TWI447237B

TWI447237B - 韌性優異之熱作工具鋼及其製造方法

Info

Publication number: TWI447237B
Application number: TW101106849A
Authority: TW
Inventors: Kouta Kataoka; Yousuke Nakano
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2014-08-01
Also published as: CN103403209B; WO2012118053A1; TW201250011A; CN103403209A; EP2682491A4; EP2682491A1; EP2682491B1

Description

韌性優異之熱作工具鋼及其製造方法

本發明係關於最適合供用於加壓金屬模具或鍛造金屬模具、壓鑄模具、壓出工具等多種的熱作工具之已提高韌性之熱作工具鋼及其製造方法。

熱作工具係由於一邊與高溫的被加工材或硬質的被加工材接觸而被使用，必須兼具耐得住熱疲勞或衝撃的強度與韌性。因此，以往於熱作工具的領域所用的鋼種(以下稱為熱作工具鋼)中，係使用例如JIS鋼種的SKD61系之合金工具鋼。而且，有提案重新估計構成熱作工具鋼的主要元素之添加量，進一步規制管理As、Bi、Sn、Zn、Sb等的多種雜質，而提高熱作工具鋼的韌性之手法(參照專利文獻1)。然而，將多種的雜質元素調整至各別所規定的範圍內，係會與製造成本的提高有關聯。

相對於此，本發明者不藉由高價且特殊的元素之添加，而對於鐵鋼材料的領域中作為合金未曾被積極添加的元素，進行專心致力的調査，結果發現藉由以指定含量的範圍添加以往作為雜質處理的Zn，可大幅改善韌性(參照專利文獻2)。即，以質量%計含有C：0.3~低於0.55%、Si：1.5%以下、Mn：1.5%以下、Cr：3.00~5.65%之熱作工具鋼，Zn：0.001~0.015%之熱作工具鋼。

先前技術文獻專利文獻

專利文獻1 特開2003-155540號公報

專利文獻2 特開2007-224418號公報

專利文獻2所提案的Zn添加之技術，係有效作為提高熱作工具鋼的韌性之新手法。而且，藉由利用專利文獻2的手法，可活用鍍了Zn的鋼廢料當作再生原料，亦適合於減輕環境負荷。本發明者著眼於藉由此積極的Zn添加而提高韌性之效果，檢討可彌補其它雜質元素所致的韌性劣化之可能性。若可適當地提高此等雜質元素的容許量，可一邊增加被預料今後排出量會增加的雜質含量多之低級廢料的使用率，而減低用於去除雜質的能量使用量，可進一步減低熱作工具鋼的製造過程中對環境所造成的負荷。

本發明之目的在於提供可減輕環境負荷的韌性優異之熱作工具鋼及其製造方法。

本發明者調查熱作工具鋼中所含有雜質元素對韌性及環境造成的影響。結果得到以下見解：尤其是P(磷)係大幅降低熱作工具鋼的韌性之元素，而且於去除時所耗費的能量大，基於此等的理由，而停滯了促進低級廢料的使用，係對於環境的負荷大之元素。於此，為了降低此之環境負荷，檢討即使提高P的容許量也可維持充分的韌性之手法。結果，查明了P含量的增加所致的韌性之劣化，係可藉由添加相對於該P含量而言適當量的Zn來彌補。而且，隨著可充分利用此韌性之補充效果的具體之P與Zn的關係量，同時使達成該關係量的適合之成分調整的手法明確，而達成本發明。

即，本發明為以質量%計，含有C：0.3~低於0.6%、Si：1.5%以下、Mn：1.5%以下、Cr：3.0~低於6.0%之熱作工具鋼，其特徵為：Zn：超過0.0025~0.025%，P：0.005%以上，而且Zn/P：超過0.5之韌性優異之熱作工具鋼。較佳為P：0.01%以上。而且按照需要，可含有Mo及W以單獨或複合為(Mo+1/2W)：3.5%以下，或可更含有V：1.5%以下。

