JP2001123247A - 被削性に優れた冷間工具鋼 - Google Patents
被削性に優れた冷間工具鋼Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ＨＲＢ９０〜１０５程度の焼き
なましの状態で被削性に優れており、かつ焼入れ焼戻し
後の硬さがＨＲＣ４５〜５５程度の硬さ領域においても
被削性に優れた冷間工具鋼を提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓ
ｉ：０．２〜３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎ
ｉ：4 ．０％以下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷ
を単独または複合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、
Ｖ：０．０５〜２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％
を含有し残部がＦｅであり、かつ炭化物の総量が８％以
下、粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化物量が０．３〜
３％の範囲であるこことを特徴とするとする被削性に優
れた冷間工具鋼。
なましの状態で被削性に優れており、かつ焼入れ焼戻し
後の硬さがＨＲＣ４５〜５５程度の硬さ領域においても
被削性に優れた冷間工具鋼を提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓ
ｉ：０．２〜３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎ
ｉ：4 ．０％以下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷ
を単独または複合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、
Ｖ：０．０５〜２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％
を含有し残部がＦｅであり、かつ炭化物の総量が８％以
下、粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化物量が０．３〜
３％の範囲であるこことを特徴とするとする被削性に優
れた冷間工具鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレハードン状態
などで使用する被削性に優れた冷間工具鋼に関する。
などで使用する被削性に優れた冷間工具鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プレス型などの冷間工具は、ＪＩ
Ｓ ＳＫＤ１１（Ｃ：１．４０〜１．６０％、Ｓｉ：
０．４０％以下、Ｍｎ：０．６％以下、Ｐ：０．０３０
％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１１．００〜１
３．００％、Ｍｏ：０．８０〜１．２０％、Ｖ：０．２
０〜０．５０％、残部がＦｅ）が用いられていた。しか
し、このＳＫＤ１１の鋼は、Ｃ含有量が高いため焼なま
し硬さが高いので、被削性が悪く、さらにＣ含有量が高
いため溶接性が悪く、また焼入れ焼戻し後の加工性も悪
い、すなわち硬さを高くするため低温焼戻しをするが、
オーステナイトが多く残存するため、放電加工により割
れが発生するという問題点がある。
Ｓ ＳＫＤ１１（Ｃ：１．４０〜１．６０％、Ｓｉ：
０．４０％以下、Ｍｎ：０．６％以下、Ｐ：０．０３０
％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１１．００〜１
３．００％、Ｍｏ：０．８０〜１．２０％、Ｖ：０．２
０〜０．５０％、残部がＦｅ）が用いられていた。しか
し、このＳＫＤ１１の鋼は、Ｃ含有量が高いため焼なま
し硬さが高いので、被削性が悪く、さらにＣ含有量が高
いため溶接性が悪く、また焼入れ焼戻し後の加工性も悪
い、すなわち硬さを高くするため低温焼戻しをするが、
オーステナイトが多く残存するため、放電加工により割
れが発生するという問題点がある。
【０００３】上記ＳＫＤ１１の鋼の欠点を改善した冷間
金型用鋼として、Ｃ：０．９〜１．３％、Ｓｉ：０．５
〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：５．０〜
１１．０％、Ｍｏ：１．３〜４．０％およびＶ：０．１
０〜０．３５％を含有し、さらに必要に応じてＳ：０．
２０％以下、Ｐｂ：０．４％以下、Ｂｉ：０．５０％以
下およびＣａ：０．００２〜０．０１０％の１種または
２種以上を含有し、残部が実質的にFeからなる冷間ダイ
ス鋼（特公昭６４─５１００号公報）が知られている。
金型用鋼として、Ｃ：０．９〜１．３％、Ｓｉ：０．５
〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：５．０〜
