KR100429050B1

KR100429050B1 - 플라스틱용금형의제조를위한저합금강,용접용와이어및블록

Info

Publication number: KR100429050B1
Application number: KR1019970016098A
Authority: KR
Inventors: 쟝 베귀노; 질베르 쁘리몽; 프레데릭 쉐누
Original assignee: 끄뢰소 루와르 앵뒤스트리 소시에떼아노님
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 2004-09-08
Also published as: CA2203488A1; ATE227354T1; US5855845A; DE69716806D1; CN1174896A; JP4189776B2; DE69716806T2; CN1074059C; TW426746B; MX9703092A; FR2748036A1; CA2203488C; JPH1096049A; KR970070229A; PT805220E; FR2748036B1; ES2186851T3; EP0805220A1; AU1903897A; EP0805220B1

Abstract

화학 조성이 중량 % 로서 0.35 % ≤C ≤ 0.5 %, 0 % ≤Si ≤0.5 %, 0.2 % ≤Mn ≤2.5 %, 0 % ≤Ni ≤4 %, 0 % ≤Cr ≤4 %, 0 % ≤Mo + W/2 ≤2 %, 0 % ≤Cu ≤1 %, 0 % ≤V + Nb/2 + Ta/4 ≤0.5 %, 0.005 % ≤Al ≤0.2 %, 0 % ≤B ≤0.015 %, 0 % ≤Ti + Zr/2 ≤0.3 %, 0 % ≤S + Se + Te ≤0.2 %, 0 % ≤Pb + Bi≤ 0.2 %, 0 % ≤Ca ≤0.1 % 이고, 잔부 철 및 제조과정에서 발생된 불순물을 함유하며, 동시에 관계식 Cr + 3 ×(Mo + W/2) + 10 ×(V + Nb/2 + Ta/4) ≥1, R = 3.8 ×C + 10 ×Si + 3.3 ×Mn + 2.4 ×Ni + 1.4 ×(Cr + Mo + W/2) ≤11, Qu = 3.8 × C + 1.1 ×Mn + 0.7 ×Ni + 0.6 × Cr + 1.6 ×(Mo + W/2) + kB ≥3 (B ≥0.0005 % 인 경우 kB = 0.5, 그렇지 않은 경우 kB = 0) 및 R ≤Max (2.33 ×Qu - 1, 0.9 × Qu + 4) 을 만족시키는 분석치를 갖는, 플라스틱의 사출성형을 위한 금형의 제조용 강.

Description

플라스틱용 금형의 제조를 위한 저 합금강, 용접용 와이어 및 블록 {LOW ALLOY STEEL FOR THE MANUFACTURE OF MOULDS FOR PLASTICS}

본 발명은 특히 플라스틱용 금형의 제조에 사용되는 저 합금강에 관한 것이다.

플라스틱 또는 고무용 금형은 두께가 1.5 m 에 달할 수 있는 금속의 괴상 블록을 절삭가공함으로써 제조된다. 절삭가공의 목적은, 특히 금형에 의해 수득하고자 하는 물건의 형태를 갖는 캐비티(cavity) 을 형성하는 것이다. 대부분의 경우에, 성형에 의해 수득되는 물건에 바람직한 표면 외관을 부여하기 위하여, 캐비티의 표면을 연마하거나 화학적으로 그레인화 (grain) 한다. 성형 공정은 가압 하에서 고온 플라스틱의 사출에 의해 행해지므로, 금형은 먼저 플라스틱의 압력에 의해 발생되는 힘을 견디어야 하고, 두 번째로 성형 공정의 생산성을 증가시키기 위하여 가능한 한 빨리 플라스틱으로부터 열을 제거해야 하며, 마지막으로 캐비티 표면상에서 플라스틱의 마찰에 기인한 마모를 견디어야 한다. 또한, 강의 특성은 사용시에 안정하게 유지되어야 하고, 다시 말해서 성형 공정에 의해 발생되는 온도 사이클에 둔감해야 하고 가장 두꺼운 부위를 포함하여 가능한 한 균일하게 유지되어야한다. 이러한 모든 조건을 만족시키기 위하여, 플라스틱의 사출성형을 위한 금형의 제조를 위해 특히 매우 큰 경도, 매우 양호한 절삭가공성, 매우 양호한 연마성 또는 화학적 그레인화성 (grainability), 양호한 열 전도도 및 동시에 두께에 상관없이 상기 모든 특성의 균일성이 매우 양호한 강이 요구되고 있다. 이러한 이상적인 강은 공지되지 않았다.