具體地，以質量%計，C：0.3~低於0.6%，Si：1.5%以下，Mn：1.5%以下，Ni：1.5%以下(包含0%)，Cr：3.0~低於6.0%，Mo及W係以單獨或複合為(Mo+1/2W)：3.5%以下，V：1.5%以下，Nb：0.3%以下(包含0%)，Co：5.0%以下(包含0%)，Zn：超過0.0025~0.025%，P：0.005%以上，而且Zn/P：超過0.5，包含剩餘部分之Fe及無可避免的雜質之韌性優異之熱作工具鋼。較佳為P：0.01%以上。

又，本發明為韌性優異之熱作工具鋼之製造方法，其特徵為包含：得到含有0.005質量%以上的P之熱作工具鋼的成分組成之熔鋼之第1步驟，與於前述熱作工具鋼的成分組成之熔鋼中添加Zn之第2步驟，與將前述添加有Zn的熔鋼鑄造而得到鋼塊之第3步驟，且其中前述第2步驟係以使前述的第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成成為含有Zn：超過0.0025~0.025質量%、P：0.005質量%以上，而且Zn/P：超過0.5之熱作工具鋼的方式，添加Zn。較佳為在前述第1步驟所得之熔鋼的成分組成以質量%計，含有P：0.01%以上，前述第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成係以質量%計，含有P：0.01%以上。又，較佳為前述鋼塊的成分組成係以質量%計，含有C：0.3~低於0.6%、Si：1.5%以下、Mn：1.5%以下、Cr：3.0~低於6.0%之熱作工具鋼。又，可按照需要，以單獨或複合含有Mo及W，(Mo+1/2W)：3.5%以下，或更含有V：1.5%以下。

前述第3步驟的鑄造後之鋼塊的最典型之成分組成，係為以質量%計，C：0.3~低於0.6%、Si：1.5%以下、Mn：1.5%以下、Ni：1.5%以下(包含0%)、Cr：3.0~低於6.0%，Mo及W係以單獨或複合，(Mo+1/2W)：3.5%以下，V：1.5%以下、Nb：0.3%以下(包含0%)、Co：5.0%以下(包含0%)、Zn：超過0.0025~0.025%、P：0.005%以上，而且Zn/P：超過0.5，並包含剩餘部分之Fe及無可避免的雜質之熱作工具鋼。較佳為P：0.01%以上。

依照本發明，由於即使不將熱作工具鋼中所含有的P作為雜質管理在極低值，也可維持充分的韌性，故可節約為了低P化的能量消耗量，可減輕對環境的負荷。而且，用於維持充分的韌性之Zn量，藉由本發明的添加手法，而可恰當的調整。根據以上，本發明可飛快地改善熱作工具鋼的韌性，對於可適用於多種多樣的用途．環境之熱作工具鋼的實用化，係為有效的技術。

[實施發明的形態]

本發明的一大特徵在於為了提高熱作工具鋼的韌性，積極地添加以往作為雜質處理的Zn。而且，藉由使與本發明的添加Zn量之關係明確，而在特定的範圍內容許含有大幅降低韌性的元素之P。即，發現對於熱作工具鋼，若利用Zn當作合金元素，則即使P的含量變多，也可發揮其提高韌性的效果。而且，由於本發明中可容許多的以往必須極度極低化的P之含量，故在原材料的選定中，可削減高級的低P廢料之使用量，適於廢料的再生利用。再者，亦可減低精煉步驟中的P之去除所需要的能量及時間。以下，說明關於本發明製造的熱作工具鋼之成分限定的理由(關於質量%，僅記載為%)。

．Zn：超過0.0025~0.025%

Zn係對於本發明最重要的添加元素，藉由添加而顯著提高韌性。而且，藉由添加超過0.0025%，可充分得到本效果。較佳為0.003%以上。另一方面，即使多添加，其效果也會到達極限。再者，若過度添加而在粒界等發生極端的偏析，則此反而可能成為使靱性變差的主要原因。又，由於添加技術亦會變繁雜，故使上限為0.025%。較佳為0.020%以下，更佳為0.015%以下。

