KR20220002523A - Steel for hot stamping mold, hot stamping mold and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

고경도와 고열전도율을 겸비하는 핫 스탬프용 금형을 제작할 수 있는 금형용 강과, 핫 스탬프용 금형 및 그 제조 방법을 제공한다. 질량%로, C: 0.45~0.65%, Si: 0.1~0.6%, Mn: 0.1~0.3%, Cr: 2.5~6.0%, Mo: 1.2~2.6%, V: 0.4~0.8%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 핫 스탬프용 금형용 강이다. 또한, 상기 성분 조성을 갖는 핫 스탬프용 금형과, 그 제조 방법이다.Provided are a steel for a mold capable of producing a mold for hot stamping having both high hardness and high thermal conductivity, a mold for hot stamping, and a manufacturing method thereof. In % by mass, C: 0.45 to 0.65%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.1 to 0.3%, Cr: 2.5 to 6.0%, Mo: 1.2 to 2.6%, V: 0.4 to 0.8%, balance Fe and inevitable Steel for hot stamping with a component composition of red impurities. Also provided are a mold for hot stamping having the above component composition, and a method for manufacturing the same.

Description

핫 스탬프용 금형용 강, 핫 스탬프용 금형 및 그 제조 방법Steel for hot stamping mold, hot stamping mold and manufacturing method thereof

본 발명은 핫 스탬프용 금형용 강, 핫 스탬프용 금형 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel for a mold for hot stamping, a mold for hot stamping, and a manufacturing method thereof.

최근, 자동차의 경량화와 충돌 안전성 향상을 목적으로, 인장강도가 1㎬를 초과하는 초고장력 강판의 니즈가 높아지고 있다. 그러나, 인장강도가 1.2㎬ 이상인 강판을 냉간 프레스로 성형하려고 하면, 성형 하중이나 스프링백의 증대, 성형성 등의 문제가 발생한다. 그래서, 최근에는 핫 스탬프(핫 프레스, 또는 핫 스탬핑이라고도 칭한다) 공법이 주목받고 있다. 핫 스탬프 공법에서는, 강판을 오스테나이트 온도 이상으로 가열 후, 프레스 성형하고, 금형을 하사점으로 유지하여 급랭해서 담금질한다.Recently, for the purpose of reducing the weight of automobiles and improving collision safety, the need for ultra-high-strength steel sheets having a tensile strength exceeding 1 GPa is increasing. However, when a steel sheet having a tensile strength of 1.2 GPa or more is attempted to be formed by cold pressing, problems such as an increase in forming load, springback, and formability occur. Therefore, in recent years, hot stamping (also referred to as hot pressing or hot stamping) construction method is attracting attention. In the hot stamping method, the steel sheet is heated to an austenite temperature or higher, press-formed, and the mold is held at the bottom dead center and quenched by rapid cooling.

핫 스탬프 공법의 이점으로서, 금형으로 급랭하는 다이?칭에 의한 담금질에 의해, 1.5㎬ 정도의 인장강도를 가지는 초고장력 강판의 성형품이 얻어지는 것을 들 수 있다. 또한, 스프링백이 거의 발생하지 않는 등 성형성이 우수하다는 이점도 들 수 있다.As an advantage of the hot stamping method, a molded article of an ultra-high tensile strength steel sheet having a tensile strength of about 1.5 GPa can be obtained by quenching by die quenching, which is quenched by a die. Moreover, the advantage of being excellent in moldability, such as a springback hardly occurring is also mentioned.

그러나, 핫 스탬프 공법은 생산성이 낮다는 문제가 있다. 즉, 다이?칭을 위한 하사점 유지 등에 시간이 필요하게 되기 때문에 생산성이 낮아진다. 그 대책으로서 고열전도율의 금형이 요구되고 있다. 이것은, 다이?칭에서는 강판의 열을 금형에 흡수시키고 있지만, 금형의 열전도율이 높을수록 하사점 유지의 시간이 단축되어서 생산성이 높아지기 때문이다.However, the hot stamp method has a problem of low productivity. That is, since it takes time to maintain the bottom dead center for die quenching, productivity is lowered. As a countermeasure, a mold with high thermal conductivity is required. This is because, in die quenching, the heat of the steel sheet is absorbed by the mold, but the higher the thermal conductivity of the mold, the shorter the time for maintaining the bottom dead center and the higher the productivity.

또한, 핫 스탬프용 금형에서는 내마모성을 높이기 위해서 고경도가 요구되고 있다.In addition, in the mold for hot stamping, high hardness is required in order to increase wear resistance.

따라서, 핫 스탬프용 금형용 강에서는, 금형으로 했을 때에 고경도와 고열전도율을 겸비하는 것이 요구된다. 일반적으로, 고경도의 금형을 얻기 위해서는 금형용 강의 합금량을 늘릴 필요가 있지만, 합금량이 많아지면 금형의 열전도율이 떨어진다고 하는 문제가 있어, 경도와 열전도율은 트레이드오프의 관계에 있다. 그래서, 합금량을 제어함으로써 최적인 성분 조성이 검토되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1~3에서는, 경도와 열전도율을 겸비하는 금형용 강의 성분 조성이 제안되어 있다. 또한 특허문헌 4에도, 온열간 프레스, 다이 캐스트, 또는 온열간 단조 등에 사용되는 금형의 소재로서 유용하고, 열전도율이 우수해 내마모성도 우수한 열간 공구강에 대해서 개시되어 있다.Therefore, in the steel for a mold for hot stamping, it is required to have both high hardness and high thermal conductivity when it is used as a mold. Generally, it is necessary to increase the alloy amount of the steel for metal molds in order to obtain a high hardness mold, but there is a problem that the thermal conductivity of the mold decreases as the alloy amount increases, and hardness and thermal conductivity have a trade-off relationship. Then, the optimal component composition is examined by controlling the alloy amount. For example, in patent documents 1 - 3, the component composition of the steel for metal mold|die which has both hardness and thermal conductivity is proposed. In addition, Patent Document 4 also discloses a hot tool steel useful as a material for a mold used for hot pressing, die casting, hot forging, etc., and has excellent thermal conductivity and excellent wear resistance.

일본 특허공개 2017-43814호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2017-43814 일본 특허공개 2017-53023호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2017-53023 일본 특허공개 2018-24931호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2018-24931 일본 특허 제 5744300호 공보Japanese Patent No. 5744300 Publication

특허문헌 1~3의 금형용 강, 및 특허문헌 4의 열간 공구강은 핫 스탬프용으로서 유용하다. 그러나, 금형용 강이나 열간 공구강의 담금질 뜨임 특성이나, 핫 스탬프용 금형의 작업면이 질화 처리되어서 사용되는 것 등을 생각했을 때에, 종래의 금형용 강이나 열간 공구강의 경우, 경도가 부족할 경우가 있었다. 구체적으로는, 최근에는 핫 스탬프용 강으로서 52HRC 이상의 고경도화가 요구되어 오고 있지만, 특허문헌 1~4에서는 52HRC 이상의 고경도는 안정적으로 얻어지지 않는다.The steel for molds of Patent Documents 1 to 3 and the hot tool steel of Patent Document 4 are useful for hot stamping. However, considering the quenching and tempering properties of mold steel or hot tool steel, and that the working surface of the hot stamping mold is used after being nitridized, in the case of conventional mold steel or hot tool steel, hardness may be insufficient. Specifically, in recent years, high hardness of 52HRC or more has been requested as steel for hot stamping, but in Patent Documents 1 to 4, high hardness of 52HRC or more cannot be stably obtained.