１１．０％、Ｍｏ：１．３〜４．０％およびＶ：０．１
０〜０．３５％を含有し、さらに必要に応じてＳ：０．
２０％以下、Ｐｂ：０．４％以下、Ｂｉ：０．５０％以
下およびＣａ：０．００２〜０．０１０％の１種または
２種以上を含有し、残部が実質的にFeからなる冷間ダイ
ス鋼（特公昭６４─５１００号公報）が知られている。
【０００４】この冷間金型用鋼は、高温で焼入れをした
後、高温で焼戻しをすることにより、焼入れ時の残留応
力が除去されて組織が安定化するとともに二次硬化硬さ
が増大し、硬さ及び靱性が共に優れ、工具としての使用
時のかじりを起こすことがなく、また放電加工などより
工具に熱が生じる場合にも割れを生ずることがなく工具
寿命が延長され、加工性が大幅に向上されるようになる
ものである。しかし、この冷間金型用鋼は、焼なまし後
の被削性が悪く、また焼入れ焼戻し後の硬さ（ＨＲＣ６
２程度）も高過ぎるため、焼入れ焼戻し後の変形を修正
する加工が困難であるとともに、溶接性も十分でないと
いう問題点がある。
後、高温で焼戻しをすることにより、焼入れ時の残留応
力が除去されて組織が安定化するとともに二次硬化硬さ
が増大し、硬さ及び靱性が共に優れ、工具としての使用
時のかじりを起こすことがなく、また放電加工などより
工具に熱が生じる場合にも割れを生ずることがなく工具
寿命が延長され、加工性が大幅に向上されるようになる
ものである。しかし、この冷間金型用鋼は、焼なまし後
の被削性が悪く、また焼入れ焼戻し後の硬さ（ＨＲＣ６
２程度）も高過ぎるため、焼入れ焼戻し後の変形を修正
する加工が困難であるとともに、溶接性も十分でないと
いう問題点がある。
【０００５】そこで、本発明者らは、Ｃ：０．７０〜
０．８０％、Ｓｉ：０．１０〜０．６０％、Ｍｎ：０．
１０〜１．００％、Ｎｉ：４．０％以下、Ｃｒ：６．５
０〜７．５０％、ＭｏとＷを単独または複合で２Ｍｏ＋
Ｗ：１．００〜３．００％、Ｓ：０．０３〜０．４０
％、Ｃａ：０．０００２〜０．０２％、Ｏ：０．０００
２〜０．０２％を含有し、更に必要に応じてＶ：０．０
５〜３．０％、Ｎｂ：０．０２〜２．０％およびＴａ：
０．０２〜２．０％の１種または２種以上を含有し、ま
た必要に応じてＴｅ：０．０１〜０．０６％、Ｐｂ：
０．０３〜０．１０％およびＢｉ：０．０２〜０．１０
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＦｅお
よび不可避的不純物からなる冷間金型用鋼を発明し、特
許出願した（特願平１０─３６８８５２号）。
０．８０％、Ｓｉ：０．１０〜０．６０％、Ｍｎ：０．
１０〜１．００％、Ｎｉ：４．０％以下、Ｃｒ：６．５
０〜７．５０％、ＭｏとＷを単独または複合で２Ｍｏ＋
Ｗ：１．００〜３．００％、Ｓ：０．０３〜０．４０
％、Ｃａ：０．０００２〜０．０２％、Ｏ：０．０００
２〜０．０２％を含有し、更に必要に応じてＶ：０．０
５〜３．０％、Ｎｂ：０．０２〜２．０％およびＴａ：
０．０２〜２．０％の１種または２種以上を含有し、ま
た必要に応じてＴｅ：０．０１〜０．０６％、Ｐｂ：
０．０３〜０．１０％およびＢｉ：０．０２〜０．１０
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＦｅお
よび不可避的不純物からなる冷間金型用鋼を発明し、特
許出願した（特願平１０─３６８８５２号）。
【０００６】この冷間金型用鋼は、焼入れ焼戻し後の硬
さがＨＲＣ５６〜６２程度（焼きなまし硬さがＨＲＢ９
５程度）であるため、多量の製品を冷間加工するための
金型などを製造するには適しているが、硬いために機械
切削がやや困難であった。少量の製品を冷間加工するた
めの金型などの工具を製造する場合には、これほど高い
硬さは必要がないので、もっと軟らかく被削性のよい冷
間工具鋼が求められていた。
さがＨＲＣ５６〜６２程度（焼きなまし硬さがＨＲＢ９
５程度）であるため、多量の製品を冷間加工するための
金型などを製造するには適しているが、硬いために機械
切削がやや困難であった。少量の製品を冷間加工するた
めの金型などの工具を製造する場合には、これほど高い
硬さは必要がないので、もっと軟らかく被削性のよい冷
間工具鋼が求められていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＨＲＢ９０
〜１０５程度の焼きなましの状態で被削性に優れてお
り、かつ焼入れ焼戻し後の硬さが上記特許出願のものよ
り低いＨＲＣ４５〜５５程度の硬さ領域においても被削
性に優れた冷間工具鋼を提供することを課題としてい
る。
〜１０５程度の焼きなましの状態で被削性に優れてお
り、かつ焼入れ焼戻し後の硬さが上記特許出願のものよ
り低いＨＲＣ４５〜５５程度の硬さ領域においても被削
性に優れた冷間工具鋼を提供することを課題としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、冷間工具鋼の成分組成、炭化物の量
及び大きさなどについて研究していたところ、上記のも
のよりＣ含有量を少なくし、かつ炭化物の総量を８％以
下にするとともに、粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化
