 이에 비하여, 종래 강은 각각 2000mm미만, 7100mm이하로 되어 있어, 본 발명 강의 쪽이 현저하게 길다. 또한, 가공능률은 시험재료 No. 44의 종래 강(JIS S55C 상당재(相當材)을 1로 해서, 본 발명강에서는 초경공구에 의한 프레이즈 가공의 경우가 2.4배 이상, 고속도 강 공구에 의한 엔드밀 가공의 경우가 2.2배 이상으로 되어 있다. 가공능률에 있어서도, 본 발명은 종래 강과 비교하여 각별히 우수하다. 더욱 초경공구에 의한 절삭가공 후의 피가공재의 가공변형은 본 발명 강에서는 길이 400mm에 대하여 0.07mm 이하인데 대하여, 종래 강은 0.31mm와 0.38mm로 지극히 큰 값이었다. 그 밖의 특성에 관해서도, 본 발명 강은 모든 시험재료에 있어서, 엠보싱 가공성, 용접보수성 및 매끈한 연마성에 전혀 문제가 없는데 대하여, 종래 강은 용접 보수성이 뒤떨어지고 있음이 인정되었다. 이와 같이, 본 발명 강은 피삭성 및 그의 밖의 상기의 특성에 있어서, 종래 강에 비하여 극히 우수하다는 것이 확인되었다.

또한, 본 발명강의 화학조성에 대하여, 일부의 원소가 그 범위외인 비교강(시험재료 N. 23∼43)에 관한 시험결과는 다음과 같다. 비교강은 일부의 원소가 본 발명강의 범위를 벗어난 것이다. 그 때문에, 표 5에 나타나 있는 바와 같이 피삭성(공구수명, 가공능률, 가공변형), 엠보싱 가공성, 용접 보수성 및 매끈한 연마성에 있어서, 비교강 중에서도 본 발명강과 같은 값이 보인다. 그러나, 이들의 모든 특성치가 본 발명 강과 같은 시험재료는 없다. 특히, Si 함유율이 낮은 시험재료 No. 25에 관하여는 피삭성이 공구수명, 가공능률 및 가공변형등 모든 면에서 본 발명강 보다 뒤떨어지고 있음이 분명하다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 플라스틱 성형 금형용 강은 피삭성, 엠보싱 가공성, 용접보수성(용접성) 및 매끈한 연마성이 모두 극히 우수하고, 종래 강 및 비교강에 비하여, 각별히 양호한 성능을 가지고 있음이 실증되었다.

본 발명이 플라스틱 성형 금형용 강은 공구수명, 가공능률등의 피삭성이 우수하고, 절삭가공 후의 피가공재의 가공변형이 적다. 또한, 엠보싱 가공성, 용접보수성(용접성). 매끈한 연마성등의 특성도 양호하다. 본 발명 강의 적용에 의한 공구수명의 향상은, 공구비의 저감 및 절삭가공의 무인화에 결부하여 가공능률의 향상, 가공시간의 단축, 나아가서는 금형제작 리드타임의 단축으로 이어진다. 더욱, 가공 변형이 경미한 점은, 연마공정의 생략에 의한 금형 제작 소요일수의 단축에도 결부된다. 이와 같이, 본 발명의 플라스틱 성형금형용 강은 금형의 제작비의 저감 및 제작 소요 일수의 단축이 가능함과 동시에, 엠보싱 가공성, 용접 보수성(용접성), 매끈한 연마성에 있어서도 우수하다.

이와 같이, 본 발명의 플라스틱 성형 금형용 강은 플라스틱의 성형가공에 대하여 우수한 효과를 발휘한다.

Claims (2)

1. 중량%로서,

   C : 0.05∼0.55%, Si : 0.50∼2.5%,

   Mn : 0.10∼2.50%, Cr : 3.0% 이하,

   Ni : 2.0% 이하, Mo : 1.5% 이하,

   V : 0.50% 이하, P : 0.035% 이하,

   S : 0.080%이하, Al : 0.02% 이하,

   B : 0.01% 이하, Bi : 0.05% 이하,

   Be : 0.1% 이하, Pb : 0.05% 이하,

   Te : 0.05% 이하, Nd : 0.1% 이하,

   0(산소) : 0.001∼0.008%

   를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피삭성이 우수한 플라스틱 성형 금형용 강.
2. 제1항에 있어서, Si 함유율이 중량%로서, 1.0%∼2.5%인 것을 특징으로 하는 피삭성이 우수한 플라스틱 성형 금형용 강.