．P：0.005%以上

P係在回火等的熱處理時偏析在舊沃斯田鐵粒界而使粒界脆化之元素。因此，為了提高熱作工具鋼的韌性，通常係儘可能管理為低值之雜質元素。然而，於本發明中，由於以最大限度利用上述的Zn添加所致之韌性提高效果，可彌補P所致的韌性之劣化部分。而且，因此所需要的Zn添加之顯著效果，係可藉由調整相對於後述之P含量的Zn添加量而獲得。因此，本發明的熱作工具鋼可容許0.005%以上的P含量。較佳為0.01%以上，更佳為即使在0.02%以上可維持充分的韌性。

．Zn/P：超過0.5

於本發明的熱作工具鋼中，即使含有0.005%以上的P時，也必須要能確保可維持充分的韌性之Zn添加量。因此，必須調整相對於P含量之Zn添加量。具體地，藉由使Zn/P之值超過0.5，可確保充分的韌性。較佳為Zn/P：超過0.55。再者，超過0.55的Zn/P值，當含有0.01%以上的P，甚至是0.02%以上的P時，亦為較佳的條件。

而且，以熔解鑄造法得到滿足上述P與Zn之關係的熱作工具鋼時，有合適於此的成分調整之手法。即，藉由各種的手法，只要將鑄造時的熔鋼之成分組成調整成含有上述的Zn者，則藉由鑄造此，可得到本發明的熱作工具鋼之鋼塊。惟，金屬Zn係熔點低的揮發性元素，會隨著時間的經過，自熔鋼中脫出。因此，對於鑄造時的熔鋼中應維持的Zn量，考慮上述的脫出量，將在熔鋼中添加的時間點之Zn量設定略多係有效。然而，控制將鑄造時熔鋼中的Zn量，調整至本發明的恰當值，而僅估計上述的脫出量之添加手法，則再現性低，係難以達成。在此，於本發明中，Zn係不在與其它添加元素相同的時機調整，而事先調整成熱作工具鋼的成分組成，以P含量已決定的熔鋼作為添加的時機，可縮短至其後的鑄造為止之經過時間，可抑制Zn的揮發等所致的Zn/P比之變動。

即係為，具體地包含：得到含有0.005質量%以上的P之熱作工具鋼的成分組成之熔鋼之第1步驟，與於前述熱作工具鋼的成分組成之熔鋼中添加Zn之第2步驟，與將前述添加有Zn的熔鋼鑄造而得到鋼塊之第3步驟。而且，在第2步驟中，係以第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成成為含有Zn：超過0.0025~0.025質量%、P：0.005質量%以上，而且Zn/P：超過0.5之熱作工具鋼的方式，添加Zn之熱作工具鋼之製造方法。前述第3步驟的鑄造後之鋼塊所含有的P較佳為0.01質量%以上，更佳為0.02質量%以上。以下，說明關於各步驟。

．第1步驟：得到含有0.005質量%以上的P之熱作工具鋼的成分組成之熔鋼之步驟。

藉由將熔鋼的成分組成調整為熱作工具鋼的組成，可將後述的第2步驟特化為主要來調整Zn含量。而且，由於在添加指定量的Zn後，可快速地轉移至後述的第3步驟之鑄造，而容易恰當地調整鑄造後的鋼塊之Zn含量。再者，本發明的第1步驟之「得到熱作工具鋼的成分組成之熔鋼」，就是意味在後述的第2步驟之前，使成為已調整各種成分組成至熱作工具鋼之熔鋼的狀態。而且，此時的成分組成較佳為調整成為目標的鋼塊之成分組成。再者，此時，依照接著添加Zn時所使用的Zn源之種類(成分組成)，若在Zn添加的前後，成分組成會發生變動，則較佳亦參考此變動量。因此，不限定於施予熔鋼的合金添加等之處理，例如亦可為準備溶解前的原材料之作業。而且，於溶解後，亦可施予去除介在物或雜質的各種精煉處理。再者，第1步驟所得之熔鋼所含有的P之含量較佳為0.01質量%以上，更佳為0.02質量%以上。

．第2步驟：於第1步驟的熱作工具鋼之熔鋼中添加Zn之步驟。

於本發明中，分開管理添加Zn的第2步驟與上述第1步驟，如上述係為重要。若將Zn添加於預先調整熱作工具鋼的成分組成之熔鋼中，則易於調整相對於P之Zn含量，而且可快速地轉移至後述的第3步驟之鑄造。再者，本發明的第2步驟係不排除添加Zn以外之其它目的之處理。因此，此時關於Zn以外的元素種，若與目標的鋼塊之成分組成之間有若干的差異，只要是不進行新的精煉處理，亦可進行再度的微調整。