본 발명의 목적은, 핫 스탬프 공법에 적합한, 고경도와 고열전도율을 겸비하는 금형을 제작할 수 있는 금형용 강과, 핫 스탬프용 금형 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a steel for a mold that can produce a mold having both high hardness and high thermal conductivity suitable for a hot stamping method, a mold for hot stamping, and a manufacturing method thereof.

이러한 실상을 감안하여, 본 발명자는 예의 연구를 행한 결과, 합금량을 제어함으로써 핫 스탬프용에 최적인 금형용 강을 찾아냈다. 그리고, 상기 금형용 강을 사용함으로써, 고경도 및 고열전도율을 달성할 수 있는 핫 스탬프용 금형과 그 제조 방법을 찾아냈다.In view of such a reality, the present inventors have intensively researched, and as a result, have found a steel for a mold that is optimal for hot stamping by controlling the alloy amount. And, by using the steel for a mold, a mold for hot stamping capable of achieving high hardness and high thermal conductivity and a method for manufacturing the same have been found.

즉, 본 발명의 일형태는, 질량%로, C: 0.45~0.65%, Si: 0.1~0.6%, Mn: 0.1~0.3%, Cr: 2.5~6.0%, Mo: 1.2~2.6%, V: 0.4~0.8%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형용 강이다.That is, in one embodiment of the present invention, in mass%, C: 0.45 to 0.65%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.1 to 0.3%, Cr: 2.5 to 6.0%, Mo: 1.2 to 2.6%, V: It is a steel for a mold for hot stamping, characterized in that it has a component composition of 0.4 to 0.8%, the remainder Fe and unavoidable impurities.

본 발명의 다른 일형태는, 질량%로, C: 0.45~0.65%, Si: 0.1~0.6%, Mn: 0.1~0.3%, Cr: 2.5~6.0%, Mo: 1.2~2.6%, V: 0.4~0.8%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형이다.Another embodiment of the present invention is, by mass%, C: 0.45 to 0.65%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.1 to 0.3%, Cr: 2.5 to 6.0%, Mo: 1.2 to 2.6%, V: 0.4 It is a mold for hot stamping, characterized in that it has a component composition of ~0.8%, balance Fe and unavoidable impurities.

바람직하게는, 경도가 45HRC 이상, 또한 열전도율(λ(W/(m·K)))이 하기 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 핫 스탬프용 금형이다.Preferably, the mold for hot stamping according to claim 2 is characterized in that the hardness is 45 HRC or more and the thermal conductivity (λ(W/(m·K))) satisfies the following formula (1).

λ≥-0.5H+53…식 (1)λ≥-0.5H+53… Equation (1)

H: 금형의 로크웰 경도(HRC)H: Rockwell hardness (HRC) of the mold

보다 바람직하게는, 경도가 52HRC 이상이다. 그리고, 이 때, 더 바람직하게는, 열전도율(λ)이 25W/(m·K) 이상이다.More preferably, the hardness is 52HRC or more. And at this time, more preferably, the thermal conductivity (λ) is 25 W/(m·K) or more.

또한, 바람직하게는 작업면에 질화층을 갖는다.It also preferably has a nitride layer on the working surface.

본 발명의 다른 일형태는, 상기 핫 스탬프용 금형용 강에, 1020~1080℃의 담금질 온도 및 500~625℃의 뜨임 온도에 의한 담금질 뜨임을 행하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형의 제조 방법이다.Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a mold for hot stamping, wherein the steel for hot stamping is quenched and tempered at a quenching temperature of 1020 to 1080°C and a tempering temperature of 500 to 625°C.

바람직하게는, 상기 뜨임 온도가 540~600℃이다.Preferably, the tempering temperature is 540 ~ 600 ℃.

바람직하게는, 상기 담금질 뜨임을 행한 후에, 작업면에 질화 처리를 더 행하는 것을 특징으로 한다.Preferably, after performing the quenching and tempering, it is characterized in that the work surface is further subjected to a nitriding treatment.

본 발명에 의하면, 핫 스탬프용에 최적인 금형용 강이 얻어진다. 또한, 이 금형용 강을 사용함으로써, 고경도와 고열전도율을 겸비하는 핫 스탬프용 금형과 그 제조 방법을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steel for metal mold|die optimal for hot stamping is obtained. Furthermore, by using this steel for a mold, it is possible to provide a mold for hot stamping having both high hardness and high thermal conductivity, and a method for manufacturing the same.

도 1은 본 발명예 및 비교예의 금형용 강을 1030℃로부터 담금질 후, 500~650℃에서 뜨임해서 제작한 금형의 일례에 대해서, 그 뜨임 온도마다의 경도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명예 및 비교예의 금형용 강을 1030℃로부터 담금질 후, 45HRC, 50HRC, 55HRC의 경도로 뜨임해서 제작한 금형의 일례에 대해서, 그 열전도율을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명예 및 비교예의 금형용 강을 1030℃로부터 담금질 후, 55HRC의 경도로 뜨임해서 제작한 금형의 일례에 대해서, 600℃로 유지했을 경우의 연화 저항을 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the hardness for each tempering temperature about an example of the metal mold|die produced by tempering at 500-650 degreeC after quenching the steel for metal mold|die of this invention example and a comparative example from 1030 degreeC.
2 is a view showing the thermal conductivity of an example of a mold produced by quenching the steel for a mold of the present invention example and a comparative example at 1030 ° C., and then tempering it to a hardness of 45HRC, 50HRC, and 55HRC.
3 is a view showing the softening resistance of an example of a mold prepared by quenching the steel for a mold of the present invention example and a comparative example from 1030° C. and then tempering it to a hardness of 55 HRC, when maintained at 600° C. FIG.

본 발명의 특징은, 핫 스탬프용 금형이, 금형용 강에 담금질 뜨임을 행해서 제작되는 것이나, 그 작업면에 질화 처리를 행해서 제작되는 것을 생각했을 때에, 핫 스탬프용 금형의 고경도와 고열전도율을 동시에 달성하는 것에 최적인 금형용 강의 성분 조성이 있는 것을 밝혀낸 점에 있다. 특히 52HRC 이상의 고경도와, 25W/(m·K) 이상의 고열전도율을 동시에 달성하는 것에 최적인 금형용 강의 성분 조성이 있는 것을 밝혀낸 점에 있다. 또한, 상기 고경도와 고열전도율을 동시에 달성하는 것에 최적인 담금질 뜨임 조건을 밝혀낸 점에 있다. 이하에, 본 발명의 각구성 요건에 대하여 설명한다.A feature of the present invention is that the high hardness and high thermal conductivity of the hot stamping mold are achieved at the same time when considering that the mold for hot stamping is produced by performing quenching and tempering on the steel for the mold, or when nitriding is performed on the working surface of the mold for hot stamping. It is at the point of finding out that there exists a component composition of the steel for metal mold|die which is optimal for doing this. In particular, it is at the point that it was discovered that there is a component composition of steel for a mold that is optimal for simultaneously achieving high hardness of 52HRC or more and high thermal conductivity of 25W/(m·K) or more. In addition, the point is that the best quenching and tempering conditions to achieve the high hardness and high thermal conductivity at the same time. Hereinafter, each component requirement of this invention is demonstrated.