금형의 제조를 위하여, 담금질 및 어닐링 후에, 실질적으로 페라이트가 없고 충분한 경도, 높은 항복점 및 양호한 인성을 갖는 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직을 수득하기 위하여 충분히 담금질된 저 합금강의 블록을 사용하는 것이 일반적이다.

가장 널리 사용되는 강은 AISI 규격에 따른 강 P20 및 독일 버크스토프 (Werkstoff) 규격에 따른 강 W1.2311 또는 W1.2738 이다.

강 P20 은 중량 기준으로 0.28 % 내지 0.4 % 의 탄소, 0.2 % 내지 0.8 % 의 규소, 0.6 % 내지 1 % 의 망간, 1.4 % 내지 2 % 의 크롬 및 0.3 % 내지 0.5 % 의 몰리브덴과 잔부 철 및 제조과정에서 발생된 불순물을 함유한다.

강 W1.2311 및 W1.2738 은 중량 기준으로 0.35 % 내지 0.45 % 의 탄소, 0.2 % 내지 0.4 % 의 규소, 1.3 % 내지 1.6 % 의 망간, 1.8 % 내지 2.10 % 의 크롬 및 0.15 % 내지 0.25 % 의 몰리브덴을 함유하고; 강 W1.2738 은 추가로 0.9 % 내지 1.2 % 의 니켈과 잔부 철 및 제조과정에 관련된 불순물을 함유한다.

상기 강들은 양호한 내마모성을 갖는다. 그러나, 본 발명자들은 이들의 열 전도도 및 담금질성 특성의 조합이 불충분하다는 것을 알아내었다. 강 W1.2738 은실질적으로 강 W1.2311 에 비해 담금질성이 좋고, 그 자체는 강 P20 에 비해 담금질성이 좋다. 그러나, 강 W1.2738 은 강 W1.2311 에 비해 실질적으로 낮은 열 전도도를 갖고 그 자체는 강 P20 의 열 전도도 보다 낮다. 가장 양호한 열 전도도를 갖는 강은 가장 불량한 담금질성을 갖고 그 역도 성립되기 때문에, 양호한 열 전도도를 갖는 매우 큰 금형을 제조하는 것은 불가능하다. 큰 크기의 금형을 양호한 열 전도도를 갖도록 제조하고자 한다면, 강 W1.2738 대신에 강 P20 을 사용하는 것이 필요하고, 매우 큰 단일 요소 보다는 몇 개의 비교적 작은 요소들로 금형을 만드는 것이 필요하다. 그러나, 이것은 상당히 복잡하고 금형의 제조 비용을 증가시킨다는 단점을 갖기 때문에 이 기술은 사용되지 않거나 심지어 고려되지도 않는다. 성형에 의해 제조된 물건의 표면상에 자국이 생기는 것을 피하기 위해서는 다양한 요소들을 완벽하게 맞추는 것이 필요한데 실제적으로 이는 불가능하다.

본 발명의 목적은 금형 제조를 위한 강으로서 바람직한 주요 특성들, 특히 매우 양호한 내마모성 및 선행 기술에서 수득되는 것보다 양호한 담금질성 및 열 전도도 특성의 조합을 동시에 갖는 강을 제공함으로써 상기 단점을 극복하는 데 있다.