．第3步驟：將第2步驟的熔鋼鑄造而得到鋼塊之步驟。

藉由將經過第1及第2步驟的熔鋼鑄造而得到鋼塊，可熔製滿足本發明的成分組成之熱作工具鋼。而且，本發明的第3步驟之鑄造係不限於普通造塊法，亦可為連續鑄造法或其它特殊造塊法。

本發明之藉由Zn添加的韌性提高效果，若在組織中碳化物多數分布，則被大幅阻礙其而變弱。即，與在組織中分布許多的碳化物之冷作工具鋼相比，上述的韌性提高效果通常在碳化物少的熱作工具鋼中被充分發揮。因此，限定本發明的對象為熱作工具鋼。熱作工具鋼例如指JIS-G-4404等中規定的成分組成之鋼。而且，除了JIS等的規格鋼種，亦可適用於以往所被提案的熱作工具鋼。上述熱作工具鋼所規定的以外之元素種，亦可視需要地添加。以下為本發明所製造熱作工具鋼的較佳成分組成。茲說明關於數值限定的理由。

．C：0.3~低於0.6%

C係一部分固溶於基體中而賦予強度，而一部分以形成碳化物而提高耐磨耗性或耐煅燒性之元素。又，已固溶的侵入型原子之C，當與Cr等之與C親和性大的置換型原子共添加時，I(侵入型原子)-S(置換型原子)效果；作為溶質原子的摩擦阻力而作用，亦可期待使鋼高強度化的作用。惟，過度的添加會導致韌性或熱作強度的降低。因此，較佳設為0.3~低於0.6%，更佳為低於0.55%。

．Si：1.5%以下

Si係製鋼時的脫氧劑，同時為提高素材的被削性之元素。為了得到此等效果，亦可添加低於0.2%，較佳添加0.2%以上。惟，若過多則會導致肥粒鐵的生成，故較佳為1.5%以下。

．Mn：1.5%以下

Mn係具有提高淬火性，抑制肥粒鐵的生成，得到適度的淬火回火硬度之效果。又，藉由作為非金屬介在物的MnS存在，而對於提高被削性具有大的效果。為了得到此等效果，亦可添加低於0.1%，但較佳為添加0.1% 以上。惟，若過多則會提高基體的黏度而使被削性降低，故較佳設為1.5%以下。

．Cr：3.0~低於6.0%

Cr係提高淬火性，而且形成碳化物，具有強化基體或提高耐磨耗性之效果的元素。而且，係有助於提高回火軟化阻力及高溫強度之元素。惟，過度的添加會導致淬火性或高溫強度的降低。因此，較佳為3.0~低於6.0%。更佳為5.65%以下。

．Mo及W係以單獨或複合，(Mo+1/2W)：3.5%以下

Mo及W係藉由回火而使微細碳化物析出或凝聚，而賦予強度，可單獨或複合地添加，用於提高軟化阻力。此時的添加量，由於W為Mo的約2倍之原子量，故可以(Mo+1/2W)的Mo當量一起規定(當然，可僅添加任一者，也可同時添加兩者)。而且，為了得到前述效果，能夠以(Mo+1/2W)之值為低於1.0%添加，但較佳為添加1.0%以上。惟，由於若過多則會導致被削性或韌性的降低，故較佳以(Mo+1/2W)之值為3.5%以下。

．V：1.5%以下

V係形成碳化物，具有強化基體或提高耐磨耗性之效果。又，提高回火軟化阻力，同時抑制結晶粒的粗大化，有助於韌性的提高。為了得到此等效果，亦可添加低於0.5%，但較佳為添加0.5%以上。惟，由於若過多則會導致被削性或韌性的降低，故較佳設為1.5%以下。

