KR101379058B1 - Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same - Google Patents

Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101379058B1
KR101379058B1 KR1020110130973A KR20110130973A KR101379058B1 KR 101379058 B1 KR101379058 B1 KR 101379058B1 KR 1020110130973 A KR1020110130973 A KR 1020110130973A KR 20110130973 A KR20110130973 A KR 20110130973A KR 101379058 B1 KR101379058 B1 KR 101379058B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hardness
toughness
precipitation hardening
mold steel
steel
Prior art date
Application number
KR1020110130973A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130064386A (en
Inventor
최점용
이선국
오상훈
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020110130973A priority Critical patent/KR101379058B1/en
Publication of KR20130064386A publication Critical patent/KR20130064386A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101379058B1 publication Critical patent/KR101379058B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 중량%로 C:0.05~0.13%, Si:0.2~1.2%, Mn:1.3~1.7%, Cr:0.2~1.0%, Mo:0.2~1.0%, Ni:2.5~3.5%, Cu:0.7~1.5%, Al:0.7~1.5%, Nb:0.01~0.1%, S:0.006%이하, 잔부Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 갖고 용접 보수가 가능한 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 용접부 및 모재부 열영향부의 경도 복원을 위하여 용접 후 530~550℃ 온도로 후열처리를 하는 것을 특징으로 하며, 특히 후 열처리 유지시간을 3~7시간으로 규정하 것을 특징으로 한다.In the present invention, C: 0.05 to 0.13%, Si: 0.2 to 1.2%, Mn: 1.3 to 1.7%, Cr: 0.2 to 1.0%, Mo: 0.2 to 1.0%, Ni: 2.5 to 3.5%, Cu: High hardness and toughness precipitation hardening mold steel with its composition composed of 0.7 ~ 1.5%, Al: 0.7 ~ 1.5%, Nb: 0.01 ~ 0.1%, S: 0.006% or less, balance Fe and other unavoidable impurities It relates to a manufacturing method. The present invention is characterized in that the post-heat treatment at 530 ~ 550 ℃ temperature after welding in order to restore the hardness of the heat affected zone of the welded part and the base material, characterized in that the post-heat treatment holding time is specified as 3 to 7 hours.

Description

고경도 및 고인성 석출경화형 금형강 및 그 제조방법{Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same}Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same

본 발명은 금형 제조를 위해 사용되는 재료인 금형강 및 그 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 플라스틱 제품을 성형하는 금형을 만들기 위한 고경도 및 고인성의 석출경화형 금형강과 이를 제조하기 위한 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mold steel which is a material used for manufacturing a mold, and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a hardening and high toughness precipitation hardening mold steel for making a mold for molding a plastic product and a manufacturing method for manufacturing the same. will be.

일반적으로 플라스틱의 성형 등에 사용되는 금형강은 금형으로 가공한 후에 열처리하는 강종과, 금형강을 열처리한 후에 금형으로 가공하는 강종으로 크게 대별된다. 과거에는 전자에 해당하는 탄소강이나 저합금강이 다수 사용되어 왔으나, 경도, 인성 등의 물성이 떨어져 수명이 짧은 문제로 인하여 최근에는 후자에 해당하는 석출경화형 금형강이 주로 사용되고 있다.In general, mold steel used for molding plastics is roughly divided into steel grades which are heat treated after being processed into molds and steel grades which are processed into molds after heat treatment of the mold steels. In the past, a number of carbon steels or low alloy steels corresponding to the former have been used, but due to problems of short lifespan due to poor physical properties such as hardness and toughness, precipitation hardening mold steels corresponding to the latter are mainly used.

이와 같이, 플라스틱 성형용 금형에 주로 사용되는 석출경화형 금형강은 금형의 제작기간의 단축과 사용수명을 향상시키기 위하여, 피삭성 뿐만 아니라 경도와 인성이 우수해야 하지만, 이러한 경도와 인성은 서로 상반되는 성질이기 때문에 우수한 경도와 인성을 동시에 확보하는 것이 용이하지 않은 문제가 있다.As such, the precipitation hardening mold steel mainly used in the mold for plastic molding has to be excellent in hardness and toughness as well as machinability in order to shorten the manufacturing time and improve the service life of the mold. Because of its properties, it is not easy to ensure excellent hardness and toughness at the same time.

본 발명은 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a high hardness and high toughness precipitation hardening mold steel.

또한, 본 발명은 금형강의 장시간 사용 중 발생하는 미세 결함이나 균열을 용접 보수 함에 의하여, 금형의 사용수명과 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 용접 보수 후 용접부 후열처리 방법을 제공하는 금형강의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing a mold steel that provides a post-weld treatment method after welding repair, which can greatly improve the service life and productivity of the mold by welding repair and repair of fine defects or cracks generated during long time use of the mold steel. It aims to do it.

본 발명은 중량%로 C:0.05~0.13%, Si:0.2~1.2%, Mn:1.3~1.7%, Cr:0.2~1.0%, Mo:0.2~1.0%, Ni:2.5~3.5%, Cu:0.7~1.5%, Al:0.7~1.5%, Nb:0.01~0.1%, S:0.006%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강을 제공한다.In the present invention, C: 0.05 to 0.13%, Si: 0.2 to 1.2%, Mn: 1.3 to 1.7%, Cr: 0.2 to 1.0%, Mo: 0.2 to 1.0%, Ni: 2.5 to 3.5%, Cu: It provides high hardness and toughness precipitation hardening mold steel containing 0.7 ~ 1.5%, Al: 0.7 ~ 1.5%, Nb: 0.01 ~ 0.1%, S: 0.006% or less, balance Fe and other unavoidable impurities.

