KR101475884B1

KR101475884B1 - 금형용 강재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101475884B1
Application number: KR1020120151316A
Authority: KR
Inventors: 김경훈; 박대영; 이선국
Original assignee: 주식회사 포스코; 철강융합신기술연구조합; 포스코특수강 주식회사
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-12-24
Also published as: KR20140082068A

Abstract

본 발명은 금형용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 탄소(C) 0.14~0.20 중량%, 실리콘(Si) 0.2~0.9 중량%, 망간(Mn) 1.0~2.0 중량%, 크롬(Cr) 0.2~1.0 중량%, 니켈(Ni) 2.5~3.5 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.5~1.5 중량%, 구리(Cu) 0.7~1.5 중량%, 질소(N) 0.01~0.08 중량%, 알루미늄(Al) 0.1 중량% 이하 및 잔부의 철(Fe)과 기타 불순물을 포함하되, 상기 탄소(C), 상기 질소(N)의 함량이 5[C] + 10[N] > 1의 조건을 만족하고, 상기 망간(Mn), 상기 몰리브덴(Mo), 상기 니켈(Ni), 상기 구리(Cu)의 함량이 9[Mn] - 5[Mo] + 2([Ni] + [Cu]) > 20의 조건을 만족하는, 금형용 강재가 제공된다.

Description

금형용 강재 및 그 제조방법{Mold steel and method for manufacturing the same}

본 발명은 금형용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

금형강은 금형으로 사용 시, 마모 및 변형을 방지하기 위하여 높은 경도가 요구된다. 일반적으로, 플라스틱 제품의 제작에 사용되는 금형강은 원하는 형태로 가공한 후에 열처리하는 강종과 금형강 생산 시 경도를 확보하고 가공한 후 바로 사용하는 강종으로 크게 구분된다.

과거에는 전자에 해당하는 탄소강이나 저합금강이 다수 사용되어 왔으나, 열처리 공정에 따른 금형 제작시기가 길고, 열처리 후 변형이 발생하여 치수 정도가 저하되는 문제점이 있어 최근에는 후자에 해당하는 석출경화형 금형강이 주로 사용되고 있다.

석출경화형 금형강은 Al-N 상의 석출을 이용하여 목표하는 경도를 확보한다. Al의 첨가는 열간 가공성을 저하시킬 뿐만 아니라, 표면 스케일에 의한 결함을 야기하여 사용에 주의가 요구되는 문제점이 있으며, N의 함량이 높은 경우에는 조대한 AlN를 형성하여, 금형 사용시 제품 표면에 불순물성 결함을 형성하고, 이로 인해 경면성을 저하시키는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, Al의 고갈에 의한 석출상 형성이 감소하고, 이로 인한 경화의 미흡으로 경도 저하도 나타나므로, 극저 N 확보를 위한 엄격한 공정 제어가 요구되어 왔다. 결국, 이러한 공정의 여러 난제는 생산성 감소 및 제조 비용 상승의 문제가 된다.

본 발명의 일 실시예는 석출 경화 열처리 공정 없이 우수한 경도 및 충격인성을 확보할 수 있는 금형용 강재를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 탄소(C) 0.14~0.20 중량%, 실리콘(Si) 0.2~0.9 중량%, 망간(Mn) 1.0~2.0 중량%, 크롬(Cr) 0.2~1.0 중량%, 니켈(Ni) 2.5~3.5 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.5~1.5 중량%, 구리(Cu) 0.7~1.5 중량%, 질소(N) 0.01~0.08 중량%, 알루미늄(Al) 0.1 중량% 이하 및 잔부의 철(Fe)과 기타 불순물을 포함하되, 상기 탄소(C), 상기 질소(N)의 함량이 5[C] + 10[N] > 1의 조건을 만족하고, 상기 망간(Mn), 상기 몰리브덴(Mo), 상기 니켈(Ni), 상기 구리(Cu)의 함량이 9[Mn] - 5[Mo] + 2([Ni] + [Cu]) > 20의 조건을 만족하는, 금형용 강재가 제공된다. 여기에서, [A]는 A 원소의 함량(중량%)을 나타낸다.