．Ni：1.5%以下

Ni係抑制肥粒鐵的生成之元素。又，與C、Cr、Mn、Mo、W等一起，賦予熱作工具鋼優異的淬火性，即使當淬火時的冷卻速度緩慢時，亦形成麻田散鐵主體之組織，係防止韌性的降低用之有效的元素。再者，由於亦改善基體的本質韌性，於本發明中按照需要而添加。惟，若過多則提高基地的黏度而降低被削性。因此，即使添加時，較佳亦為1.5%以下。再者，添加時，較佳為0.1%以上。

．Nb：0.3%以下

Nb係形成碳化物，具有強化基體或提高耐磨耗性之效果。又，由於提高回火軟化阻力，同時抑制結晶粒的粗大化，有助於韌性的提高，在本發明中按照需要添加。惟，若過多則會導致被削性或韌性的降低。因此，即使添加時，亦較佳設為0.3%以下。添加時，較佳為0.05%以上。

．Co：5.0%以下

Co係將本發明的熱作工具鋼當作工具使用中，而在其升溫時的表面上形成極緻密且密接性良好的保護氧化皮膜。此氧化皮膜係防止與對象材之間的金屬接觸，抑制工具表面之溫度上升，同時帶來優異的耐磨耗性。因此，於本發明中按照需要添加。惟，由於若過多則會使韌性降低，故添加時，亦較佳設為5.0%以下。添加時，較佳為0.3%以上。

作為無可避免的雜質而有殘留在鋼中的可能性之主要元素，係S、Cu、Al、Ca、Mg、O(氧)、N(氮)等。為了有效地得到由於本發明之Zn添加的作用效果，此等元素較佳為儘可能地低。然而另一方面，為了得到介在物的形態控制或其它機械特性、製造效率的提高等的附加作用效果，可多少含有及/或添加。此時，若為S≦0.01%、Cu≦0.25%、Al≦0.025%、Ca≦0.01%、Mg≦0.01%、O≦0.01%、N≦0.03%之範圍，則可充分容許，係為本發明的較佳管制上限。

有關本發明的熱作工具鋼，作為為了充分發揮由於Zn添加的韌性提高效果之一形態，例如較佳為將鑄造後的鋼塊加工，在完成為鋼材之時施予均質化熱處理。或者，進一步使淬火回火硬度為50HRC以下較佳，更佳為48HRC以下。

[實施例1]

藉由真空感應熔解爐，首先維持經調整成含有0.005質量%以上的P之熱作工具鋼的成分組成之熔鋼。此時的成分組成係以在進行以下的Zn添加(即Zn源的投入)後，成為目標的鋼塊之成分組成的方式來調整。而且，將鍍Zn鋼板用作為Zn源，於此熔鋼中添加Zn，進行鑄造，而製作7~10kg的鋼塊。表1中顯示鑄造後的鋼塊之成分組成。Zn含量係藉由螢光X射線分析來測定。本發明鋼係以在一般使用的熱作工具鋼JIS-SKD61(P規格：0.030%以下)之成分組成中，添加滿足本發明的Zn/P比之Zn，為容許較多的P之含量者。再者，於全部的鋼塊中，S、Cu、Al、Ca、Mg、O、N係無添加(惟，包含Al在溶解步驟中作為脫氧劑添加的情況)，係S≦0.01%、Cu≦0.25%、Al≦0.025%、Ca≦0.01%、Mg≦0.01%、O≦0.01%、N≦0.03%。而且，於鑄造前添加有Zn的本發明鋼之P及Zn的含量，係可恰當地調整至指定的關係。相對於此，在上述真空感應熔解的初期添加Zn時，Zn係蒸發，於鑄造前的熔鋼中無法維持指定量的Zn。

於上述的另一方面，為了說明本發明之Zn添加所致的效果，亦準備表1的比較鋼1~6。此等比較鋼不添加Zn(比較鋼6除外)，僅增加SKD61的P之含量。而且，S、Cu、Al、Ca、Mg、O、N係無添加(惟，包含Al在溶解步驟中作為脫氧劑添加的情況)，係S≦0.01%、Cu≦0.25%、Al≦0.025%、Ca≦0.01%、Mg≦0.01%、O≦0.01%、N≦0.03%。