또한, 본 발명에서 상기 금형강은 HRC 38 이상의 고경도와 20J 이상의 V놋치 샤르피 충격값(CVN absorbed energy)을 갖는다.In addition, in the present invention, the mold steel has a high hardness of HRC 38 or more and a V-notch Charpy impact value (CVN absorbed energy) of 20J or more.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 중량%로 C:0.05~0.13%, Si:0.2~1.2%, Mn:1.3~1.7%, Cr:0.2~1.0%, Mo:0.2~1.0%, Ni:2.5~3.5%, Cu:0.7~1.5%, Al:0.7~1.5%, Nb:0.01~0.1%, S:0.006%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강을 열간가공후에 용체화처리를 실시한 후에 시효처리를 실시하는 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강 제조방법을 제공한다.Further, according to another embodiment of the present invention, by weight% C: 0.05 ~ 0.13%, Si: 0.2 ~ 1.2%, Mn: 1.3 ~ 1.7%, Cr: 0.2 ~ 1.0%, Mo: 0.2 ~ 1.0%, Ni: 2.5 ~ 3.5%, Cu: 0.7 ~ 1.5%, Al: 0.7 ~ 1.5%, Nb: 0.01 ~ 0.1%, S: 0.006% or less, steel that is made up of the remaining Fe and other unavoidable impurities after hot working It provides a high hardness and high toughness precipitation hardening mold steel manufacturing method to perform the aging treatment after performing.

또한, 본 발명에서 상기 열간가공후에 서냉을 실시한다.Further, in the present invention, after the hot working, slow cooling is performed.

또한, 본 발명에서 상기 용체화처리는 재가열시 오스테나이트 변태 완료점(Ac3) 보다 10~30℃ 높은 범위까지 재가열하여 30분이상 유지한다.In addition, the solution treatment in the present invention is reheated to a range of 10 ~ 30 ℃ higher than the austenite transformation complete point (Ac3) during reheating and maintained for 30 minutes or more.

또한, 본 발명에서 상기 용체화처리는 상온까지 냉각하여 베이나이트와 마르텐사이트의 혼합조직을 형성한다.In the present invention, the solution treatment is cooled to room temperature to form a mixed structure of bainite and martensite.

또한, 본 발명에서 상기 금형강에 대하여 용접부 및 모재부 열영향부의 경도 복원을 위하여 금형강 사용 중 발생되는 미세 결함이나 균열을 용접 보수 후 530~550℃ 온도로 후열처리를 실시하는 단계를 더 포함한다.In addition, the present invention further comprises the step of performing a post-heat treatment to the temperature of 530 ~ 550 ℃ after repairing the micro-defects or cracks generated during the use of the mold steel to restore the hardness of the welded portion and the base material heat affected zone for the mold steel. do.

또한, 본 발명에서 상기 금형강 사용 중 발생되는 미세 결함이나 균열을 용접 보수 후, 후열처리 시간을 3~7시간으로 한다.In addition, in the present invention, the post-heat treatment time is 3 to 7 hours after welding repair of the micro-defects and cracks generated during the use of the mold steel.

본 발명에 의하면, 합금성분의 조정을 통하여 고경도와 고인성의 금형강을 얻을 수 있다.According to the present invention, high hardness and high toughness die steel can be obtained through adjustment of the alloying component.

또한, 본 발명에 의하면 용체화 처리, 시효처리 등의 공정 조건을 제어하여 플라스틱 재료의 맞물림에 의해 형합면 등에 생기는 흠 발생이나 성형기에의 금형의 장착, 탈착 및 보관 등과 같은 금형의 취급시에 발생될 수 있는 코너부의 균열 부위에 대하여 용접 보수 후 열처리에 의하여 금형의 사용수명을 크게 연장시킬 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, process conditions such as solution treatment, aging treatment, etc. are controlled to generate defects in the mating surface due to the engagement of the plastic material, or during the handling of the mold such as mounting, detaching and storing the mold into the molding machine. There is an effect that can greatly extend the service life of the mold by heat treatment after welding repair to the cracked portion of the corner.

도 1은 플라스틱 금형강 제조 공정을 도시한 모식도.
도 2는 플라스틱 금형강 용접 보수 후 용접부와 모재부의 경도 분포를 도시한 그래프도.
도 3은 용접보수 모사 후 후열처리 조건에 따른 모재 및 용접부 경도 변화를 도시한 그래프도.
도 4는 용접부 후열처리 후 표면 광택을 나타낸 사진도.
1 is a schematic diagram showing a plastic mold steel manufacturing process.
Figure 2 is a graph showing the hardness distribution of the welded portion and the base material portion after repairing the welding of the plastic mold steel.
Figure 3 is a graph showing the hardness change of the base material and the weld portion according to the post-heat treatment conditions after welding repair simulation.
Figure 4 is a photograph showing the surface gloss after the weld post-heat treatment.

이하 첨부한 도면을 참고 하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention and other details necessary for those skilled in the art to understand the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms within the scope of the claims, and thus the embodiments described below are merely exemplary, regardless of expression.

일반적으로 플라스틱 성형용 금형에 주로 사용되는 석출경화형 금형강은 피삭성과 경도, 인성이 우수해야 한다. 그러나 경도와 인성은 서로 상반되는 성질이기 때문에 우수한 경도와 인성을 동시에 확보하는 것이 용이하지 않다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 일본국 공개특허공보 제1993-255732호는 탄소 함량을 감소시켜 조직 전체의 인성을 향상시키고, 탄소 함량의 감소에 따른 경도 부족분은 고온 열처리에 의해 석출되는 탄화물과 Ni-Al 금속간 화합물로 인하여 경도를 상승시키고자 하였다. 그러나, 여전히 높은 탄소 함량과 고온의 열처리 온도로 인하여 경화후의 인성이 낮아 금형 가공과 사용시에 열응력에 따라 여전히 균열이 발생할 수 있는 문제가 있다.Generally, the precipitation hardening mold steel mainly used in plastic molding molds should have excellent machinability, hardness and toughness. However, since hardness and toughness are mutually opposite properties, it is not easy to simultaneously secure excellent hardness and toughness. In order to solve such a problem, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 199-255732 reduces the carbon content to improve the toughness of the entire structure, and the hardness deficiency due to the reduction of the carbon content is due to the carbide and Ni- precipitated by high temperature heat treatment. It was intended to increase the hardness due to the Al intermetallic compound. However, due to the high carbon content and high temperature heat treatment temperature, the toughness after curing is low, and there is a problem that cracking may still occur due to thermal stress during mold processing and use.

또한, 일본국 공개특허공보 제1995-278743호 및 제1997-021351호는 크롬(Cr)과 황(S)의 첨가량을 증가시키고 그 관계식을 한정하여 경도와 인성을 동시에 향상시키고자 하였으나, 실제로 황(S)이 0.05 중량% 이상 다량 함유됨으로써 인성과 경면성이 저하될 수 있는 문제가 있다.In addition, Japanese Patent Laid-Open Publication Nos. 1995-278743 and 1997-021351 attempt to improve the hardness and toughness simultaneously by increasing the amount of chromium (Cr) and sulfur (S) added and limiting the relationship. There exists a problem that toughness and specularity may fall by containing a large amount of (S) 0.05 weight% or more.