본 발명의 핫 스탬프용 금형용 강은, 질량%(이하, 단지 「%」로 표기한다.) 로, C: 0.45~0.65%, Si: 0.1~0.6%, Mn: 0.1~0.3%, Cr: 2.5~6.0%, Mo: 1.2~2.6%, V: 0.4~0.8%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는다.The steel for a mold for hot stamping of the present invention, in mass% (hereinafter, simply expressed as "%"), C: 0.45 to 0.65%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.1 to 0.3%, Cr: 2.5 -6.0%, Mo: 1.2-2.6%, V: 0.4-0.8%, the balance has a component composition of Fe and unavoidable impurities.

·C: 0.45~0.65%C: 0.45 to 0.65%

C는 담금질에 의해 소지(매트릭스)에 고용(固溶)해서 금형의 경도를 향상시키는 원소이다. 또한, 후술하는 Cr이나 Mo, V 등의 탄화물 형성 원소와 탄화물을 형성해서, 금형의 경도를 향상시키는 원소이다. 그러나, C량이 지나치게 많으면, 1차 탄화물의 조대화 등에 의해 금형의 인성이 저하된다. 따라서, C는 0.45~0.65%로 한다. 바람직하게는 0.47% 이상이다. 보다 바람직하게는 0.49% 이상이다. 또한, 바람직하게는 0.63% 이하이다. 보다 바람직하게는 0.60% 이하이다. 더 바람직하게는 0.58% 이하이다.C is an element that improves the hardness of the mold by dissolving in the base material (matrix) by quenching. Moreover, it is an element which improves the hardness of a metal mold|die by forming a carbide|carbide with carbide-forming elements, such as Cr, Mo, and V, which are mentioned later. However, when there is too much C content, the toughness of a metal mold|die will fall due to coarsening of a primary carbide, etc. Therefore, C is set to 0.45 to 0.65%. Preferably it is 0.47% or more. More preferably, it is 0.49% or more. Moreover, Preferably it is 0.63 % or less. More preferably, it is 0.60% or less. More preferably, it is 0.58% or less.

·Si: 0.1~0.6%Si: 0.1~0.6%

Si는 용제 공정에서 탈산제로서 사용된다. 그리고, 소지에 고용해서 금형의 경도를 향상시키는 원소이다. 그러나, Si가 지나치게 많으면, 용제 후에 있어서 강 중의 편석 경향이 강해지고, 또한 응고 조직도 조대해져서 금형의 인성 저하로 연결된다. 그리고, 담금질 뜨임 후의 금형의 열전도율을 현저하게 떨어뜨리는 원소이다. 따라서, Si는 0.1~0.6%로 한다. 바람직하게는 0.14% 이상이다. 보다 바람직하게는 0.17% 이상이다. 또한, 바람직하게는 0.45% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.4% 이하이다. 더 바람직하게는 0.35% 이하이다. 보다 더 바람직하게는 0.3% 이하이다.Si is used as a deoxidizer in the solvent process. And it is an element which dissolves in a base material and improves the hardness of a metal mold|die. However, when there is too much Si, the segregation tendency in steel becomes strong after melting, and the solidification structure also becomes coarse, and it leads to the fall of the toughness of a metal mold|die. And it is an element which reduces the thermal conductivity of the metal mold|die after quenching and tempering remarkably. Accordingly, Si is 0.1 to 0.6%. Preferably it is 0.14% or more. More preferably, it is 0.17 % or more. Moreover, Preferably it is 0.45 % or less, More preferably, it is 0.4 % or less. More preferably, it is 0.35% or less. Even more preferably, it is 0.3% or less.

·Mn: 0.1~0.3%·Mn: 0.1~0.3%

Mn은 용제 공정에서 탈산제나 탈황제로서 사용된다. 그리고, 소지의 강화나, 담금질성, 담금질 뜨임 후의 인성의 향상에 기여하는 원소이다. 그러나, Mn이 지나치게 많으면, 금형의 열전도율이 현저하게 저하된다. 따라서, Mn은 0.1~0.3%로 한다. 바람직한 Mn의 하한은 0.15% 이상이다. 또한, 바람직한 Mn의 상한은 0.28% 이하이다. 보다 바람직한 Mn의 상한은 0.26% 이하이다.Mn is used as a deoxidizer or desulfurization agent in the solvent process. And it is an element contributing to the improvement of the toughness after hardening of a base material, hardenability, and hardening and tempering. However, when there is too much Mn, the thermal conductivity of a metal mold|die will fall remarkably. Therefore, Mn is set to 0.1 to 0.3%. A preferable lower limit of Mn is 0.15% or more. In addition, a preferable upper limit of Mn is 0.28% or less. A more preferable upper limit of Mn is 0.26% or less.

·Cr: 2.5~6.0%·Cr: 2.5~6.0%

Cr은 소지에 고용해서 경도를 상승시키는 원소이다. 또한, 탄화물을 형성함으로써도 경도를 상승시키는 원소이며, 후술하는 Mo, V와 마찬가지로 뜨임시에 있어서의 2차 경화에 기여하는 원소이다. 특히 Cr은 Mo, V에 비하여, 뜨임 연화 저항을 크게 할 수 있는(뜨임 온도를 높게 해도, 2차 경화로 얻어진 경도의 저하 비율을 작게 할 수 있는) 원소이다. 통상, 금형은, 금형용 강에 담금질 뜨임을 행해서 사용 경도로 조정되는 경우, 핫 스탬프용 금형의 열전도율을 높이기 위해서는, 뜨임 온도를 높게 하는 것이 효과적이다. 그리고, 본 발명에 있어서는, Cr의 함유량을 2.5% 이상으로 함으로써, 뜨임 온도를 높게 해서 해도(예를 들면, 600℃를 초과해도), 45HRC 이상과 같은 충분한 경도를 유지할 수 있으므로, 동시에, 열전도율을 높게 할 수도 있다. 그리고, 뜨임 온도를, 예를 들면, 540℃ 이상으로 해도, 52HRC 이상의 경도를 달성할 수 있고, 또한, 열전도율이 25W/(m·K) 이상인 핫 스탬프용 금형을 얻을 수 있다. 그리고, 상기 경도를 유지한 후에, 열전도율이 28W/(m·K) 이상이나, 30W/(m·K) 이상으로까지 더 향상된 핫 스탬프용 금형을 얻을 수 있다. 또한, 상기 경도 및 열전도율은 실온(상온)에서 측정했을 때의 값이다.Cr is an element that increases hardness by being dissolved in the substrate. Moreover, it is an element which raises hardness also by forming carbide|carbonized_material, It is an element which contributes to secondary hardening at the time of tempering similarly to Mo and V mentioned later. In particular, Cr is an element capable of increasing the tempering softening resistance (even if the tempering temperature is increased, the rate of decrease in hardness obtained by secondary hardening can be reduced) compared to Mo and V. Usually, in the case where the mold is adjusted to the working hardness by quenching and tempering the steel for the mold, in order to increase the thermal conductivity of the mold for hot stamping, it is effective to increase the tempering temperature. And, in the present invention, by setting the Cr content to 2.5% or more, even if the tempering temperature is increased (for example, exceeding 600°C), sufficient hardness such as 45HRC or more can be maintained, so that at the same time, the thermal conductivity is reduced You can also make it higher. And even if the tempering temperature is, for example, 540° C. or higher, a hardness of 52 HRC or higher can be achieved, and a mold for hot stamping having a thermal conductivity of 25 W/(m·K) or higher can be obtained. And, after maintaining the hardness, it is possible to obtain a mold for hot stamping, which has a thermal conductivity of 28 W/(m·K) or more, and further improved to 30 W/(m·K) or more. In addition, the said hardness and thermal conductivity are values when it measures at room temperature (room temperature).