對此等鋼塊，施予在1250℃的5小時之均質化熱處理後，以1150℃熱作鍛造，而製作20mm厚度×60mm寬度×約500~800mm長度的鋼材。而且，以860℃退火處理後，加工成下述評價用的夏比(Charpy)衝撃試驗片之尺寸，自1030℃進行油淬火處理，以各種的溫度來回火處理，而作為各種調質硬度的韌性之評價試料。

[試驗1]

關於本發明鋼1、3、5~7及比較鋼1、3~6，第1圖中顯示各別的硬度在室溫的2mmU缺口夏比衝撃試驗之結果。夏比試驗片係依據ASTM E399-90的T-L方向。於各別含有相同水準的P之本發明鋼1、3及比較鋼1，與本發明鋼5及比較鋼3，以及本發明鋼6、7及比較鋼4之組合中，與未添加Zn的比較鋼1、3、4相比，以滿足本發明的Zn/P比之方式添加有Zn的本發明鋼1、3、5~7係夏比衝撃值優異。而且，本發明鋼6儘管含有超過0.02%的高濃度之P，也藉由添加Zn，而維持與P低於0.01%的比較鋼1相同水準的韌性。比較鋼6雖然係為在含有同水準的P之比較鋼5中加有Zn者，但未滿足本發明的Zn/P，觀察不到韌性的提高。

[試驗2]

關於本發明鋼2、4~7及比較鋼2~6，第2圖中顯示調質為45HRC的硬度時之自室溫至400℃之間的2mmV缺口夏比衝撃試驗之結果。夏比試驗片係依據ASTM E399-90的T-L方向。於各別含有相同水準的P之本發明鋼2、4及比較鋼2，與本發明鋼5及比較鋼3，以及本發明鋼6、7及比較鋼4之組合中，與含有同水準的P之比較鋼2~4相比，以滿足本發明的Zn/P比之方式添加有Zn的本發明鋼2、4~7係在任一試驗溫度下皆夏比衝撃值優異，而且，雖然含有超過0.02%的高濃度之P，但藉由添加Zn，滿足本發明的Zn/P之本發明鋼6，係維持與P低於0.01%的比較鋼2相同水準的韌性。

[實施例2]

藉由與實施例1記載之方法同樣的方法，製作具有表2的成分組成之鋼塊。本發明鋼A係在熱作工具鋼的成分組成中，添加滿足本發明的Zn/P比之Zn。而且，除了未添加Zn以外，比較鋼B係與本發明鋼A同等的成分組成者。再者，於兩者的鋼塊中，S、Cu、Al、Ca、Mg、O、N係無添加(惟，Al係在溶解步驟中作為脫氧劑添加)，S≦0.01%、Cu≦0.25%、Al≦0.025%、Ca≦0.01%、Mg≦0.01%、O≦0.01%、N≦0.03%。

其次，對此等鋼塊，進行與實施例1同樣的熱作鍛造及各種之熱處理，而製作已調質成各種硬度之夏比衝撃試驗片。而且，實施在實施例1所實施的夏比衝撃試驗1、2，評價各別的試料之韌性。

[試驗1]

關於本發明鋼A及比較鋼B，第3圖中顯示各別的硬度在室溫的2mmU缺口夏比衝撃試驗之結果。夏比試驗片係依據ASTM E399-90的L-S方向。此等鋼係藉由添加Ni，而當然韌性高者。而且，與未添加Zn的比較鋼B相比，以滿足本發明的Zn/P比之方式添加有Zn的本發明鋼A係夏比衝撃值優異。

[試驗2]

關於本發明鋼A及比較鋼B，第4圖中顯示調質為45HRC的硬度時之自室溫至400℃之間的2mmV缺口夏比衝撃試驗之結果。夏比試驗片係依據ASTM E399-90的L-S方向。於當然為韌性高的兩者之鋼中，更以滿足本發明的Zn/P比之方式添加有Zn的本發明鋼A，係在任一試驗溫度下，與未添加Zn的比較鋼B相比，皆夏比衝撃值優異。