상술한 바와 같이, 비록 경도가 높더라도 인성이 부족한 경우에는 플라스틱 재료의 맞물림에 의해 형합면 등에 흠이 생기게 되면 버(burr)가 발생될 수 있고, 성형기에의 금형의 장착, 탈착 및 보관 등과 같은 금형의 취급시에 코너부에 균열이 발생될 수 있다. 그리고 이러한 균열을 방지하기 위해서는 플라스틱의 성형을 고속으로 수행할 수 없기 때문에, 금형의 수명 향상 및 생산성 증대에 큰 장애가 되고 있다.As described above, even when the hardness is high, when the toughness is insufficient, burrs may be generated when the mold surface is flawed due to the engagement of the plastic material, such as mounting, detaching, and storing the mold in the molding machine. Cracks may occur in the corners when the mold is handled. In order to prevent such cracking, plastic molding cannot be performed at high speed, which is a major obstacle to improving the life of the mold and increasing productivity.

본 발명은 이와 같이 경도와 인성을 함께 향상시킬 수 있는 금형강의 합금설계를 제공하고, 또한, 금형강 사용 중 미세균열이나 결함의 용접 보수 후 용접부 후열처리방법을 제시함으로서, 고경도와 고인성을 동시에 확보할 수 있는 석출경화형 금형강과 이의 제조방법을 제시하고자 한다.The present invention provides an alloy design of a mold steel which can improve both hardness and toughness as described above, and also proposes a post-heat treatment method of a welded part after welding repair of microcracks or defects during use of the mold steel, thereby simultaneously providing high hardness and high toughness. We will present the precipitation hardening mold steel and its manufacturing method.

본 발명은 제반 성질이 우수하면서 HRC 38 이상의 고경도와 20J 이상의 V놋치 샤르피 충격값(CVN absorbed energy)을 동시에 확보하고, 금형의 수명을 크게 향상 시킨 고경도 및 고인성을 갖는 석출경화형 금형강을 제시한다. 또한, 본 발명은 금형에 발생한 미세균열이나 결함의 용접 보수 후 용접부 후열처리로, 적절한 용접부 후열처리에 의한 금형의 수명 연장 및 재가공에 의한 고경면의 플라스틱 성형을 고속으로 수행할 수 있도록 하는 석출경화형 금형강의 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a precipitation hardened mold steel having high hardness and toughness which is excellent in various properties and secures a high hardness of HRC 38 or higher and a CVN absorbed energy of 20J or more at the same time, and greatly improves the life of the mold. do. In addition, the present invention is a post hardening treatment after welding repair of the micro cracks or defects generated in the mold, the precipitation hardening mold to enable high-speed plastic molding of the high-hard surface by the post-heat treatment of the appropriate welding part and to increase the life of the mold by reworking Provides a method for manufacturing steel.

먼저, 본 발명에서 사용한 강의 성분 한정 이유에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이어서 본 발명에 관한 금형강의 용접 보수 후 후열처리 조건등 본 금형강의 제조방법에 대하여 설명한다.(이하, 중량%는 간단히 %로 표기함)First, the reason for component limitation of the steel used by this invention is demonstrated in detail. Next, the manufacturing method of this mold steel, such as the post-heat-treatment conditions after welding repair of the metal mold | die which concerns on this invention, is demonstrated. (Hereinafter, weight% is only expressed in%.)

탄소(C)는 가열후 강제 냉각에 의해 담금질성을 높이고, 강도와 경도를 상승시키며, 석출에 의한 시효 경화에 기여하는 원소로서, 본 발명에서는 Cr, Mo, Nb 등과의 탄화물 형성을 위한 반응에 의해 주로 소비된다. C의 함량이 0.13%를 초과하면 강제 냉각 후 마르텐사이트 조직이 과도하게 형성되어 인성이 저하되며, C의 함량이 0.05% 미만이면 강제 냉각후 경도가 낮기 때문에 시효에 의한 석출경화가 이루어지더라도 목표로 하는 HRC 38 이상의 경도를 얻을 수 없는 제약이 있으므로, C의 함량은 0.05~0.13%로 한정한다.Carbon (C) is an element that enhances hardenability, increases strength and hardness by forced cooling after heating, and contributes to aging hardening by precipitation. In the present invention, carbon (C) is used in the reaction for forming carbides with Cr, Mo, Nb, etc. Mainly consumed by If the content of C exceeds 0.13%, the martensite structure is excessively formed after forced cooling, and the toughness is lowered. If the content of C is less than 0.05%, the hardness is low after forced cooling, so that even if precipitation hardening is achieved by aging, Since the hardness of HRC 38 or more can not be obtained, the C content is limited to 0.05 to 0.13%.

규소(Si)는 제강 과정에서 탈산제로 첨가되어 일부가 강중에 고용되어 담금질성 및 경도를 향상시키는 원소로서, 시효 처리시 조대 탄화물의 형성을 억제하여 입계 탄화물 석출에 의한 충격인성의 급격한 저하를 방지하고, 소재의 질량이 큰 경우에는 Mn 단독으로는 용체화 처리시 경도 조절이 곤란하기 때문에 강중에 0.2% 이상 첨가시켜야 한다. 다만, Si의 함량이 1.2%를 초과하면 편석이 발생하거나 강의 유동성이 높아 균일한 조직을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 장시간동안 시효 처리시 탄화물의 흑연화를 조장하여 인성이 크게 저하되는 문제가 있기 때문에, Si의 함량은 0.2~1.2%로 한정한다.Silicon (Si) is an element that is added as a deoxidizer during steelmaking and partially dissolved in steel to improve hardenability and hardness.It suppresses the formation of coarse carbides during aging treatment and prevents the rapid decrease in impact toughness due to precipitation of grain boundary carbides. In addition, when the mass of the material is large, Mn alone should not be less than 0.2% in steel because it is difficult to control the hardness during the solution treatment. However, if the content of Si exceeds 1.2%, segregation may occur or the fluidity of the steel may not be high, and a uniform structure may not be obtained, and the toughness may be greatly reduced by promoting graphitization of carbides during aging treatment for a long time. The content of Si is limited to 0.2 to 1.2%.