또한, Cr의 함유량을 높게 함으로써 금형용 강의 질화 특성을 향상시킬 수 있으므로, 예를 들면, 담금질 뜨임 후의 금형의 작업면에 질화 처리를 더 행함으로써 금형의 내마모성(작업면의 경도)을 향상시킬 수 있다.In addition, since the nitriding properties of the steel for molds can be improved by increasing the Cr content, for example, the wear resistance (hardness of the working surface) of the mold can be improved by further nitriding the working surface of the mold after quenching and tempering. .

단, Cr의 함유량이 지나치게 많으면, 금형용 강의 합금량이 많아진다는 것 자체에 의해서 금형의 열전도율을 높게 하는 것이 어려워진다. 따라서, Cr은 2.5~6.0%로 한다. 바람직하게는 2.8% 이상이다. 보다 바람직하게는 3.0% 이상이다. 또한, 바람직하게는 5.5% 이하이며, 보다 바람직하게는 4.8% 이하, 더 바람직하게는 4.5% 미만이다. 그리고, 특히 열전도율의 향상을 중시하고 싶을 경우, Cr은 4.0% 이하나 3.5% 이하로 할 수도 있다.However, when there is too much content of Cr, it becomes difficult to make high the thermal conductivity of a metal mold|die by itself that the alloy amount of the steel for metal mold|die increases. Therefore, Cr is set to 2.5 to 6.0%. Preferably it is 2.8% or more. More preferably, it is 3.0 % or more. Moreover, Preferably it is 5.5 % or less, More preferably, it is 4.8 % or less, More preferably, it is less than 4.5 %. And, especially, when it is desired to emphasize the improvement of thermal conductivity, Cr can also be made into 4.0% or less or 3.5% or less.

·Mo: 1.2~2.6%Mo: 1.2~2.6%

Mo는, Cr과 마찬가지로, 소지에 고용해서 경도를 상승시키는 원소이며, 또한, 탄화물을 형성함으로써도 경도를 상승시키는 원소이며, 뜨임시에 있어서의 2차 경화에 기여하는 원소이다. 또한, 담금질성을 향상시키는 원소이기도 하다. 단, Mo량이 지나치게 많으면, 금형용 강의 합금량이 많아진다는 것 자체에 의해서 금형의 열전도율이 낮아진다. 따라서, Mo는 1.2~2.6%로 한다. 바람직하게는 1.5% 이상이다. 보다 바람직하게는 1.7% 이상이다. 더 바람직하게는 1.9% 이상이다. 또한, 바람직하게는 2.5% 이하이다. 보다 바람직하게는 2.3% 이하이다. 더 바람직하게는 2.1% 이하이다.Mo, like Cr, is an element that increases hardness by dissolution in the substrate, and also increases hardness by forming carbides, and is an element contributing to secondary hardening at the time of tempering. Moreover, it is also an element which improves hardenability. However, when there is too much Mo amount, the thermal conductivity of a metal mold|die will become low by itself that the alloy amount of the steel for metal mold|die increases. Therefore, Mo is 1.2 to 2.6%. Preferably it is 1.5% or more. More preferably, it is 1.7% or more. More preferably, it is 1.9% or more. Moreover, Preferably it is 2.5 % or less. More preferably, it is 2.3% or less. More preferably, it is 2.1% or less.

·V: 0.4~0.8%V: 0.4 to 0.8%

V는 Cr과 마찬가지로, 탄화물을 형성함으로써도 경도를 상승시키는 원소이며, 뜨임시에 있어서의 2차 경화에 기여하는 원소이다. 단, V량이 지나치게 많으면, 금형용 강의 합금량이 많아진다는 것 자체에 의해서 금형의 열전도율이 낮아진다. 따라서, V는 0.4~0.8%로 한다. 바람직하게는 0.5% 이상이다. 또한, 바람직하게는 0.75% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.65% 이하, 더 바람직하게는 0.6% 이하이다.Like Cr, V is an element that increases hardness even by forming carbides, and is an element that contributes to secondary hardening at the time of tempering. However, when there is too much V amount, the thermal conductivity of a metal mold|die will become low by itself that the alloy amount of the steel for metal mold|die increases. Therefore, V is set to 0.4 to 0.8%. Preferably it is 0.5% or more. Moreover, Preferably it is 0.75 % or less, More preferably, it is 0.65 % or less, More preferably, it is 0.6 % or less.

·잔부 Fe 및 불가피적 불순물Remaining Fe and unavoidable impurities

금형용 강의 합금량이 많아지면, 금형의 열전도율이 낮아지는 것을 생각하면, 상기 원소종 이외의 잔부는 실질적으로 Fe로 이루어지는 것이 바람직하다. 단, 여기에 명시하지 않는 원소종(예를 들면 P, S, Cu, Al, Ca, Mg, O(산소), N(질소)등의 원소종)은, 불가피적으로 강 중에 잔류할 가능성이 있는 원소이며, 이들 원소를 불순물로서 포함하는 것은 허용된다. 이 때, P는, 지나치게 많으면, 뜨임 등의 열처리시에 구오스테나이트 립계에 편석되어 금형의 인성이 열화된다. 따라서, P는 0.05% 이하로 규제하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.03% 이하로 규제한다. 그리고, S는, 지나치게 많으면, 강괴를 분괴할 때 등에 있어서 열간 가공성이 열화된다. 따라서, S는 0.01% 이하로 규제하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.008% 이하로 규제한다.Considering that when the alloy amount of the steel for a mold increases, the thermal conductivity of the mold decreases, it is preferable that the remainder other than the element species substantially consists of Fe. However, elemental species not specified here (e.g., elemental species such as P, S, Cu, Al, Ca, Mg, O (oxygen), N (nitrogen), etc.) may inevitably remain in the steel. elements, and it is permissible to include these elements as impurities. At this time, when P is too large, it segregates at the prior austenite grain boundary during heat treatment such as tempering, and the toughness of the mold deteriorates. Therefore, it is preferable to regulate P to 0.05% or less. More preferably, it regulates to 0.03% or less. And when there is too much S, when crushing a steel ingot, etc., hot workability will deteriorate. Therefore, it is preferable to regulate S to 0.01% or less. More preferably, it is regulated to 0.008% or less.