이때, 상기 금형용 강재는 HRC 38 이상의 경도를 갖고, 상온에서 70 J/㎠ 이상의 U 놋치 샤르피 충격값을 갖을 수 있다.

또한, 상기 알루미늄(Al), 상기 질소(N)의 함량이 [Al] × [N] < 0.01의 조건을 만족할 수 있다.

또한, 상기 금형용 강재는 평균 개재물의 크기가 2㎛ 이하이고, 상기 개재물의 분율이 1% 이하일 수 있다.

또한, 상기 금형용 강재를 50×50 크기로 연삭 가공하고, 9m 연마재를 이용하여 6분, 6m 연마재를 이용하여 5분, 3m 연마재를 이용하여 5분 및 1m 연마재를 이용하여 5분간 연마한 후, 광택도계로 표면 광택도를 평가하여, 상기 표면 광택도가 1000 이상일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 탄소(C) 0.14~0.20 중량%, 실리콘(Si) 0.2~0.9 중량%, 망간(Mn) 1.0~2.0 중량%, 크롬(Cr) 0.2~1.0 중량%, 니켈(Ni) 2.5~3.5 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.5~1.5 중량%, 구리(Cu) 0.7~1.5 중량%, 질소(N) 0.01~0.08 중량%, 알루미늄(Al) 0.1 중량% 이하 및 잔부의 철(Fe)과 기타 불순물을 포함하는 강을 단조 공정 또는 열간 압연 공정에 의하여 각재, 판재 또는 환봉을 형성하는 제1단계 및 상기 각재, 상기 판재 또는 상기 환봉을 변태완료점(Ac3) 이상의 온도인 870 내지 910℃에서 1시간 이상 용체화 처리한 후, 냉각하는 제2단계를 포함하는, 금형용 강재의 제조방법이 제공된다.

이때, 상기 제2단계에서 상기 냉각 시의 시간은 80분 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 금형용 강재는 우수한 경도 및 충격인성을 확보할 수 있으며, 경면성을 향상시키고, 광택도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 합금 함량에 따른 경도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 2는 Al, N 함량에 따른 개재물 크기, 분율 및 개재물 분포 사진을 나타낸 도면이다.
도 3은 Al, N 함량에 따른 광택도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 냉각 속도에 따른 충격 인성 및 파면을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 발명에 따른 금형용 강재는 탄소(C) 0.14~0.20 중량%, 실리콘(Si) 0.2~0.9 중량%, 망간(Mn) 1.0~2.0 중량%, 크롬(Cr) 0.2~1.0 중량%, 니켈(Ni) 2.5~3.5 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.5~1.5 중량%, 구리(Cu) 0.7~1.5 중량%, 질소(N) 0.01~0.08 중량%, 알루미늄(Al) 0.1 중량% 이하 및 잔부의 철(Fe)과 기타 불순물을 포함할 수 있다.

여기에서, 본 발명에 따른 금형용 강재는 Al을 저감하고, C, N 첨가를 통하여 석출 경화 없이 경도 및 충격 인성을 확보하였다.

보다 상세하게, Al 저감에 의해 석출 경화를 최소화하는 경우, 강 자체의 경화성 원소에 의한 경도 확보가 중요한데, 경화를 위한 첨가 원소 범위를 다양하게 분석하고, 특히 베이나이트계 저온 변태상을 잘 형성하기 위하여 냉각 시 오스테나이트를 안정화할 필요가 있다.

이에, 본 발명에서는 C, N의 첨가 범위를 제어하여 오스테나이트 안정화를 유도하였고, 이를 통해 베이나이트계 저온 변태상을 형성하여 우수한 충격인성을 확보하도록 하였다.

먼저, 본 발명에 따른 금형용 강재를 구성하는 성분계에 관하여 보다 상세히 설명하도록 한다. 단, 이하 성분계의 %는 중량%를 의미한다.

C(탄소)는 가열 후 냉각에 의한 담글질 성을 높이고, 강도와 경도의 상승에 기여하는 원소로서, 본 발명에서의 경화에 중요한 성분이다. C의 함량이 0.20%를 초과하면 냉각 시 조대 탄화물을 형성하여 인성이 저하되며, 형성된 조대 탄화물이 절삭 시에 공구 마모를 증가시켜 절삭 가공성을 저하시킨다.