망간(Mn)은 C와 함께 담금질성을 높이고 시효 처리후 경도와 내마모성을 향상시키는 원소로서, 페라이트의 형성을 억제하고 마르텐사이트의 형성을 조장한다. 본 발명에서 목표로 하는 경도 및 내마모성을 얻기 위해서는 1.3% 이상 첨가해야 하나, Mn의 함량이 1.7%를 초과하면 베이나이트의 과도한 미세화로 인하여 피삭성 및 열간가공성이 감소하므로, Mn의 함량은 1.3~1.7%로 한정한다.Manganese (Mn), together with C, improves hardenability and improves hardness and abrasion resistance after aging treatment. It inhibits the formation of ferrite and promotes the formation of martensite. In order to achieve the target hardness and wear resistance in the present invention, at least 1.3% must be added. However, when the Mn content exceeds 1.7%, the machinability and hot workability are reduced due to excessive refining of bainite, so the Mn content is 1.3 to Limited to 1.7%.

크롬(Cr)은 담금질성을 높이고, 경도, 내식성 및 내청성을 향상시키는 원소로서, 냉각시 페라이트 및 펄라이트의 형성을 억제하고 저온조직인 마르텐사이트와 베이나이트의 형성을 조장하며, 심부 경도를 향상시키므로, 0.2%이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, Cr의 함량이 1.0%를 초과하면 시효 처리시 입계에 조대한 크롬 탄화물을 석출시켜 인성의 저하를 초래하고, 보수 용접성(weldability)이 저하되기 때문에, Cr의 함량은 0.2~1.0%로 한정한다.Chromium (Cr) is an element that improves hardenability, improves hardness, corrosion resistance, and corrosion resistance. It inhibits the formation of ferrite and pearlite upon cooling, promotes the formation of martensite and bainite, which are low-temperature structures, and improves core hardness. It is preferable to add 0.2% or more. However, if the Cr content exceeds 1.0%, the Cr content is limited to 0.2 ~ 1.0% because precipitation of coarse chromium carbide at the grain boundary during aging treatment results in a decrease in toughness and deteriorates the weldability. do.

몰리브덴(Mo)은 기지 고용에 의한 조직의 경도 및 내식성 향상과 시효 처리시 탄화물 석출에 의한 경화 목적, 나아가 고인성을 얻기 위해 첨가하는 원소이고, 베이나이트의 형성을 조장하며, 이러한 고용 강화에 의한 경도, 내식성 및 인성의 개선 및 베이나이트의 형성을 위해서는 0.2% 이상 첨가하는 것이 바람직하지만, Mo의 함량이 1.0%를 초과하면 제조 비용이 증가하고, 과도한 고용강화로 인한 경도 증가로 인성이 저하되므로, Mo의 함량은 0.2~1.0%로 한정한다.Molybdenum (Mo) is an element added to improve the hardness and corrosion resistance of the structure by solid solution of the matrix and to obtain the purpose of hardening by carbide precipitation during aging treatment, and also to obtain high toughness, and promotes the formation of bainite. In order to improve hardness, corrosion resistance and toughness and to form bainite, it is preferable to add 0.2% or more.However, if the Mo content exceeds 1.0%, the manufacturing cost increases and the toughness decreases due to the increase in hardness due to excessive solidification. , Mo content is limited to 0.2 ~ 1.0%.

니켈(Ni)은 경도, 인성 및 포토 에칭성(photoetching) 향상 원소로서, 그 일부가 Cu와 균질한 고용체를 형성함으로써 열간가공에 있어 적열취성을 방지하고, 시효 처리시 Ni-Al 금속간 화합물(Ni3Al 등)을 석출시키며, 상기 Ni-Al 금속간 화합물 석출시 핵으로 작용하는 ε-상을 Cu와 함께 구성하므로, 2.5% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 다만, Ni의 함량이 3.5%를 초과하면 피삭성이 저하되고, 열전도율 저하 및 사출 성형 사이클이 증가하는 문제가 있기 때문에, Ni의 함량은 2.5~3.5%로 한정한다.Nickel (Ni) is an element that improves hardness, toughness and photoetching, and forms a solid solution in which a part thereof is homogeneous with Cu to prevent red brittleness during hot working, and Ni-Al intermetallic compounds during aging treatment ( Ni 3 Al, etc.) are precipitated, and the ε-phase which acts as a nucleus when the Ni-Al intermetallic compound is precipitated together with Cu is preferably added at 2.5% or more. However, when the content of Ni exceeds 3.5%, the machinability is lowered, the thermal conductivity is lowered and the injection molding cycle is increased, so the content of Ni is limited to 2.5 to 3.5%.

구리(Cu)는 시효 처리시 ε-Cu 금속간 화합물로 석출되어 석출경화를 가져오는 동시에 내식성 및 피삭성 향상에 유효한 원소이므로 0.7% 이상 첨가하는 것이 바람직하나, Cu의 함량이 1.5%를 초과하면 열간 가공성이 저하되어 입자계 균열의 원인이 되고, 표면 결함을 유발시키므로, Cu의 함량은 0.7~1.5%로 한정한다.Since copper (Cu) is an element that precipitates as an ε-Cu intermetallic compound during aging treatment and leads to precipitation hardening and is effective for improving corrosion resistance and machinability, it is preferably added at least 0.7%. However, when the Cu content exceeds 1.5%, Since the hot workability is lowered, which causes particle cracks and causes surface defects, the Cu content is limited to 0.7 to 1.5%.

알루미늄(Al)은 시효 처리시 Ni와 결합하여 Ni-Al 금속간 화합물을 형성하여 석출경화를 현저하게 하여 경도를 증가시키고, Al 질화물을 형성하여 용체화 처리시 오스테나이트 결정립의 조대화를 억제하고, 하부 베이나이트의 형성을 조장하여 인성을 증가시키므로 0.7% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 다만, Al의 함량이 1.5%를 초과하면 산화 개재물 형성으로 인해 표면 결함을 발생시키고, 그 밖의 원소의 탄화물과의 밸런스가 무너지게 되어 인성, 피삭성 및 경면성이 저하되기 때문에, Al의 함량은 0.7~1.5%로 한정한다.Aluminum (Al) binds with Ni to form Ni-Al intermetallic compound in aging treatment to increase precipitation hardening to increase hardness, and to form Al nitride to suppress coarsening of austenite grains in solution treatment. It is preferable to add 0.7% or more since it promotes formation of lower bainite to increase toughness. However, when the content of Al exceeds 1.5%, surface defects occur due to the formation of oxidation inclusions, and the balance between carbides of other elements is broken, which decreases toughness, machinability and specularity. It is limited to 0.7-1.5%.