또한, Ni는, 금형의 인성 향상에 기여하는 원소종으로서 유용하기는 하지만, 금형용 강의 합금량의 증가에 의한 금형의 열전도율의 저하를 억제하는 점에서, 역시, 그 함유량을 낮게 억제하는 것이 바람직하다. 그리고, Ni량의 규제 상한으로서, 바람직하게는 0.25%가 허용된다.In addition, although Ni is useful as an element species that contributes to the improvement of the toughness of the mold, it is preferable to suppress the content of Ni to a low level from the viewpoint of suppressing a decrease in the thermal conductivity of the mold due to an increase in the alloy amount of the steel for the mold. . In addition, as the upper limit of regulation of the amount of Ni, preferably 0.25% is allowed.

상기 성분 조성을 가진 금형용 강에 담금질 뜨임을 행함으로써, 경도와 열전도율이 우수한 본 발명의 핫 스탬프용 금형을 얻을 수 있다. 본 발명의 핫 스탬프용 금형의 경도는, 실온(상온)에서 측정한 값이고, 예를 들면 45HRC 이상과 같은 충분한 경도를 달성하는 것이 용이하다. 그리고, 뜨임 온도를 조정함으로써, 금형의 경도를 바람직하게는 52HRC 이상으로 할 수 있고, 사용시에 있어서의 금형이 우수한 내마모성을 부여할 수 있다. 금형의 경도는, 보다 바람직하게는 53HRC 이상이며, 더 바람직하게는 55HRC 이상이다.By performing quenching and tempering on the steel for a mold having the above component composition, the mold for hot stamping of the present invention having excellent hardness and thermal conductivity can be obtained. The hardness of the mold for hot stamping of the present invention is a value measured at room temperature (room temperature), and it is easy to achieve sufficient hardness, for example, 45 HRC or higher. And, by adjusting the tempering temperature, the hardness of the mold can be preferably set to 52 HRC or more, and excellent wear resistance can be provided to the mold during use. The hardness of the mold is more preferably 53 HRC or higher, and still more preferably 55 HRC or higher.

또한, 본 발명에 있어서, 금형의 경도의 상한을 규정하는 것은 요하지 않는다. 단, 상기 성분 조성을 가진 금형용 강의 경우, 그 2차 경화의 피크 경도(대강 500~600℃의 뜨임 온도의 범위에 있다)로부터 60HRC 정도인 것이 현실적이다. 그리고, 이 경도의 상한에 대해서, 58HRC 이하로 하는 것이, 상기 피크 경도를 초과해서 뜨임 온도를 높게 할 수 있는 점에서(즉, 열전도율을 높게 할 수 있는 점에서), 바람직하다.In addition, in this invention, it is not required to prescribe|regulate the upper limit of the hardness of a metal mold|die. However, in the case of steel for a mold having the above component composition, it is realistic that the secondary hardening peak hardness (approximately in the range of 500 to 600 ° C. tempering temperature) is about 60 HRC. And, with respect to the upper limit of this hardness, it is preferable to set it as 58 HRC or less from the point which can make the tempering temperature high exceeding the said peak hardness (that is, the point which can make thermal conductivity high).

그리고, 상기 성분 조성을 가진 금형용 강에 담금질 뜨임을 행함으로써, 금형의 경도를 45HRC 이상으로 조정한 후에, 또한, 하기 식 (1)을 만족하는 열전도율(λ(W/(m·K)))을 갖는 것을 특징으로 한다.And, after adjusting the hardness of the mold to 45HRC or more by performing quenching and tempering on the steel for a mold having the above component composition, the thermal conductivity (λ(W/(m·K)) that satisfies the following formula (1) is obtained characterized by having

λ≥-0.5H+53…식 (1)λ≥-0.5H+53… Equation (1)

여기에서, 식 (1)의 H는 금형의 로크웰 경도(HRC)이다. 예를 들면, 본 실시형태의 금형의 경도가 45HRC일 경우, 열전도율은 30.5W/(m·K) 이상이다. 또한, 금형의 경도가 52HRC일 경우, 열전도율은 27W/(m·K) 이상이다. 그리고, 바람직하게는 「λ≥-0.5H+54」이다. 또한, 이 열전도율은 실온(상온)에서 측정한 값이다.Here, H in Equation (1) is the Rockwell hardness (HRC) of the mold. For example, when the hardness of the mold of the present embodiment is 45 HRC, the thermal conductivity is 30.5 W/(m·K) or more. In addition, when the hardness of the mold is 52HRC, the thermal conductivity is 27W/(m·K) or more. And, Preferably, it is "λ≧-0.5H+54". In addition, this thermal conductivity is the value measured at room temperature (room temperature).

본 발명의 금형용 강은, 담금질 뜨임에 의해 식 (1)의 관계를 만족하는 점으로부터, 열전도율의 저하가 과제였던 고경도역(예를 들면 52HRC 이상)의 뜨임 경도의 때에도, 25W/(m·K) 이상의 열전도율을 유지할 수 있다. 금형의 경도가 52HRC 이상일 때, 바람직한 열전도율은 28W/(m·K) 이상이다. 보다 바람직한 열전도율은 30W/(m·K) 이상이다. 그리고, 저경도역(예를 들면 52HRC 미만)의 뜨임 경도의 때이면, 30W/(m·K) 이상의 열전도율의 달성도 가능하고, 그것이야말로, 45HRC 부근의 경도이면 32W/(m·K) 이상의 열전도율의 달성도 가능하다. 이 것에 의해, 핫 스탬프 공법에 사용 중(예를 들면, 100~400℃)의 금형에서 높은 열전도율을 유지할 수 있다.Since the steel for a mold of the present invention satisfies the relationship of formula (1) by quenching and tempering, even at the time of tempering hardness in the high hardness range (for example, 52 HRC or more), where the decrease in thermal conductivity was a problem, 25 W/(m · K) or higher thermal conductivity can be maintained. When the hardness of the mold is 52HRC or more, the preferable thermal conductivity is 28W/(m·K) or more. A more preferable thermal conductivity is 30 W/(m·K) or more. And, at the time of tempering hardness in the low hardness range (for example, less than 52HRC), it is also possible to achieve thermal conductivity of 30W/(m·K) or more, and that is, when it is hardness around 45HRC, thermal conductivity of 32W/(m·K) or more is also possible to achieve. Thereby, high thermal conductivity can be maintained in the mold in use for a hot stamping method (for example, 100-400 degreeC).

이와 같은 열전도율은 상기 금형용 강의 성분 조성에 추가해서, 뜨임 온도를 높게 함으로써 달성이 용이하다. 예를 들면, 뜨임 온도를 피크 경도가 얻어지는 온도 이상으로 높게 함으로써 열전도율 30W/(m·K) 이상으로 조정하는 것이 가능하다.Such thermal conductivity can be easily achieved by increasing the tempering temperature in addition to the component composition of the steel for a mold. For example, it is possible to adjust the thermal conductivity to 30 W/(m·K) or more by making the tempering temperature higher than the temperature at which the peak hardness is obtained.