또한, C의 함량이 0.14% 미만이면 냉각 후 경도가 낮기 때문에 목표로 하는 HRC 38 이상의 경도를 얻을 수 없는 제약이 있으므로, C의 함량은 0.14~0.20%로 한정한다.

Si(규소)는 제강 과정에서 탈산제로 첨가되며, 강 중에 고용되어 담금질 성 및 경도를 향상시키는 원소로서, 시효 처리시 조대 탄화물의 형성을 억제하고, 입계 탄화물 석출에 의한 충격 인성의 급격한 저하를 방지한다. 소재의 경화능에도 중요한 영향을 미치므로 첨가가 필요하다.

다만, Si의 함량이 과다하면 편석이 발생하거나 장시간 동안 시효 처리시 탄화물의 흑연화를 조장하여 인성이 크게 저하되는 문제가 있고, 특히 기계 가공성의 열화를 초래하기 때문에, Si의 함량은 0.2~0.9%로 한정한다.

Mn(망간)은 C와 함께 담금질 성을 높이고 시효 처리 후 경도와 내마모성을 향상시키는 원소로서, 페라이트의 형성을 억제하고 마르텐사이트의 형성을 조장한다. 본 발명에서 목표로 하는 경도 및 내마모성을 얻기 위해서는 1.0% 이상 첨가해야 하나, Mn의 함량이 2.0%를 초과하면 피삭성 및 열간 가공성이 감소하므로, Mn의 함량은 1.0~2.0%로 한정한다.

Cr(크롬)은 내식성 향상, 특히 내녹청성 개선에 필수 불가결한 원소로, 첨가 시 담금질 성을 높이고, 경도, 내식성 향상시키는 원소로서, 일반적으로 냉각 시 페라이트 및 펄라이트의 형성을 억제하고 저온조직인 마르텐사이트와 베이나이트의 형성을 조장하며, 심부 경도를 향상시키는 효과가 있다.

다만, Cr의 함량이 1.0%를 초과하면 충격 인성의 저하를 나타내고, 비용의 증가를 초래하기 때문에, Cr의 함량은 0.2~1.0%로 한정한다.

Ni(니켈)은 경도, 인성 및 포토에칭성(photoetching)을 향상시키기 위한 원소로서, 그 일부가 Cu와 균질한 고용체를 형성함으로써 열간 가공에 있어 적열취성을 방지한다. 특히, 경면성 향상에 유효한 원소로 2.0% 이상 첨가가 유효하다.

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.

Mo(몰리브덴)은 강의 내식성을 향상 시키고 충격 인성을 증가시키는 원소로, 기지 고용에 의한 조직의 경도 및 시효 처리시 탄화물 석출에 의한 경화 목적, 나아가 고인성을 얻기 위해 첨가하는 원소이다. Cr, W와 함께 내녹청성, 고용 강화에 의한 경도 및 인성 등의 개선 위해서는 0.5% 이상 첨가하는 것이 바람직하다.

다만 1.5%를 초과하면 제조 비용을 증가시키고, 급격한 경도 저하를 나타내므로 Mo의 함량은 0.5~1.5%로 한정한다.

Cu(구리)는 Cr과 함께 담금질 성을 향상시키는 원소이다. 담금질 열처리 공정에서 허용 가능한 냉각 속도 범위를 확장시키는 효과가 있고, 베이나이트를 미세화시키는 효과가 있다. 또한 Fe-Cu 고용체의 미세 석출을 통하여 경화를 일으키는 원소로, 본 발명의 강에서 피삭성을 부여하고 요구되는 경도를 부여하기 위한 원소이다.

다만, 지나치게 첨가될 경우 저온 상의 형성으로 열간 가공성을 저하시키고, 마르텐사이트를 강화시켜 피삭성을 저하시키므로 1.5% 이하 첨가가 바람직하다. 본 발명의 효과를 얻기 위하여 0.7~1.5%로 한정한다.