니오븀(Nb)은 탄소 또는 질소와 결합하여 탄질화물을 형성하여 경도 및 내마모성을 향상시킬 뿐만 아니라, 이러한 Nb 탄질화물 분산에 의해 오스테나이트 결정립을 미세화시켜 인성을 향상시키고, 경질의 조대한 AlN 개재물 형성을 억제하여 경면성을 개선시키므로 0.01% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, Nb의 함량이 0.1%를 초과하면 시효 처리시 과다한 Nb 탄질화물 석출에 의해 피삭성이 저하되고, 중심부에 편석되어 Nb 질화물의 군집대를 형성하여 경면성이 저하되기 때문에, Nb의 함량은 0.01~0.1%로 한정한다.Niobium (Nb) combines with carbon or nitrogen to form carbonitrides to improve hardness and wear resistance, as well as to refine the austenite grains by dispersing such Nb carbonitrides to improve toughness and form hard coarse AlN inclusions. It is preferable to add 0.01% or more in order to suppress and improve mirroring property. However, when the content of Nb exceeds 0.1%, machinability is degraded due to excessive Nb carbonitride precipitation during aging treatment, and segregation at the center forms a cluster of Nb nitrides, thereby reducing the specularity. It is limited to 0.01 to 0.1%.

황(S)은 MnS계 개재물을 생성시켜 피삭성을 향상시키는 원소이지만, 연마시 MnS계 개재물의 탈락에 의해 표면 결함을 초래하거나, 염소계 플라스틱의 경우 표면부식의 기점으로 작용하며, 조대한 유화물계 개재물 형성으로 인해 인성 및 경면성을 저하시키므로, 본 발명에서는 상한을 설정하여 0.006% 이하로 관리한다.
Sulfur (S) is an element that improves machinability by generating MnS inclusions, but it causes surface defects by dropping MnS inclusions during polishing, or acts as a starting point for surface corrosion in the case of chlorine-based plastics. Since toughness and specularity are reduced due to inclusion formation, in the present invention, an upper limit is set and controlled at 0.006% or less.

도 1은 플라스틱 금형강 제조 공정을 도시한 모식도이고, 도 2는 플라스틱 금형강 용접 보수 후 용접부와 모재부의 경도 분포를 도시한 것이다. 본 발명은 상기의 조성으로 이루어진 금형강의 용접 보수 후의 후열처리 온도는 530~550℃로 제어한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이는 후 열처리 온도가 530℃ 보다 낮은 경우, 용접부 및 열영향부의 충분하지 못한 시효 열처리에 의한 경도 복원이 부족하여 모재와의 경도 편차가 발생하기 때문이다. 이 경우, 용접 보수 후 금형의 재 경면처리 시 용접부와 모재부의 경면 사상의 차이가 발생할 뿐 아니라, 용접부가 취약하여 금형 훼손의 주 요한 원인이 된다. 그러나 후 열처리 온도가 550℃ 이상의 경우, 과도한 열처리에 의하여 열영향 부위의 경우, 용접시 재용해된 합금원소가 재시효 석출되어 과도한 경화가 발생하고, 모재부의 경우, 재 시효 열처리에 의한 과시효로 경도가 감소한다. 이 경우는 모재부의 경도가 용접부보다 낮아서, 경면 가공시 모재부와 용접부의 경면성의 차이 및 사용시 수명의 차이를 초래한다. 따라서 용접 보수 후 후열처리 온도는 530~550℃ 가 바람직하다.1 is a schematic diagram showing a plastic mold steel manufacturing process, Figure 2 shows the hardness distribution of the welded portion and the base material after repairing the plastic mold steel welding. In the present invention, the post-heat treatment temperature after welding repair of the mold steel having the above composition is controlled to 530 to 550 ° C. As shown in FIG. 2, this is because when the post-heat treatment temperature is lower than 530 ° C., the hardness of the welded part and the heat-affected part is insufficient to restore hardness due to insufficient aging treatment, and thus the hardness variation with the base material occurs. In this case, not only the difference in the mirror surface of the welded portion and the base metal portion occurs during the re-mirror treatment of the mold after welding repair, but also the weak welded portion is a major cause of mold damage. However, if the post-heat treatment temperature is 550 ° C or higher, in the case of heat affected zone by excessive heat treatment, the alloy element re-dissolved during welding is re-precipitated and excessive hardening occurs, and in the case of the base material, the hardness is due to over-aging by re-aging heat treatment. Decreases. In this case, the hardness of the base material portion is lower than that of the welded portion, resulting in a difference in mirror properties of the base material portion and the welded portion at the time of mirror processing and a difference in the service life in use. Therefore, the post-heat treatment temperature after welding repair is preferably 530 ~ 550 ℃.

또 용접 보수 후 후열서 3~7시간 열처리함이 바람직하다. 이는 열처리 시간시간 이하인 경우, 용접부 및 용접 열영향 부의 충분한 경화가 일어나지 않아 모재와의 경도 및 경면성의 편차를 초래한다. 그러나 열처리 시간이 7시간 이상의 경우, 단시간 열처리와 다르게 용접부와 용접 열영향부의 경우 충분한 경화가 발생하나, 모재의 과도한 시효에 의하여 경도가 감소하여 모재와 용접 보수 부위와의 경도 및 경면성의 차이를 초래한다. 따라서 용접부 후열처리 시간은 3~7시간이 적당하다.
In addition, it is preferable to heat-treat after heat treatment for 3 to 7 hours after welding repair. When the heat treatment time is less than the time period, sufficient hardening of the welded part and the welded heat affected part does not occur, resulting in a variation in hardness and mirror surface with the base material. However, when the heat treatment time is 7 hours or more, sufficient hardening occurs in the welded part and the welded heat affected zone unlike the short time heat treatment, but the hardness decreases due to excessive aging of the base material, resulting in a difference in hardness and specularity between the base material and the welding repair part. do. Therefore, the post-heat treatment time of the weld is suitable for 3 to 7 hours.