본 발명의 경우, 금형의 열전도율의 상한을 특정할 필요는 없다. 단, 뜨임 온도를 높게 해 나가서(예를 들면, 600℃를 초과하는 온도로 조정해서), 금형의 경도가 저하되어 가는 것을 생각하면, 금형의 경도가 45HRC를 밑돌 때의 열전도율이 50W/(m·K)를 상회하는 점으로부터, 45HRC 이상의 경도를 유지하고 있을 때이며, 대충 50W/(m·K) 정도인 것이 현실적이다. 바람직하게는 47W/(m·K) 이하이다. 보다 바람직하게는 45W/(m·K) 이하이다. 그리고, 금형이 52HRC 이상인 경도를 유지하고 있을 때이면, 열전도율의 상한은 대강 40W/(m·K) 정도인 것이 현실적이다. 바람직하게는 38W/(m·K) 이하이다. 보다 바람직하게는 35W/(m·K) 이하이다. 그리고, 이들 열전도율의 상한으로부터, 상술한 열전도율(λ(W/ (m·K))과 로크웰 경도(H (HRC))의 관계는, 대강 「λ≤-0.5H+70」의 식 (2)의 관계인 것이 현실적이다. 바람직하게는 「λ≤-0.5H+66」이며, 보다 바람직하게는 「λ≤-0.5H+61」이다.In the case of the present invention, it is not necessary to specify the upper limit of the thermal conductivity of the mold. However, considering that the hardness of the mold decreases as the tempering temperature is increased (for example, by adjusting the temperature to exceed 600°C), the thermal conductivity is 50 W/(m) when the hardness of the mold is less than 45 HRC. ·K), it is when the hardness of 45 HRC or more is maintained, and it is realistic that it is approximately 50 W/(m·K). Preferably, it is 47 W/(m*K) or less. More preferably, it is 45 W/(m*K) or less. And, when the mold is maintaining the hardness of 52HRC or more, it is realistic that the upper limit of the thermal conductivity is approximately 40W/(m·K). Preferably it is 38 W/(m*K) or less. More preferably, it is 35 W/(m*K) or less. And, from the upper limit of these thermal conductivity, the relationship between the above-mentioned thermal conductivity (λ(W/ (m·K)) and Rockwell hardness (H (HRC)) is roughly expressed in Equation (2) of “λ≤-0.5H+70” It is realistic that the relationship is preferably "λ≤-0.5H+66", and more preferably "λ≤-0.5H+61".

본 발명의 핫 스탬프용 금형은, 바람직하게는, 그 작업면에 질화층을 갖는 것이다.The mold for hot stamping of the present invention preferably has a nitride layer on its working surface.

상술한 바와 같이, 본 발명의 핫 스탬프용 금형은 고경도 및 고열전도율을 겸비한 것이다. 그리고, 이 금형의 작업면이 질화층을 더 가짐으로써 금형의 내마모성(작업면의 경도)을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 작업면이란, 핫 스탬프 중의 강판과 접하는 금형의 면이다.As described above, the mold for hot stamping of the present invention has both high hardness and high thermal conductivity. In addition, the wear resistance (hardness of the working surface) of the mold can be further improved when the working surface of the mold further has a nitride layer. In addition, the working surface is the surface of the metal mold|die in contact with the steel plate in hot stamping.

본 발명의 핫 스탬프용 금형의 제조 방법은 상기 금형용 강에 담금질 뜨임을 행하는 것이다.The method for manufacturing a mold for hot stamping of the present invention is to perform quenching and tempering on the steel for a mold.

상기 성분 조성을 가진 금형용 강에 담금질 뜨임을 행할 때, 담금질 온도는 목적 경도 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 대강 1020~1080℃로 할 수 있다. 바람직하게는 1050℃ 이하이다.When quenching and tempering the steel for a mold having the above component composition, the quenching temperature varies depending on the target hardness and the like, but may be, for example, approximately 1020 to 1080°C. Preferably it is 1050 degrees C or less.

그리고, 이 담금질 온도에 의한 담금질을 행한 금형용 강에, 예를 들면, 500~625℃의 뜨임 온도에 의한 뜨임을 행함으로써 45HRC 이상의 충분한 경도를 유지할 수 있다. 이 때의 담금질 온도 및 뜨임 온도는, 담금질 뜨임 후의 금형의 경도와 열전도율이, 상술한 식 (1)의 관계를 충족시키도록 선택할 수 있다. In addition, sufficient hardness of 45 HRC or more can be maintained by tempering the steel for metal molds that has been quenched at this quenching temperature, for example, at a tempering temperature of 500 to 625°C. The quenching temperature and tempering temperature at this time can be selected so that the hardness and thermal conductivity of the mold after quenching and tempering satisfy the relationship of Formula (1) described above.

그리고, 고온에 의한 뜨임을 행함으로써도, 충분한 금형의 경도를 유지하고,또한, 금형의 열전도율을 높게 하는 것에 효과적이며, 예를 들면 540℃ 이상의 뜨임 온도에서, 52HRC 이상의 경도를 달성할 수 있기 때문에, 열전도율이 25W/(m·K) 이상의 금형을 얻을 수 있다. 이 때, 52HRC 이상의 경도를 유지하는데 있어, 뜨임 온도의 상한은 600℃ 정도로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 595℃ 이하이다. 더 바람직하게는 590℃ 이하이다.And, even by tempering at high temperature, it is effective to maintain sufficient mold hardness and increase the thermal conductivity of the mold, for example, at a tempering temperature of 540 ° C. or higher, hardness of 52 HRC or higher can be achieved. , a mold having a thermal conductivity of 25 W/(m·K) or more can be obtained. At this time, in maintaining the hardness of 52HRC or more, the upper limit of the tempering temperature is preferably about 600 ℃. More preferably, it is 595 degrees C or less. More preferably, it is 590 degrees C or less.

본 발명의 금형용 강은 담금질 뜨임에 의해 소정의 경도를 가진 핫 스탬프용 금형으로 조절된다. 그리고, 이 사이에서, 금형용 강은, 절삭이나 천공과 같은 각종 기계 가공 등에 의해, 핫 스탬프용 금형의 형상으로 조절된다. 이 기계 가공의 타이밍은, 담금질 뜨임 전의 경도가 낮은 상태(즉, 소둔 상태)에서 행할 수 있다. 그리고, 이 경우, 담금질 뜨임 후에 마무리 가공을 행해도 좋다. 또한, 경우에 따라서는, 상기 마무리 가공도 모두, 담금질 뜨임을 행한 후의 프리하든 상태에서 상기 기계 가공을 행해도 좋다.The steel for a mold of the present invention is adjusted to a mold for hot stamping having a predetermined hardness by quenching and tempering. In the meantime, the steel for the mold is adjusted to the shape of the mold for hot stamping by various machining processes such as cutting or drilling. The timing of this machining can be performed in the low hardness state (namely, annealing state) before quenching and tempering. And in this case, you may perform finishing processing after quenching and tempering. In addition, depending on the case, you may perform the said machining process in the pre-hardened state after all of the said finishing processings are quenched and tempered.

본 발명의 핫 스탬프용 금형의 제조 방법은, 바람직하게는, 상기 담금질 뜨임을 행한 후의 금형의 작업면에 질화 처리를 더 행하는 것이다.In the method for manufacturing a mold for hot stamping of the present invention, preferably, the working surface of the mold after the quenching and tempering is further subjected to nitriding treatment.