N(질소)는 경질 AlN를 생성하여, 경면성을 저하시키고, 가공성을 저하시키므로 일반적으로 억제되어 왔다. 본 발명에서는 Al 첨가를 제어하여 AlN 형성을 억제하고 이를 통하여 N 첨가 효과를 얻고자 하였다. N는 오스테나이트를 미세화하고, 조직 균일성을 향상시킨다. 그리고, 강도 향상에 효과적이므로 0.01~0.08% 첨가가 바람직하다.

Al(알루미늄)은 시효 처리시 Ni과 결합하여 Ni-Al 금속간 화합물을 형성하는 원소로 일반적인 석출 경화형 금형강에 첨가된 원소이다. 그러나, N와 첨가될 경우 AlN를 형성하여 경면성을 저하시키고, 절삭 가공성을 저하시킨다. 본 발명에서는 경면성 향상을 위해 상한치를 0.1%로 한정한다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

하기 표 1과 같이 조성되는 강을 진공 용해로에서 용해하고, 열처리한 후 열간 압연 공정을 거쳐 두께 15mm 판재로 형성하였다. 이때, 열간 압연 공정뿐 아니라 단조 공정 등을 수행할 수도 있으며, 각재, 판재 또는 환봉 등으로 형성 가능하다.

그리고, 이를 가열하여 오스테나이트의 형성이 완료되는 변태완료점(Ac3)인 870~910℃ 이상의 온도에서 30분 이상 용체화 처리하고, 공냉으로 냉각하여 시편을 제작하였다. Al첨가를 통한 시효강화 강종의 경우, 다시 550℃에서 시효 열처리하여 시편을 제작하였다.

	C	Si	Mn	Al	Cr	Ni	Mo	Cu	N
발명강1	0.119	0.30	1.84	0.02	0.30	3.03	0.30	1.0	0.046
발명강2	0.182	0.30	1.87	0.02	0.31	3.05	0.31	1.0	0.046
발명강3	0.142	0.30	1.54	0.03	0.30	3.01	0.31	1.1	0.051
발명강4	0.178	0.29	1.61	0.02	0.31	3.00	0.30	1.1	0.044
발명강5	0.180	0.29	1.56	0.02	0.30	2.98	0.31	1.1	0.040
발명강6	0.121	0.30	1.56	0.03	0.30	3.00	0.32	1.0	0.046
비교강1	0.120	0.28	1.48	0.98	0.30	2.90	0.30	1.0	0.020
비교강2	0.122	0.30	1.60	0.98	0.31	2.92	0.42	0.9	0.006
비교강3	0.110	0.27	1.43	1.04	0.81	2.98	0.76	1.0	0.021
비교강4	0.091	0.29	1.52	1.01	0.79	3.06	0.82	1.0	0.005
비교강5	0.135	0.30	1.42	1.01	0.30	3.07	0.31	0.9	0.005
비교강6	0.122	0.31	1.48	0.02	0.30	3.01	0.31	0.9	0.005

각각의 시편에 대하여, 경도, 충격 인성 평가를 수행하였으며, 특히, 충격 인성을 평가하기 위하여 2mm-U 놋치(notch) 시험편을 이용하여 샤르피(Charpy) 충격 테스트를 수행한 후, 상온 충격 인성을 상호 비교하였다. 표 2는 각각의 시편의 열처리 조건에 따른 주요 특성을 평가한 결과이다.

	시효열처리	경도(HRC)	충격(J/㎠)
발명강1	X	39.6	91.7
발명강2	X	43.8	81.0
발명강3	X	41.4	83.7
발명강4	X	41.0	79.1
발명강5	X	40.8	81.0
발명강6	X	41.2	80.2
비교강1	X	34.2	40.8
비교강2	X	33.7	59.1
비교강3	X	38.2	60.4
비교강4	X	34.6	178.8
비교강5	X	31.0	137.4
비교강6	X	31.8	91.0
비교강1	O	40.2	32.1
비교강2	O	43.1	20.6
비교강3	O	42.1	23.0
비교강4	O	43.4	72.3
비교강5	O	39.2	35.6
비교강6	O	28.8	108.1

표 2를 참조하면, 발명강1 내지 6의 경우, 시효 열처리 없이 약 40 HRC 수준의 요구 경도 및 70 J/㎠ 이상의 높은 충격 인성을 나타내고 있다. 반면, 비교강1 내지 6의 경우에는, 시효 열처리를 수행하지 않았을 때 39 HRC 이하의 경도 분포를 나타내고 있다.