상기 목적을 위하여, 본 발명은 중량 % 로서 하기의 화학적 조성

을 함유하고;

- 선택적으로, 티타늄 함량 및 지르코늄 함량의 1/2 의 합이 0.3 중량 % 이하가 되는 양으로 티타늄 및 지르코늄에서 선택된 하나 이상의 원소를 함유하며;

- 선택적으로, 황, 셀레늄 및 텔루륨의 함량의 합이 0.2 중량 % 이하가 되는 양으로 황, 셀레늄 및 텔루륨에서 선택된 하나 이상의 원소를 함유하고;

- 선택적으로, 납 및 비스무트의 함량의 합이 0.2 중량 % 이하가 되는 양으로 납 및 비스무트에서 선택된 하나 이상의 원소를 함유하며;

- 선택적으로, 0.1 중량 % 이하의 칼슘을 함유하고;

잔부 철 및 제조과정에서 발생된 불순물을 함유하며;

동시에 하기 관계식:

Cr + 3 ×(Mo + W/2) + 10 ×(V + Nb/2 + Ta/4) ≥1

R = 3.8 × C + 10 × Si + 3.3 × Mn + 2.4 × Ni + 1.4 × (Cr + Mo + W/2) ≤ 11

Qu = 3.8 × C + 1.1 × Mn + 0.7 × Ni + 0.6 × Cr + 1.6 ×(Mo + W/2) + kB ≥ 3

(B ≥ 0.0005 % 인 경우 kB = 0.5, 그렇지 않은 경우 kB = 0) 및

R ≤ Max (2.33 × Qu - 1, 0.9 × Qu + 4)

을 만족시키는 분석치를 갖는, 플라스틱 또는 고무의 사출성형을 위한 금형의 제조용 강을 발명의 요지로 한다.

화학적 조성은 바람직하게는 Mo + W/2 ≥0.4 % 이다.

또한, Si ≤0.15 % 가 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 Si ≤0.1 % 이다.

마지막으로, 바람직하게는 붕소 함량이 0.0005 % 이상이어야 한다.

강의 조성은 바람직하게는 R ≤9 이고 임의로 Qu ≥4.3 가 되도록 선택되어야 한다.

상기 조건은 강의 화학적 조성이 다음 :

와 같을 때, 그리고 추가로 조성이 하기 관계식 :

를 만족시킬 때 특히 바람직한 방식으로 수득된다.

강이 바람직하게 티타늄 또는 지르코늄을 함유할 때, 제조시에 매우 미세한 질화 티타늄 또는 질화 지르코늄의 석출물을 수득하기 위해서는 티타늄 또는 지르코늄을 액상 강에 서서히 도입하는 것이 요망된다. 또한 티타늄, 지르코늄 및 질소 함량 (중량 %) 이 바람직하게는

이 되도록 하는 것이 필요하다.

이러한 조건하에, 고상의 미소면 1mm²영역에서 계수된 0.1 μm 초과의 크기를 가진 질화 티타늄 또는 질화 지르코늄 석출물의 수는, 질화물의 형태로 석출된 티타늄의 총 함량 및 질화물의 형태로 석출된 지르코늄의 총 함량의 1/2 의 합 (1/1000 단위의 중량 % 로 표현됨) 의 4 배 미만이다.

마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 화학적 조성을 가진 강의 블록에 관한 것으로서, 상기 블록의 특징적인 치수는 약 20 mm 내지 1500 mm 이고, 강의 조직은 블록의 모든 부분에서 본질적으로 페라이트를 갖지 않는 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직이며, 경도는 블록의 모든 부분에서 250 브리넬 내지 370 브리넬, 바람직하게는 270 브리넬 내지 350 브리넬이다.

본 발명에 따른 강은 주물 기술로 플라스틱용 금형을 제조하는데 사용될 수 있다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 이하 실시예는 본 발명을 결코 제한하지 않으며 단지 예증을 위한 것이다.