상술한 바와 같이, 상기 성분 조성을 가진 금형용 강에 담금질 뜨임을 행함으로써, 예를 들면, 경도가 45HRC 이상, 또한 열전도율이 식 (1)을 만족하는 금형을 얻을 수 있다. 그리고, 상기 성분 조성을 가진 금형용 강은 질화 특성도 우수하므로, 이 담금질 뜨임을 행한 후의 금형의 작업면에 질화 처리를 더 행함으로써, 금형의 내마모성(작업면의 경도)을 향상시킬 수 있다. 이 때, 질화 처리의 조건에는, 예를 들면, 가스 질화 처리나 염욕 질화 처리와 같은 기지의 각종 질화 처리의 것을 적용할 수 있다.As described above, by performing quenching and tempering on the steel for a mold having the above component composition, for example, a mold having a hardness of 45 HRC or more and a thermal conductivity satisfying the formula (1) can be obtained. And, since the steel for a mold having the above component composition also has excellent nitriding properties, by further nitriding the working surface of the mold after this quenching and tempering, the wear resistance (hardness of the working surface) of the mold can be improved. At this time, as the conditions for the nitridation treatment, for example, those of various known nitriding treatments such as gas nitriding treatment and salt bath nitriding treatment can be applied.

(실시예 1)(Example 1)

표 1의 성분 조성을 갖는 10㎏의 강괴를 용제했다. 그리고, 이 강괴를 1160℃로 가열해서 해머 단신(鍛伸)한 후에 방랭하고, 이 방랭 후의 강재에 870℃의 소둔 처리를 행해서, 본 발명예인 No. 1~8의 강, 및 비교예인 No. 9~11의 강을 제작했다.The 10 kg steel ingot which has the component composition of Table 1 was melted. And, after heating this steel ingot to 1160 degreeC and hammer forging, it stood to cool, 870 degreeC annealing process was performed to the steel material after this standing-to-cool, and No. of this invention example. Steels of 1 to 8, and Comparative Example No. Crafted 9-11 steels.

Figure pct00001
Figure pct00001

<뜨임 경도의 평가><Evaluation of temper hardness>

No. 1~11의 금형용 강에 1030℃의 담금질 온도에 의한 담금질을 실시했다. 이 때, 냉각 조건은, 본 발명강 및 비교강과 같은 금형용 강이 실제의 핫 스탬프용 금형의 크기일 때의 냉각 속도를 상정해서, 반랭 시간을 40분으로 했다(반랭 시간이란, 담금질 온도로부터 (담금질 온도+실온)/2의 온도까지의 냉각에 요하는 시간이다). 그리고, 이 담금질 후의 금형용 강에 500~650℃의 뜨임 온도에 의한 뜨임을 행했다. 뜨임은 2회 실시하고, 각각의 온도에서 2시간 유지했다. 뜨임 온도는 25℃마다의, 계 7 조건으로 했다. 그리고, No. 1~11의 각각에 대해서, 뜨임 온도 마다 그 중심부의 실온에 있어서의 로크웰 경도(C 스케일)를 측정했다. 결과를 도 1에 나타낸다.No. The steel for metal mold|die of 1-11 was quenched by the quenching temperature of 1030 degreeC. At this time, the cooling conditions were assuming the cooling rate when the steel for molds such as the present invention steel and the comparative steel is the size of the actual hot stamping mold, and the half cooling time was 40 minutes (the half cooling time is from the quenching temperature ( Quenching temperature + room temperature) is the time required for cooling to a temperature of /2). And the tempering by the tempering temperature of 500-650 degreeC was performed to the steel for metal mold|die after this quenching. Tempering was performed twice, and was maintained at each temperature for 2 hours. The tempering temperature was set to 7 conditions of every 25 degreeC. And, No. For each of 1 to 11, the Rockwell hardness (C scale) at room temperature of the center was measured for each tempering temperature. The results are shown in FIG. 1 .

본 발명예인 No. 1~8은 500~625℃의 뜨임 온도의 전반에 걸쳐서 45HRC 이상의 뜨임 경도를 유지했다. 그리고 특히, 어느 것이나 540~600℃의 뜨임 온도의 범위에서 대강 52HRC 이상이 얻어졌다. 또한, 뜨임 온도를, 금형의 열전도율을 높이는 것에 효과적으로 되는 600℃ 초과로 높여도, 대강 45HRC 이상의 뜨임 경도를 달성했다.Inventive example No. 1-8 maintained a tempering hardness of 45 HRC or greater over the entire tempering temperature of 500-625 °C. And, in particular, approximately 52HRC or more was obtained in the range of the tempering temperature of 540-600 degreeC in any one. Moreover, even if it raised the tempering temperature to more than 600 degreeC which becomes effective in raising the thermal conductivity of a metal mold|die, the tempering hardness of 45 HRC or more was achieved in general.

이것에 대하여, 비교예인 No. 9도, 500~600℃의 뜨임 온도 범위에서는 45HRC 이상의 뜨임 경도를 유지했지만, No. 10은, 뜨임 온도가 575℃인 시점에서, 이미, 뜨임 경도가 45HRC를 밑돌고 있었다. No. 11은 뜨임 온도가 500~625℃인 범위에서 뜨임 경도가 45HRC 이상이었지만, 50HRC 이상의 경도는 얻어지지 않았다.On the other hand, the comparative example No. In the tempering temperature range of 9°C and 500-600°C, the tempering hardness of 45HRC or more was maintained, but the No. 10, when the tempering temperature was 575°C, the tempering hardness was already lower than 45 HRC. No. No. 11 had a tempering hardness of 45 HRC or higher in a tempering temperature range of 500 to 625°C, but a hardness of 50 HRC or higher was not obtained.

<열전도율의 평가><Evaluation of thermal conductivity>

상기 <뜨임 경도의 평가>의 결과를 근거로 해서, No. 1~6, 9에 대해서 뜨임 경도가 45HRC, 50HRC, 55HRC일 때의 열전도율을 측정했다. 측정 요령은, 우선, 금형을 직경 10㎜×두께 2㎜의 원반형상의 시험편으로 가공해서, 이 시험편의 열확산율 및 비열을 레이저 플래시법에 의해 측정했다. 그리고, 이 측정한 열확산율 및 비열의 값을 사용하여, 하기 식 (3)으로부터 실온에 있어서의 열전도율을 산출했다. 결과를 도 2에 나타낸다.Based on the results of the above <Evaluation of temper hardness>, No. The thermal conductivity at the time of tempering hardness of 45HRC, 50HRC, and 55HRC about 1-6 and 9 was measured. As for the measurement method, first, the metal mold|die was processed into the disk-shaped test piece of diameter 10mm x thickness 2mm, and the thermal diffusivity and specific heat of this test piece were measured by the laser flash method. And the thermal conductivity in room temperature was computed from following formula (3) using the value of this measured thermal diffusivity and specific heat. The results are shown in FIG. 2 .