각각의 시편의 성분 함량에 따른 경도 분포를 나타낸 그래프가 도 1에 도시되었다. 도 1에 도시된 바와 같이, 식 1 및 식 2를 만족하는 경우 시효 열처리 없이 충분한 경도, 즉, 약 40 HRC 수준의 요구 경도가 나타남을 확인할 수 있다.

5[C] + 10[N] > 1 ------------ (식 1)

9[Mn] - 5[Mo] + 2([Ni] + [Cu]) > 20 ------------ (식 2)

(여기에서, [A]는 A 원소의 함량(wt. %)을 나타낸다.)

반면, 표 2를 참조하면, 비교강1 내지 6은 시효 열처리 후 39 HRC 이상의 경도 분포를 나타내고 있다. 다만, Al이 거의 첨가되지 않은 비교강 6의 경우에만, 시효 열처리 후에도 경도 증가가 나타나지 않는 것을 알 수 있다.

한편, 표 2에 나타난 바와 같이, 시효 열처리는 충경 인성의 저하를 가져온다. 본 발명에서는 시효 경화 열처리 공정을 수행하지 않기 때문에 요구 경도를 만족시키면서도, 시효 열처리에 수반되는 이러한 충격 인성의 저하가 나타나지 않는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 공정 저감을 통한 추가 비용 절감의 장점도 있다.

도 2는 Al, N 함량에 따른 개재물 크기, 분율 및 개재물 분포 사진을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, Al, N의 함량에 따라 개재물의 평균 크기 및 분율이 상이함을 알 수 있다. 특히, Al, N 함량(중량%)의 곱이 0.01을 초과할 때 개재물의 크기 및 분율이 크게 증가함을 확인할 수 있다.

이에, 도 2에 도시된 바와 같이, 식 3과 같은 Al, N 함량을 갖을 때, 보다 우수한 표면 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.

[Al] × [N] < 0.01 ------ (식 3)

(여기에서, [A]는 A 원소의 함량(wt. %)을 나타낸다.)

또한, 도 2를 참조하면, Al, N 함량의 곱이 0.01을 초과할 때 상대적으로 조대한 개재물이 형성된다. 이러한 개재물은 EDS(Energy Dispersive x-ray Spectroscopy) 분석 결과, AlN로 나타났으며, 금형강의 표면에 노출되어 사출 소재에 전사되는 문제점이 있다. 이는 광택을 요구하는 제품, 특히 투명한 제품에서 치명적인 결함으로 작용한다.

반면, Al, N 함량의 곱이 0.01보다 낮은 경우, 도 2와 같이, 평균 개재물의 크기가 2㎛ 이하인 매우 미세한 개재물이 나타난다.

그리고, 개재물의 분율 또한 약 1% 이하로서 매우 적음을 확인할 수 있다.

도 3은 Al, N 함량에 따른 광택도를 나타낸 그래프이다. 50×50 크기의 시편을 연삭 가공하고, 9㎛ 연마재를 이용하여 6분, 6㎛ 연마재를 이용하여 5분, 3㎛ 연마재를 이용하여 5분, 1㎛ 연마재를 이용하여 5분간 연마한 후, 광택도계를 이용하여 표면 광택도를 평가하였다.

도 3에 도시된 바와 같이, 식 3의 값이 0.01이하에서, 1000이상의 우수한 표면 광택도를 나타낸다.

한편, 냉각 속도에 대한 특성 평가를 하기 위하여, 발명강1 내지 6에 대해 다양한 냉각 속도에서 특성 평가를 실시하였다.

250mmt 소재에 대하여 870℃로 열처리 후 냉각 시, 소재에 열전대를 부착하여 부위별 냉각 속도를 측정하였다. 냉각 속도는 870℃에서 600℃까지의 냉각 시의 소요 시간으로 평가하였으며, Δt_9/6로 나타내었다.

도 4는 각각의 부위에 대하여 냉각 속도에 따른 충격 인성 및 파면을 나타낸 도면이다.