플라스틱의 사출성형을 위한 금형의 제조를 위해 필요한 모든 특성을 수득하기 위하여, 강의 화학 조성은 다음을 포함해야 한다 (% 는 중량 % 임)

- 충분한 경도와 매우 양호한 내마모성을 동시에 수득하기 위한 0.35 % 초과의 탄소; 탄소의 함량이 높을수록 동일한 경도에서 내마모성은 비례하여 양호해진다; 그러나, 만족스런 절삭가공성 및 인성을 유지하기 위해서는 탄소 함량이 너무 높지 않아야 하며; 따라서, 탄소 함량은 0.5 % 이하로 유지되어야 하고; 바람직하게는 탄소 함량은 0.37 % 내지 0.45 % 이어야 한다;

- 담금질성을 증가시키고 특히 베이나이트 영역을 증가시키기 위하여 바람직하게는 0.4 % 초과의 몰리브덴; 이것은 두꺼운 블록에서 특성의 균일성이 좋아지게 한다; 몰리브덴은 또한 어닐링에 대한 내성을 증가시키고 탄소와 함께 카바이드를 형성하며 동일한 강도에서 내마모성을 증가시키는 장점을 갖는다; 그러나, 몰리브덴은 이 원소의 충분한 효과를 얻기 위해서는 2 % 를 초과하여 함유할 필요가 없으며, 특히 이 원소가 매우 고가이고 절삭가공성 및 연마성을 위해 좋지 못한 편석의 형성을 촉진하기 때문에 몰리브덴의 함량은 1 % 로 제한되는 것이 바람직하다; 몰리브덴은 몰리브덴 1 % 당 2 % 의 텅스텐의 비율로 텅스텐으로 완전히 또는 부분적으로 대체될 수 있으며 따라서 화학 조성 조건은 Mo + W/2 의 양으로 정의된다;

- 열 전도도를 과다하게 열화시키지 않으면서, 연화 및 마모에 대한 내성을 향상시키고 담금질성을 향상시키기 위한, 0 % 내지 4 %, 바람직하게는 1.5 % 내지 2.5 % 의 크롬;

- 선택적으로, 경도를 증가시키고 내마모성을 향상시키기 위하여 V + Nb/2 + Ta/4 의 합이 0 % 내지 0.5 %, 바람직하게는 0.2 % 이하가 되는 양의, 바나듐, 니오븀 또는 탄탈룸, 또는 이들의 조합;

- 황과 결합하고 담금질성을 증가시키는 장점을 가진 0.2 % 초과의 망간, 그러나 망간은 강의 열 전도도를 상당히 감소시키는 단점이 있기 때문에 그의 함량은 2.5 %, 바람직하게는 1.5 % 로 제한된다;

- 0.5 % 미만, 바람직하게는 0.15 % 미만, 더욱 바람직하게는 0.1 % 미만의 규소, 이 원소는 액상 강의 탈산용으로 사용되지만, 강의 열 저항성을 상당히 증가시키고 큰 크기의 블록에서는 중간편석(mesosegregation)의 형성을 촉진하는 단점을 가지므로, 바람직하게는 규소 함량은 가능한 한 적어야 한다;

- 선택적으로, 담금질성을 증가시키기 위해 0 % 내지 4 % 함량의 니켈; 열 전도도가 너무 많이 감소되지 않도록 0.5 % 미만의 니켈이 바람직하며, 이 원소는 또한 강이 철 스크랩으로 제조될 때 잔류 원소로서 존재할 수 있다;

- 선택적으로, 원료에 의해 도입되는 잔류 원소인 0 % 내지 1 % 의 구리, 그러나 니켈과 함께일 때는 바람직한 경화 효과를 가질 수 있다;

- 강을 탈산시키고 적절한 경우 담금질성의 붕소 보호에 기여하는 0.005 % 내지 0.2 % 의 알루미늄;

- 강에 항상 함유되고 붕소의 효과를 중화시킬 수 있는 질소를 고정하기 위하여, 티타늄 함량과 지르코늄 함량의 1/2 의 합이 0.3 % 이하가 되는 양의 티타늄 및 지르코늄에서 선택된 하나 이상의 원소; 강이 티타늄 또는 지르코늄을 함유할 때 티타늄, 지르코늄 및 질소 (수 ppm 내지 수백 ppm 의 함량으로서 적어도 불순물로서 항상 존재하는 원소) 의 함량은