이하, 본 발명의 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강의 제조방법 및 용접부 보수후의 후열처리 조건에 대하여 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the production method of the high hardness and high toughness precipitation hardening mold steel of the present invention and post-heat treatment conditions after repairing the welded part will be described in more detail.

본 발명의 제조방법은 상술한 성분계와 같이 조성되는 강괴를 전기 슬래그 용해(ESR, Electro Slag Remelting)에 의해 고청정 특수 재용해하여 청정도를 확보하고, 분괴압연을 하거나 열간단조후 평압연을 실시하는 등 열간 가공한 후에, 재가열시 후 용체화 처리를 수행하고, 상온까지 냉각한 후에, 본 발명에서 사용한 강을 적당한 온도 및 시간에서 시효처리하여 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강을 제조할 수 있다.In the manufacturing method of the present invention, the steel ingot formed as in the above-described component system is specially re-dissolved by electroslag remelting (ESR, Electro Slag Remelting) to secure cleanliness, to perform clean rolling, or to perform flat rolling after hot forging. After hot working, etc., after reheating, a solution treatment may be performed, and after cooling to room temperature, the steel used in the present invention may be aged at an appropriate temperature and time to produce high hardness and high toughness precipitation hardening mold steel. .

먼저, 금속을 전기로 또는 진공유도로나 대기유도로를 이용하여 상술한 성분계와 같이 조성되는 강괴를 주조하고, 상기 주조된 강괴를 청정도 확보를 위해 재용해시키는 전기 슬래그 용해(ESR) 과정을 수행하며, 분괴압연을 하거나 열간단조후 평압연을 실시하여 열간 가공을 수행하게 된다. 열간 가공에 의해 일정 크기의 제품을 제조한 후에 냉각시 열응력 및 변태응력에 의한 균열을 방지하기 위하여 서냉을 한다.First, using the electric furnace or vacuum induction or atmospheric induction to cast a steel ingot formed as in the above-described component system, and performs the electric slag melting (ESR) process to re-dissolve the cast ingot to ensure cleanliness In addition, hot rolling is performed by performing rolling or by flat rolling after hot forging. After manufacturing a certain sized product by hot working, slow cooling is performed to prevent cracking by thermal stress and transformation stress during cooling.

그리고, 서냉하여 제조된 제품의 경도와 인성을 부여하기 위하여 용체화 처리를 통해 오스테나이트 영역까지 가열하는 바, 이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 재가열시 오스테나이트 변태 완료점(Ac3)보다 10~30℃높은 온도까지 가열하여 30분 이상 유지하게 된다. 상기 용체화 처리 후에는 상온까지 냉각하는 바, 이는 상기 냉각속도의 구간에서 페라이트의 형성없이 베이나이트와 마르텐사이트의 혼합 조직이 형성된다. 다만, 상기 냉각속도가 너무 느린 경우에는 페라이트나 펄라이트를 주체로 하는 조직이 되어 시효경화 후에도 경도가 매우 낮고 조직의 불균일에 의한 제품 물성의 이방성이 발생하기 때문에, 페라이트나 펄라이트를 주체로 하는 조직을 회피하기 위하여 수냉, 유냉 및 공냉이 모두 가능하다.And, in order to give the hardness and toughness of the product produced by slow cooling to heat to the austenite region through the solution treatment, as shown in Figure 1, when reheating 10 austenite transformation complete point (Ac3) It is heated to ~ 30 ℃ high temperature and maintained for over 30 minutes. After the solution treatment, the solution is cooled to room temperature, whereby a mixed structure of bainite and martensite is formed without formation of ferrite in the cooling rate section. However, if the cooling rate is too slow, it becomes a structure mainly composed of ferrite or pearlite, and even after aging hardening, the hardness is very low and anisotropy of product properties due to non-uniformity of the tissue occurs. Therefore, the structure mainly composed of ferrite or pearlite is used. In order to avoid water cooling, oil cooling and air cooling are all possible.

상기 냉각 후에는 고경도 고인성의 확보하기 위하여 합금원소의 시효 석출이 가능한 온도에서 시효 처리를 하는 최종 공정으로 구성되어 있다.After the cooling, in order to ensure high hardness and high toughness, it is composed of a final step of aging treatment at a temperature capable of aging precipitation of the alloying elements.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