열전도율(λ(W/ (m·K)))=ρ·α·Cp…식 (3)Thermal conductivity (λ(W/ (m·K)))=ρ·α·C p … Equation (3)

(ρ: 실온 밀도, α: 열확산율, Cp: 비열)(ρ: room temperature density, α: thermal diffusivity, C p : specific heat)

도 2의 결과로부터, 본 발명예인 No. 1~6은, 45HRC, 50HRC, 55HRC의 모든 경도에 있어서, 열전도율이 λ≥-0.5H+53의 식을 만족하고, 경도를 52HRC로 높였을 때라도, 30W/(m·K) 이상의 높은 열전도율을 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 경도 55HRC라는 고경도에 있어서도 25W/(m·K) 이상의 높은 열전도율을 갖고 있었다.From the result of FIG. 2, No. which is an example of this invention. 1 to 6, in all hardnesses of 45HRC, 50HRC, and 55HRC, the thermal conductivity satisfies the formula of λ≥-0.5H+53, and even when the hardness is increased to 52HRC, high thermal conductivity of 30W/(m·K) or more was found to be holding. Moreover, also in the high hardness of hardness 55HRC, it had the high thermal conductivity of 25 W/(m*K) or more.

이것에 대하여, 비교예인 No. 9에서는, 45HRC 및 50HRC의 낮은 경도로 조정한 시점에서 열전도율이 작고(λ≥-0.5H+53의 식을 만족하고 있지 않고), 경도를 52HRC으로 높여도, λ≥-0.5H+53을 만족하지 않는 것을 알 수 있었다.On the other hand, the comparative example No. In 9, when the low hardness of 45HRC and 50HRC is adjusted, the thermal conductivity is small (the expression of λ≥-0.5H+53 is not satisfied), and even if the hardness is raised to 52HRC, λ≥-0.5H+53 is satisfied I knew it didn't.

No, 7, 8의 시료에 대해서는, 뜨임 경도가 52HRC일 때의 열전도율을 측정했다. 측정 요령은 상술한 No. 1~6, 9의 때와 마찬가지이다. 그 결과, No. 7의 열전도율은 31W/(m·K), No. 8의 열전도율은 37W/(m·K)와, 경도 52HRC라도 30W/(m·K) 이상의 높은 열전도율을 갖고 있는 것을 확인했다.For the samples of No, 7, and 8, the thermal conductivity when tempering hardness was 52HRC was measured. For the measurement method, the above-mentioned No. It is the same as the times of 1 to 6 and 9. As a result, No. The thermal conductivity of 7 is 31W/(m·K), No. It was confirmed that the thermal conductivity of 8 was 37 W/(m·K) and high thermal conductivity of 30 W/(m·K) or more even with a hardness of 52 HRC.

<연화 저항의 평가><Evaluation of softening resistance>

핫 스탬프 공법에서의 금형은 고온에서 사용되기 때문에, 금형용 강의 연화 저항이 중요해진다. 그래서, 본 발명예 No. 1~6 및 비교예 No. 9를 55HRC로 뜨임한 상태에서 600℃로 유지하여, 경도의 변화를 측정했다. 결과를 도 3에 나타낸다. 본 발명예인 No. 1~6에서는, 뜨임 온도를 높게 할 수 있었기 때문에, 4시간 유지 후라도 50HRC 이상의 경도를 유지했다. 한편, 비교예 No. 9에서는, 뜨임 온도가 낮았기 때문에 4시간 유지 후의 경도가 50HRC를 밑돌았다. 그리고, 이것 이후, 유지 시간이 길어짐에 따라, 본 발명강과 비교강의 경도의 차는 커졌다. 본 발명강에서는 연화 저항이 크고, 핫 스탬프 공법에 있어서 유효하다.Since the mold in the hot stamping method is used at a high temperature, the softening resistance of the steel for the mold becomes important. So, this invention example No. 1 to 6 and Comparative Example No. 9 was kept at 600° C. in a state in which it was tempered at 55 HRC, and the change in hardness was measured. The results are shown in FIG. 3 . Inventive example No. In 1-6, since the tempering temperature could be made high, even after holding|maintenance for 4 hours, the hardness of 50 HRC or more was maintained. On the other hand, Comparative Example No. In 9, since the tempering temperature was low, the hardness after holding|maintenance for 4 hours was less than 50 HRC. And after this, as the holding time increased, the difference in hardness between the inventive steel and the comparative steel increased. In the steel of the present invention, the softening resistance is large, and it is effective in the hot stamping method.

Claims (9)

질량%로, C: 0.45~0.65%, Si: 0.1~0.6%, Mn: 0.1~0.3%, Cr: 2.5~6.0%, Mo: 1.2~2.6%, V: 0.4~0.8%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형용 강.In % by mass, C: 0.45 to 0.65%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.1 to 0.3%, Cr: 2.5 to 6.0%, Mo: 1.2 to 2.6%, V: 0.4 to 0.8%, balance Fe and inevitable Steel for a mold for hot stamping, characterized in that it has a component composition of red impurities. 질량%로, C: 0.45~0.65%, Si: 0.1~0.6%, Mn: 0.1~0.3%, Cr: 2.5~6.0%, Mo: 1.2~2.6%, V: 0.4~0.8%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형.In % by mass, C: 0.45 to 0.65%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.1 to 0.3%, Cr: 2.5 to 6.0%, Mo: 1.2 to 2.6%, V: 0.4 to 0.8%, balance Fe and inevitable A mold for hot stamping, characterized in that it has a component composition of red impurities. 제 2 항에 있어서,
경도가 45HRC 이상, 또한 열전도율(λ(W/ (m·K)))이 하기 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형.
λ≥-0.5H+53…식 (1)
H: 금형의 로크웰 경도(HRC)
3. The method of claim 2,
A mold for hot stamping, characterized in that the hardness is 45 HRC or more, and the thermal conductivity (λ(W/(m·K))) satisfies the following formula (1).
λ≥-0.5H+53… Equation (1)
H: Rockwell hardness (HRC) of the mold
제 3 항에 있어서,
경도가 52HRC 이상인 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형.
4. The method of claim 3,
A mold for hot stamping, characterized in that the hardness is 52HRC or higher.
제 4 항에 있어서,
열전도율(λ)이 25W/(m·K) 이상인 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형.
5. The method of claim 4,
A mold for hot stamping, characterized in that the thermal conductivity (λ) is 25 W/(m·K) or more.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
작업면에 질화층을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형.
6. The method according to any one of claims 2 to 5,
A mold for hot stamping, characterized in that it has a nitride layer on the working surface.
제 1 항에 기재된 핫 스탬프용 금형용 강에, 1020~1080℃의 담금질 온도 및 500~625℃의 뜨임 온도에 의한 담금질 뜨임을 행하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형의 제조 방법.A method for manufacturing a mold for hot stamping, wherein the steel for a mold for hot stamping according to claim 1 is quenched and tempered at a quenching temperature of 1020 to 1080°C and a tempering temperature of 500 to 625°C. 제 7 항에 있어서,
상기 뜨임 온도를 540~600℃로 하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The method of manufacturing a mold for hot stamping, characterized in that the tempering temperature is 540 ~ 600 ℃.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 담금질 뜨임을 행한 후에, 작업면에 질화 처리를 더 행하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 금형의 제조 방법.
9. The method according to claim 7 or 8,
A method of manufacturing a mold for hot stamping, characterized in that after performing the quenching and tempering, a nitriding treatment is further performed on the working surface.
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