의 범위내이고, 산화된 티타늄 또는 지르코늄 상을 서서히 용해시킴으로써, 예를 들어 티타늄 또는 지르코늄을 미탈산된 강에 첨가한 다음 알루미늄과 같은 강한 탈산제를 첨가함으로써 티타늄 또는 지르코늄을 강에 도입하는 것이 바람직하다; 이 조건은 질화 티타늄의 매우 미세한 분산물을 수득케하며 이는 충격 강도, 절삭가공성 및 연마성에 유리하다; 이러한 바람직한 방식으로 티타늄 또는 지르코늄이 도입될 때, 고상 강의 미소면 1 mm²면적에 걸쳐 계수된 0.1 μm 초과의 크기를 가진 질화 티타늄 또는 질화 지르코늄의 수는, 질화물의 형태로 석출된 티타늄의 총 함량 및 질화물의 형태로 석출된 지르코늄의 총 함량의 1/2 의 합의 4 배 미만이다 (1/1000 단위의 % 로 표현됨);

- 선택적으로, 열 전도도를 열화시키기 않으면서, 담금질성을 증가시키기 위하여 0 % 내지 0.015 %, 바람직하게는 0.0005 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.002 % 이상의 붕소;

- 절삭가공성을 향상시키기 위하여, 불순물로서, 즉 0.005 % 미만의 함량으로, 또는 선택적으로 셀레늄 또는 텔루륨과 함께 첨가되는 것으로서 황; 황, 셀레늄 및 텔루륨 함량의 합은 0.2 % 이하이며; 0.2 % 이하의 함량으로 납 또는 비스무트를 첨가함으로써 또는 0.1 % 이하의 함량으로 칼슘을 첨가함으로써 절삭가공성을 향상시킬 수 있다;

잔부는 철 및 제조과정에서 발생된 불순물이다.

이 조성 범위 내에서, 각각의 원소의 함량은, R 이 강의 열 저항성을 나타내는 양이고 Qu 가 그의 담금질성을 나타내는 양이라면, 하기 조건이 성립되는 범위 내이어야 한다:

R ≤ 11, 바람직하게는 R ≤ 9

Qu ≥ 3, 바람직하게는 Qu ≥ 4.3

상기 표현에서 R 및 Qu 는 무차원의 계수이며 하기 식을 사용하여 계산된다:

(B ≥ 0.0005 % 인 경우 kB = 0.5, 그렇지 않은 경우 kB = 0)

상기 조건들은, 강의 조직이, 담금질 후에 본질적으로 페라이트가 없는 (페라이트는 바람직하지 않지만 소량의 잔류물이 남아있을 수도 있다) 마르텐사이트 또는 베이나이트 (마르텐사이트-베이나이트의 혼합 조직일 수도 있다) 이기에 충분한 담금질성을 수득가능케 하고, 사출성형 장치의 생산성 효율을 증가시킬 수도 있는 강의 열 전도도를 수득하게 한다.

상기 두개의 식으로부터 각각의 원소에 대한 계수의 비를 계산할때, 규소, 니켈 및 일정량의 망간은 바람직하지 않고 그의 함량은 각종 야금학적 제약에 상응하는 가장 낮은 수준으로 조절되어야 한다는 것을 알았으며, 다른 한편으로는, 붕소, 몰리브덴 (또는 텅스텐), 탄소 및 크롬의 순서대로 바람직하고, 이 원소들은 열 저항성에 대한 소정의 효과에 있어서 담금질성에 대한 기여도의 측면에서 매우 바람직하다는 것을 알아내었다. 더욱 정확하게는, 몰리브덴, 탄소 및 크롬의 계수에 대하여, R 및 Qu 에 대한 식에 관련된 계수의 비를 계산함에 있어서, 본 발명자들은 강의 화학 조성이 하기 관계식을 만족해야만 하는 것을 알아내었다.

이 표현은 R 이 2.33 × Qu - 1 및 0.9 × Qu + 4 의 두 값 중 큰 쪽보다 작거나 동일해야 한다는 것을 의미한다.