일반적으로, N 첨가는 입계에 Cr-N를 형성하여 인성을 저하시키는 문제가 있다. 특히, 600~700℃ 구간은 Cr-N의 입계 석출이 활발한 구간이므로 도 4에서는 600℃까지의 냉각 소요 시간을 기준으로 충격 인성 변화를 나타내도록 한다.

도 4를 참조하면, 냉각 시간(Δt₉ _/6)이 80분 이상이 될 경우 충격 인성의 급격한 저하가 나타남을 확인할 수 있다. 이는, Cr₂N의 입계 석출에 의한 입계 취화에 기인한 것으로 보여진다. 이에 따라, 냉각 시간(Δt₉ _/6)은 80분 이하인 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

Claims

탄소(C) 0.14~0.20 중량%, 실리콘(Si) 0.2~0.9 중량%, 망간(Mn) 1.0~2.0 중량%, 크롬(Cr) 0.2~1.0 중량%, 니켈(Ni) 2.5~3.5 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.5~1.5 중량%, 구리(Cu) 0.7~1.5 중량%, 질소(N) 0.01~0.08 중량%, 알루미늄(Al) 0.1 중량% 이하 및 잔부의 철(Fe)과 기타 불순물을 포함하되,
상기 탄소(C), 상기 질소(N)의 함량이 5[C] + 10[N] > 1의 조건을 만족하고, 상기 망간(Mn), 상기 몰리브덴(Mo), 상기 니켈(Ni), 상기 구리(Cu)의 함량이 9[Mn] - 5[Mo] + 2([Ni] + [Cu]) > 20의 조건을 만족하며,
상기 알루미늄(Al), 상기 질소(N)의 함량이 [Al] × [N] < 0.01의 조건을 만족하는, 금형용 강재.
(여기에서, [A]는 A 원소의 함량(중량%)을 나타낸다.)
제 1 항에 있어서,
상기 금형용 강재는 HRC 38 이상의 경도를 갖고, 상온에서 70 J/㎠ 이상의 U 놋치 샤르피 충격값을 갖는, 금형용 강재.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 금형용 강재는 평균 개재물의 크기가 2㎛ 이하이고, 상기 개재물의 분율이 1% 이하인, 금형용 강재.
제 1 항에 있어서,
상기 금형용 강재를 50×50 크기로 연삭 가공하고, 9m 연마재를 이용하여 6분, 6m 연마재를 이용하여 5분, 3m 연마재를 이용하여 5분 및 1m 연마재를 이용하여 5분간 연마한 후, 광택도계로 표면 광택도를 평가하여, 상기 표면 광택도가 1000 이상인, 금형용 강재.
탄소(C) 0.14~0.20 중량%, 실리콘(Si) 0.2~0.9 중량%, 망간(Mn) 1.0~2.0 중량%, 크롬(Cr) 0.2~1.0 중량%, 니켈(Ni) 2.5~3.5 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.5~1.5 중량%, 구리(Cu) 0.7~1.5 중량%, 질소(N) 0.01~0.08 중량%, 알루미늄(Al) 0.1 중량% 이하 및 잔부의 철(Fe)과 기타 불순물을 포함하는 강을 단조 공정 또는 열간 압연 공정에 의하여 각재, 판재 또는 환봉을 형성하는 제1단계; 및
상기 각재, 상기 판재 또는 상기 환봉을 변태완료점(Ac3) 이상의 온도인 870 내지 910℃에서 1시간 이상 용체화 처리한 후, 냉각하는 제2단계;를 포함하되,
상기 탄소(C), 상기 질소(N)의 함량이 5[C] + 10[N] > 1의 조건을 만족하고, 상기 망간(Mn), 상기 몰리브덴(Mo), 상기 니켈(Ni), 상기 구리(Cu)의 함량이 9[Mn] - 5[Mo] + 2([Ni] + [Cu]) > 20의 조건을 만족하며, 상기 알루미늄(Al), 상기 질소(N)의 함량이 [Al] × [N] < 0.01의 조건을 만족하는, 금형용 강재의 제조방법.
(여기에서, [A]는 A 원소의 함량(중량%)을 나타낸다.)
제 6 항에 있어서,
상기 제2단계에서
상기 냉각 시의 시간은 80분 이하인, 금형용 강재의 제조방법.