第1圖係於實施例1中，將已調質成各種硬度之本發明鋼及比較鋼在室溫的2mmU缺口夏比衝撃值相對於試驗片的硬度所繪製之圖。

第2圖係於實施例1中，將已調質成45HRC的硬度之本發明鋼及比較鋼之自室溫至400℃之間的2mmV缺口夏比衝撃值相對於試驗溫度所繪製之圖。

第3圖係於實施例2中，將已調質成各種硬度之本發明鋼及比較鋼在室溫的2mmU缺口夏比衝撃值相對於試驗片的硬度所繪製之圖。

第4圖係於實施例2中，將已調質成45HRC的硬度之本發明鋼及比較鋼之自室溫至400℃之間的2mmV缺口夏比衝撃值相對於試驗溫度所繪製之圖。

Claims

一種韌性優異之熱作工具鋼，其係以質量%計，含有C：0.3~低於0.6%、Si：1.5%以下、Mn：1.5%以下、Cr：3.0~低於6.0%之熱作工具鋼，其特徵為：Zn：超過0.0025~0.025%，P：0.005%以上，而且Zn/P：超過0.5。
如申請專利範圍第1項之韌性優異之熱作工具鋼，其係以質量%計，Mo及W係以單獨或複合，含有(Mo+1/2W)：3.5%以下。
如申請專利範圍第1或2項之韌性優異之熱作工具鋼，其係以質量%計，含有V：1.5%以下。
如申請專利範圍第1項之韌性優異之熱作工具鋼，其係以質量%計，C：0.3~低於0.6%，Si：1.5%以下，Mn：1.5%以下，Ni：1.5%以下(包含0%)，Cr：3.0~低於6.0%，Mo及W以單獨或複合，(Mo+1/2W)：3.5%以下，V：1.5%以下，Nb：0.3%以下(包含0%)，Co：5.0%以下(包含0%)，Zn：超過0.0025~0.025%，P：0.005%以上，而且Zn/P：超過0.5，並包含剩餘部分之Fe及無可避免的雜質。
如申請專利範圍第1或4項之韌性優異之熱作工具鋼，其中以質量%計，P：0.01%以上。
一種韌性優異之熱作工具鋼之製造方法，其特徵為包含：得到含有0.005質量%以上的P之熱作工具鋼的成分組成之熔鋼之第1步驟，與於該熱作工具鋼的成分組成之熔鋼中添加Zn之第2步驟，與將該添加有Zn的熔鋼鑄造而得到鋼塊之第3步驟，其中該第2步驟係以使該第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成成為含有Zn：超過0.0025~0.025質量%、P：0.005質量%以上，而且Zn/P：超過0.5之熱作工具鋼的方式，添加Zn。
如申請專利範圍第6項之韌性優異之熱作工具鋼之製造方法，其中該第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成係為以質量%計，含有C：0.3~低於0.6%、Si：1.5%以下、Mn：1.5%以下、Cr：3.0~低於6.0%之熱作工具鋼。
如申請專利範圍第7項之韌性優異之熱作工具鋼之製造方法，其中該第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成係為以質量%計，Mo及W以單獨或複合，含有(Mo+1/2W)：3.5%以下之熱作工具鋼。
如申請專利範圍第7或8項之韌性優異之熱作工具鋼之製造方法，其中該第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成係為以質量%計，含有V：1.5%以下之熱作工具鋼。
如申請專利範圍第6項之韌性優異之熱作工具鋼之製造方法，其中該第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成係以質量%計，C：0.3~低於0.6%，Si：1.5%以下，Mn：1.5%以下，Ni：1.5%以下(包含0%)，Cr：3.0~低於6.0%，Mo及W為單獨或複合，(Mo+1/2W)：3.5%以下，V：1.5%以下，Nb：0.3%以下(包含0%)，Co：5.0%以下(包含0%)，Zn：超過0.0025~0.025%，P：0.005%以上，而且Zn/P：超過0.5，並包含剩餘部分之Fe及無可避免的雜質之熱作工具鋼。
如申請專利範圍第6或10項之韌性優異之熱作工具鋼之製造方法，其中該第1步驟所得之熔鋼的成分組成係為以質量%計，含有P：0.01%以上，該第3步驟的鑄造後之鋼塊的成分組成係為以質量%計，含有P：0.01%以上。