마지막으로, 강의 특성 중 양호한 안정성 및 만족스런 충격 강도를 얻기 위해 필요한, 500 ℃ 이상의 온도에서 어닐링 후에 250 BH 보다 높은 경도를 달성하기 위해서는, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 바나듐, 니오븀 및 탄탈룸 함량이 하기 관계식을 만족해야 한다:

상기 모든 관계식은 동시에 만족되어야만 한다.

이렇게 정의된 조성 영역에서, 바람직한 영역은 하기 조건에 의해 결정될 수있다:

강은 이미 상기 언급된 다른 원소들 (황, 셀레늄, 텔루륨, 비스무트, 납 및 칼슘) 을 추가로 함유할 수 있으며; 바람직하게는 상기 언급된 방식으로 티타늄이 도입된다.

탄소 함량이 0.4 % 정도인 강은 일반적으로 용접이 곤란한 것으로 여겨지지만, 본 발명에 따른 강으로 제조된 금형은 약 300 ℃ 이상의 온도로 예비가열 및 사후 가열 처리하는 용접에 의해 수리될 수 있다. 이러한 측면에서 볼 때, 선택된 화학 조성 영역은, 기지 금속과 용접의 ZAH 간의 경도 차 ΔH 가 적게 유지되고 (100 BH 미만), 이는 동일한 담금질성에서 종래 기술에 따른 강으로 수득된 기재 금속과 ZAH 간의 경도 차보다 실질적으로 낮기 때문에, 수리 후에 처리 (절삭가공, 연마, 그레인화)를 촉진시키는 장점을 갖는다.

금형의 제조를 위해 사용될 수 있는 강의 블록을 제조하기 위하여, 액상 강을 제조하고, 이것을 주괴 또는 슬라브 같은 반제품의 형태로 주조하고, 이어서 반제품을 압연하거나 단조하여 예를 들어 시트와 같은 블록을 수득한다. 이어서, 반제품을 담금질 및 어닐링의 가열 처리하여, 절삭가공성을 위해 바람직하지 못한 성분인 페라이트를 본질적으로 갖지 않는 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직을 만든다. 일반적으로 평행육면체 형태인 블록은 특징적인 치수 d 를 가지며, 대부분의 경우에 가장 작은 치수는 담금질 매질의 특성과 조합되어 코어에서의 냉각 속도를 결정한다. 페라이트가 없는 코어 조직을 위해서는, 강의 담금질성은 페라이트의 생성의 임계 속도가 코어에서의 냉각 속도보다 낮아지기에 충분해야 한다.

어닐링은 500 ℃ 보다 높은 온도, 바람직하게는 550 ℃ 보다 높지만 강의 Ac₁점보다 낮은 온도에서 수행되어야 한다.

본 발명에 따른 강은 주물 기술을 사용하여 금형을 제조함에 있어서 특별한장점을 나타낸다. 이렇게 수득된 금형은 상기 언급된 바와 같이 단조 강이 아닌 주조 강으로 만들어진다. 이 공정에 따르면, 물순환을 사용하는 냉각을 위해 통로가 뚫린 괴상 평행육면체 블록으로부터 금형의 캐비티를 절삭가공하는 것 대신에, 충분한 기계적 강도를 보장하는 적절한 형태를 가진 금형 캐비티의 블랭크와 외부로 구성된 금형 블랭크를 주물 기술에 의해 제조하며, 이에 의해 괴상 블록으로부터 캐비티를 절삭가공하는 기술에 의해 수득되는 것보다 훨씬 덜 두꺼운 벽이 얻어진다. 금형 자체는 블랭크의 마무리 기계가공과 열 처리에 의해 수득된다. 금형의 벽의 두께가 비교적 작기 때문에, 열 전도도가 매우 양호한 본 발명에 따른 강을 사용하면, 금형의 벽에 뚫린 통로 내의 물 순환을 사용하여 냉각하는 단계를 감소시키거나 심지어 없앨 수도 있고, 사용시에 금형의 외부주위의 가스 순환에 의해 금형을 확실히 냉각시킬 수 있다. 캐비티의 절삭가공은 종종 기공 발생의 원인이 되고, 이는 용접에 의해 수리된다. 강의 비교적 우수한 용접성은 이 조작을 용이하게 한다. 열 처리는 용접된 강으로 만들어진 금형 상에서 수행되는 열 처리와 동일하다; 그러나, 이것에 앞서 입자를 미세화를 위해 1회 이상의 오스테나이트화가 선행될 수 있다.