중량%로 C:0.05~0.13%, Si:0.2~1.2%, Mn:1.3~1.7%, Cr:0.2~1.0%, Mo:0.2~1.0%, Ni:2.5~3.5%, Cu:0.7~1.5%, Al:0.7~1.5%, Nb:0.01~0.1%, S:0.006%이하, 잔부Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 조성으로 이루어진 강의 성분중 0.108C-0.3Si-1.45Mn-0.8Mo-0.8Cr-3.05Ni-1.0Cu-1.06Al의 성분의 강을 전기로-ESR-평압연 후 생산된 50mm두께의 압연 평강 형태로 석출경화형 금형강을 제조한 후, 도 1에 도시된 바와 같은 열처리 공정, 즉 용체화 처리-냉각-시효 열처리를 이용하여, 금형강 사용 중 발생되는 미세 결함이나 균열의 용접 보수 모사 실험을 위한 100mm(폭)x100mm(길이)x50mm(두께) 시편을 제조하였다. 통상의 금형강 용접 보수 조건인 소재를 300~400℃ 의 온도로 예열을 하고, 100A의 전류를 인가한 아르곤 TIG 용접으로 용접 보수 시험을 하였다. 도 2는 금형강 사용 중 발생되는 미세 결함이나 균열의 용접 보수가 진행된 열처리 전의 소재로 모재부, 용접부 및 열영향부로 구성된다. 특히, 도 2에 나타낸 미세한 압흔 자국은 경도의 변화를 측정한 흔적이다. 그리고 도 2를 보면, 용접 후 후열처리를 하지 않은 경우인, 용접상태의 경우 모재부의 경도가 용접부보다 높다. 특히 용접 시 발생하는 열에 의한 열화가 발생하는 열영향부의 경도는 모재부보다 비커스 경도 값으로 최대 150HV 정도 낮고, 용접부 보다도 낮음을 알 수 있다. 이상의 소재 경도의 차이는 경면 가공시 경면성의 차이, 사용시 수명의 차이를 유발한다. 도 3은 금형강 사용 중 발생되는 미세 결함이나 균열을 용접보수 후 후열처리 조건에 따른 모재부, 용접부, 및 열영향부의 경도의 변화를 나타낸 그림이다.By weight%, C: 0.05 to 0.13%, Si: 0.2 to 1.2%, Mn: 1.3 to 1.7%, Cr: 0.2 to 1.0%, Mo: 0.2 to 1.0%, Ni: 2.5 to 3.5%, Cu: 0.7 to 1.5 0.108C-0.3Si-1.45Mn-0.8Mo-0.8Cr in steel composition consisting of%, Al: 0.7 ~ 1.5%, Nb: 0.01 ~ 0.1%, S: 0.006% or less, balance Fe and other unavoidable impurities After the precipitation hardened mold steel was produced in the form of a rolled flat steel having a thickness of 50 mm produced after the furnace-ESR-flat rolling of steel of -3.05Ni-1.0Cu-1.06Al, the heat treatment process as shown in FIG. That is, 100 mm (width) x 100 mm (length) x 50 mm (thickness) specimens for the welding repair simulation of the micro-defects and cracks generated during the use of the mold steel were prepared using the solution treatment-cooling-aging heat treatment. The raw material which is a normal mold steel welding repair condition was preheated at the temperature of 300-400 degreeC, and the welding repair test was done by the argon TIG welding which applied the electric current of 100A. FIG. 2 is a material before heat treatment in which welding defects of fine defects or cracks generated during use of a mold steel are advanced, and are formed of a base material part, a weld part, and a heat affected part. In particular, the minute indentations shown in FIG. 2 are traces of the change in hardness. 2, the hardness of the base material portion is higher than that of the welded portion in the welded state, which is a case where the post-heating treatment is not performed after welding. In particular, the hardness of the heat affected zone where deterioration due to heat generated during welding occurs is Vickers hardness value of about 150HV lower than that of the base material portion, and it can be seen that it is lower than the welded portion. The difference in the hardness of the above material causes the difference in the mirror property in mirror processing and the life in use. 3 is a view showing a change in the hardness of the base material, the welded portion, and the heat affected part according to the post-heat treatment conditions after repairing the micro-defects or cracks generated during the use of the mold steel.

도 3에서 후열처리 온도를 475℃x5시간, 500℃x3시간, 530℃x6시간, 545℃x3시간 그리고 560℃x3시간의 조건으로 시행하였다. 도 3에서 보면 후 열처리 온도가 낮은 475℃, 500℃의 경우 용접부와 모재부의 경계인 열영향부의 경도(점선원으로 표시) 복원이 미약하여 모재부보다 경도가 상당히 낮음을 알 수 있다. 그러나, 온도가 530℃, 545℃ 의 경우 후열처리에 의한 시효 경화 발생으로 모재부, 열영향부, 및 용접부의 경도가 균일하여, 모재부와 용접부의 경도차이가 거의 없다. 그러나, 후 열처리 온도를 560℃로 증가시키는 경우, 모재부와 용접부 모두 경도는 유사하나, 과열처리에 의한 경도의 감소가 발생한다(화살표로 표시). 이는 전체적인 금형의 경도 감소를 초래하여, 금형의 수명을 단축시키는 문제를 야기시킨다. 따라서, 용접후 적정한 후열처리 조건은 온도가 530~550℃, 시간의 경우는 3~7시간이 적당하다.In FIG. 3, the post-heat treatment temperature was performed under conditions of 475 ° C. × 5 hours, 500 ° C. × 3 hours, 530 ° C. × 6 hours, 545 ° C. × 3 hours, and 560 ° C. × 3 hours. In Figure 3 it can be seen that in the case of the post-heat treatment temperature is low 475 ℃, 500 ℃ the hardness of the heat affected zone (indicated by the dotted line), which is the boundary of the welded portion and the base material portion is weakly restored than the base material portion. However, when the temperature is 530 ° C and 545 ° C, the hardness of the base material portion, the heat-affected portion, and the weld portion is uniform due to aging hardening caused by the post-heat treatment, so that there is almost no difference in hardness between the base portion and the weld portion. However, when the post-heat treatment temperature is increased to 560 ° C., the hardness of both the base material portion and the welded portion is similar, but a decrease in hardness due to overheating occurs (indicated by arrow). This results in a reduction in the overall hardness of the mold, which causes a problem of shortening the life of the mold. Therefore, suitable post-heat treatment conditions after welding are suitable for a temperature of 530 to 550 占 폚, and for 3 to 7 hours in the case of time.

도 4는 용접부 후열처리 후 경면으로 가공 후 연마면을 무광(우측)과 유광(좌측) 처리한 후의 표면 사진이다. 도 4에서 보면 용접부나 모재부 모두 육안으로 차이가 나지 않을 만큼 동일한 광택을 나타냄을 알 수 있다.4 is a photograph of the surface of the polished surface after being treated to the mirror surface after the post-heat treatment of the weld portion after the matt (right) and the glossy (left) treatments. In Figure 4 it can be seen that both the welded part and the base material parts exhibit the same gloss so as not to make a difference with the naked eye.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.The scope of the present invention is defined by the following claims. The scope of the present invention is not limited to the description of the specification, and all variations and modifications falling within the scope of the claims are included in the scope of the present invention.