실시예로서, 본 발명에 따른 강 A, B, C 및 D 와 선행 기술에 따른 강 E, F 및 G 를 제조한다. 이들 강의 화학적 조성은 하기 표에 나타낸다 (1/1000 단위의 중량 %)

이들 강을 사용하여 금형의 제조에 사용할 수 있는 어닐링 및 담금질된 블록을 제조한다. 블록의 두께 (특징적인 치수 d), 담금질 방법, 어닐링 조건 및 열 저항성 계수 R 및 담금질성 계수 Qu, 열 전도도 값, 수득된 경도 및 ZAH 와 기재 금속간의 경도차 ΔH 를 하기 표 2 에 나타낸다.

열전도도 = W/m/K 로 표현되는 단위의 열 전도도

경도는 브리넬로 표현됨

상기 결과는 본 발명에 따른 강 A, B, C 및 D 가 선행 기술에 따른 강 E 및F 에 필적하는 담금질성 값을 갖지만, 열 전도도 값은 훨씬 높다 (거의 30 %) 는 것을 나타낸다. 선행 기술에 따른 강 G 는 강 B, C 및 D 에 필적하는 열 전도도를 갖지만, 담금질성이 상기 강들에 비해 매우 낮다. 이러한 낮은 담금질성 때문에, 제조될 수 있는 최대 두께가 200 mm 미만이고 담금질은 반드시 물을 사용하여 수행해야 하며, 이것은 작은 두께의 단점이다.

본 발명에 따른 강 A 내지 D 는 ZAH 와 기재 금속간의 경도차 ΔH 가 55 BH 미만인데 대하여, 강 E 및 F 는 100 BH 보다 큰 ΔH 를 갖는다. 선행 기술에 따른 강 G 는 낮은 ΔH (44 BH) 를 갖지만, 이것은 매우 평범한 담금질성을 갖는다.

본 발명에 따른 강은, 특징적인 치수가 20 mm 내지 적어도 1500 mm 이고, 모든 부위에서 본질적으로 페라이트가 없는 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직을 가지며, 모든 부위에서 250 브리넬 내지 370 브리넬의 경도를 갖는 블록의 제조를 위해 사용될 수 있다. 상기 블록은 플라스틱 또는 고무, 또는 바람직하게는 약 500 ℃ 미만의 온도에서 성형되는 기타 재료의 사출성형을 위한 금형의 제조를 위해 사용될 수 있다.

금형을 용접에 의해 수리할 때, 첨가되는 금속은 기지 금속과 동일한 조성을 가져야 하는 것이 매우 바람직하며; 따라서, 본 발명에 따른 강은 용접용 와이어 또는 용접 전극 제조용 와이어의 형태로 제조될 수 있다.

Claims

화학적 조성이 중량 % 로서

0 %〈 V + Nb/2 + Ta/4 ≤0.5 %, 0 %〈 B ≤ 0.015 % 의 조성범위를 가지는 하나 이상의 원소를 함유하며;

- 선택적으로, 티타늄 함량 및 지르코늄 함량의 1/2 의 합이 0.3 중량 % 이하가 되는 양으로 티타늄 및 지르코늄에서 선택된 하나 이상의 원소를 함유하며;

- 선택적으로, 황, 셀레늄 및 텔루륨의 함량의 합이 0.2 중량 % 이하가 되는 양으로 황, 셀레늄 및 텔루륨에서 선택된 하나 이상의 원소를 함유하고;

- 선택적으로, 납 및 비스무트의 함량의 합이 0.2 중량 % 이하가 되는 양으로 납 및 비스무트에서 선택된 하나 이상의 원소를 함유하며;

- 선택적으로, 0.1 중량 % 이하의 칼슘을 함유하고;

잔부로서 철 및 제조과정에서 발생된 불순물을 함유하며;

동시에 하기 관계식:

(B ≥ 0.0005 % 인 경우 kB = 0.5, 그렇지 않은 경우 kB = 0) 및

R ≤ Max (2.33 × Qu - 1, 0.9 × Qu + 4)

을 만족시키는 분석치를 갖는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 또는 고무의 사출성형을 위한 금형의 제조용 강.
제 1 항에 있어서, Si ≤ 0.15 % 임을 특징으로 하는 강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, B ≥ 0.0005 % 임을 특징으로 하는 강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, R ≤ 9 임을 특징으로 하는 강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, Qu ≥ 4.3 임을 특징으로 하는 강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, Si ≤ 0.1 % 임을 특징으로 하는 강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

0 %〈 V + Nb/2 + Ta/4 ≤0.2 %, 0 %〈 Ti + Zr/2 ≤0.3 % 의 조성범위를 가지는 하나 이상의 원소를 함유하며,

R ≤ 2.33 × Qu - 2.4 임을 특징으로 하는 강.
제 1 항 또한 제 2 항에 있어서, 티타늄, 지르코늄 및 질소 함량 (중량 %) 이

의 범위내이고, 고상의 미소면 1 mm²영역에서 계수된 0.1 μm 초과의 크기를 가진 질화 티타늄 또는 질화 지르코늄 석출물의 수가, 질화물의 형태로 석출된 티타늄의총 함량 및 질화물의 형태로 석출된 지르코늄의 총 함량의 1/2 의 합 (1/1000 단위의 중량 % 로 표현됨) 의 4 배 미만인 것을 특징으로 하는 강.
특징적인 치수가 20 mm 내지 1500 mm 이고, 모든 부위에서 강의 조직이 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직이며, 모든 부위에서 250 브리넬 내지 370 브리넬의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 강의 블록.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 주물 기술에 의해 플라스틱용 금형을 제조하기 위해 사용되는 강.
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 강으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접용 또는 용접 전극의 제조용 와이어.
제 7 항에 있어서, R ≤ 9 인 것을 특징으로 하는 강.
제 7 항에 있어서, Qu ≥ 4.3 인 것을 특징으로 하는 강.
제 7 항에 있어서, 티타늄, 지르코늄 및 질소 함량 (중량 %) 이

의 범위내이고, 고상의 미소면 1 mm²영역에서 계수된 0.1 μm 초과의 크기를 가진 질화 티타늄 또는 질화 지르코늄 석출물의 수가, 질화물의 형태로 석출된 티타늄의 총 함량 및 질화물의 형태로 석출된 지르코늄의 총 함량의 1/2 의 합 (1/1000 단위의 중량 % 로 표현됨) 의 4 배 미만인 것을 특징으로 하는 강.
특징적인 치수가 20 mm 내지 1500 mm 이고, 모든 부위에서 강의 조직이 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직이며, 모든 부위에서 250 브리넬 내지 370 브리넬의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는, 제 8 항에 따른 강의 블록.
특징적인 치수가 20 mm 내지 1500 mm 이고, 모든 부위에서 강의 조직이 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직이며, 모든 부위에서 250 브리넬 내지 370 브리넬의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는, 제 7 항에 따른 강의 블록.
특징적인 치수가 20 mm 내지 1500 mm 이고, 모든 부위에서 강의 조직이 마르텐사이트 또는 베이나이트 조직이며, 모든 부위에서 250 브리넬 내지 370 브리넬의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는, 제 14 항에 따른 강의 블록.
제 7 항에 있어서, 주물 기술에 의해 플라스틱용 금형을 제조하기 위해 사용되는 강.
제 8 항에 있어서, 주물 기술에 의해 플라스틱용 금형을 제조하기 위해 사용되는 강.
제 14 항에 있어서, 주물 기술에 의해 플라스틱용 금형을 제조하기 위해 사용되는 강.
제 7 항에 따른 강으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접용 또는 용접 전극의 제조용 와이어.
제 8 항에 따른 강으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접용 또는 용접 전극의 제조용 와이어.
제 14 항에 따른 강으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접용 또는 용접 전극의 제조용 와이어.