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 중량%로 C:0.05~0.13%, Si:0.2~1.2%, Mn:1.3~1.7%, Cr:0.2~1.0%, Mo:0.2~1.0%, Ni:2.5~3.5%, Cu:0.7~1.5%, Al:0.7~1.5%, Nb:0.01~0.1%, S:0.006%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, HRC 38 이상의 고경도를 갖는 강을 열간가공 후에 용체화처리를 실시한 후, 상기 강을 사용한 뒤 시효처리를 실시하되,
상기 용체화처리는 재가열시 오스테나이트 변태 완료점(Ac3) 보다 10~30℃ 높은 범위까지 재가열하여 30분 이상 유지하고,
상기 시효처리는 용접부 및 모재부 열영향부의 경도 복원을 위하여 금형강 사용 중 발생되는 미세 결함이나 균열을 용접 보수 후 530~550℃ 온도로 후열처리를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강 제조방법.
By weight%, C: 0.05 to 0.13%, Si: 0.2 to 1.2%, Mn: 1.3 to 1.7%, Cr: 0.2 to 1.0%, Mo: 0.2 to 1.0%, Ni: 2.5 to 3.5%, Cu: 0.7 to 1.5 %, Al: 0.7 ~ 1.5%, Nb: 0.01 ~ 0.1%, S: 0.006% or less, remainder Fe and other unavoidable impurities, and after hot working steel with high hardness of HRC 38 or higher after solution treatment Using the steel, and then aging treatment,
The solution treatment is reheated to a range of 10 ~ 30 ℃ higher than the austenite transformation complete point (Ac3) during reheating and maintained for 30 minutes or more,
The aging treatment further comprises the step of performing a post-heat treatment to the temperature of 530 ~ 550 ℃ after repairing the fine defects or cracks generated during the use of the mold steel in order to restore the hardness of the heat affected zone of the welded part and the base material part Degree and high toughness precipitation hardening mold steel manufacturing method.
제3항에 있어서,
상기 열간가공후에 서냉을 실시하는 것을 특징으로 하는 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강 제조방법.
The method of claim 3,
High hardness and toughness precipitation hardening mold steel manufacturing method characterized in that the slow cooling is performed after the hot working.
삭제delete 제3항에 있어서,
상기 용체화처리는 상온까지 냉각하여 베이나이트와 마르텐사이트의 혼합조직을 형성하는 것을 특징으로 하는 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강 제조방법.
The method of claim 3,
The solution treatment is a high hardness and toughness precipitation hardening mold steel manufacturing method characterized in that the cooling to room temperature to form a mixed structure of bainite and martensite.
삭제delete 제3항에 있어서,
상기 금형강 사용 중 발생되는 미세 결함이나 균열을 용접하는 보수 후, 후 열처리시간을 3~7시간으로 하는 것을 특징으로 하는 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강 제조방법.
The method of claim 3,
High hardness and toughness precipitation hardening mold steel manufacturing method characterized in that after the repair to weld the micro-defects or cracks generated during use of the mold steel, the post-heat treatment time is 3 to 7 hours.
KR1020110130973A 2011-12-08 2011-12-08 Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same KR101379058B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110130973A KR101379058B1 (en) 2011-12-08 2011-12-08 Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110130973A KR101379058B1 (en) 2011-12-08 2011-12-08 Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130064386A KR20130064386A (en) 2013-06-18
KR101379058B1 true KR101379058B1 (en) 2014-03-28

Family

ID=48861361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110130973A KR101379058B1 (en) 2011-12-08 2011-12-08 Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101379058B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110919215A (en) * 2019-12-18 2020-03-27 郑州煤机格林材料科技有限公司 Die welding process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005082814A (en) 2003-09-04 2005-03-31 Daido Steel Co Ltd Prehardened steel for plastic molding die
KR20070090750A (en) * 2006-03-02 2007-09-06 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 Prehardened steel excellent in machinability and toughness, and process for producing same
KR20120072499A (en) * 2010-12-24 2012-07-04 주식회사 포스코 Precipitation hardening typed die steel with excellent hardness and toughness, and manufacturing method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005082814A (en) 2003-09-04 2005-03-31 Daido Steel Co Ltd Prehardened steel for plastic molding die
KR20070090750A (en) * 2006-03-02 2007-09-06 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 Prehardened steel excellent in machinability and toughness, and process for producing same
KR20120072499A (en) * 2010-12-24 2012-07-04 주식회사 포스코 Precipitation hardening typed die steel with excellent hardness and toughness, and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130064386A (en) 2013-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6432070B2 (en) Hot die steel for long-life die casting excellent in high-temperature thermal conductivity and method for producing the same
CA2969200C (en) Thick-walled high-toughness high-strength steel plate and method for manufacturing the same
JP4381355B2 (en) Steel having excellent delayed fracture resistance and tensile strength of 1600 MPa class or more and method for producing the molded product thereof
WO2019128286A1 (en) Method for fabricating low-cost, short-production-cycle wear-resistant steel
JP4808828B2 (en) Induction hardening steel and method of manufacturing induction hardening steel parts
CN110184545B (en) Low-temperature semi-through quenched wear-resistant steel with Brinell hardness of 400HB and production method thereof
KR20150061516A (en) Mold Steel and Manufacturing Method Thereof
JP5659758B2 (en) TMCP-Temper type high-strength steel sheet with excellent drop weight characteristics after PWHT that combines excellent productivity and weldability
JP2008121032A (en) Die steel superior in spheroidizing annealing property and hardenability
CN105002439A (en) Wear-resistant steel with 400-level Brinell hardness and manufacturing method thereof
JP2009242820A (en) Steel, steel for die and die using the same
CN107130172B (en) 400HBW grades of Brinell hardness whole constrictive type high tenacity easily weld special thick wear-resisting steel plate and its manufacturing method
EP3168319B1 (en) Microalloyed steel for heat-forming high-resistance and high-yield-strength parts
CN105177430A (en) Alloy tool steel and production method thereof
JP2004204263A (en) Steel material for case hardening superior in cold workability and coarse-particle-preventing property in carburization, and manufacturing method therefor
JP6625657B2 (en) Component having bainite structure having high strength characteristics and manufacturing method
JP5061455B2 (en) Hot die tool steel for aluminum die casting with reduced cracking from water-cooled holes
KR101243129B1 (en) Precipitation hardening typed die steel with excellent hardness and toughness, and manufacturing method thereof
KR101537158B1 (en) Plastic die steel and method of manufacturing the same
KR101379058B1 (en) Precipitation hardening type die steel with excellent hardness and toughness and the method of manufacturing the same
JPWO2020039485A1 (en) Steel plate and method of manufacturing the same
CN108690935B (en) A kind of high-quality alloy tool steel plate and production method
CN114438401A (en) High-strength and high-toughness non-quenched and tempered steel for die carrier and production method thereof
KR101184987B1 (en) Steel for mechanical and structural parts having ultra fine grain size after induction hardening and method of manufacturing the same
KR101243212B1 (en) Method for manufacturing die steel with excellent hardness and toughness free from age hardening heat treatment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170317

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180322

Year of fee payment: 5