物を０．３〜３％にすれば、冷間工具鋼の焼きなまし硬
さがＨＲＢ９５〜１０５程度で焼入れ焼戻し後の硬さが
ＨＲＣ４５〜５５程度になるとの知見を得た。本発明
は、上記知見に基づいて発明されたものである。
め、本発明者らは、冷間工具鋼の成分組成、炭化物の量
及び大きさなどについて研究していたところ、上記のも
のよりＣ含有量を少なくし、かつ炭化物の総量を８％以
下にするとともに、粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化
物を０．３〜３％にすれば、冷間工具鋼の焼きなまし硬
さがＨＲＢ９５〜１０５程度で焼入れ焼戻し後の硬さが
ＨＲＣ４５〜５５程度になるとの知見を得た。本発明
は、上記知見に基づいて発明されたものである。
【０００９】すなわち、本発明の被削性に優れた冷間工
具鋼においては、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２
〜３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎｉ：４．０％
以下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷを単独または
複合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、Ｖ：０．０５〜
２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％を含有し、残部
が実質的にＦｅであり、かつ炭化物の総量が８％以下、
粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化物量が０．３〜３％
の範囲にあるものとすることである。
具鋼においては、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２
〜３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎｉ：４．０％
以下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷを単独または
複合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、Ｖ：０．０５〜
２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％を含有し、残部
が実質的にＦｅであり、かつ炭化物の総量が８％以下、
粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化物量が０．３〜３％
の範囲にあるものとすることである。
【００１０】また、本発明の被削性に優れた冷間工具鋼
においては、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２〜
３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎｉ：４．０％以
下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷを単独または複
合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、Ｖ：０．０５〜
２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％を含有し、更に
必要に応じてＮｂ：０．０２〜２．０％、Ｔａ：０．０
２〜２．０％及びＴｉ：０．０１〜２．０％の１種又は
２種以上を含有し、また必要に応じてＣａ：０．０００
２〜０．０２％、Ｔｅ：０．００５〜０．０５％、Ｐ
ｂ：０．０５〜０．５０％、Ｓｅ：０．０２〜０．２０
％及びＢｉ：０．０１５〜０．１５％の１種又は２種以
上を含有し、残部が実質的にＦｅであり、かつ炭化物の
総量が８％以下、粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化物
量が０．３〜３％の範囲であるものとすることである。
においては、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２〜
３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎｉ：４．０％以
下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷを単独または複
合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、Ｖ：０．０５〜
２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％を含有し、更に
必要に応じてＮｂ：０．０２〜２．０％、Ｔａ：０．０
２〜２．０％及びＴｉ：０．０１〜２．０％の１種又は
２種以上を含有し、また必要に応じてＣａ：０．０００
２〜０．０２％、Ｔｅ：０．００５〜０．０５％、Ｐ
ｂ：０．０５〜０．５０％、Ｓｅ：０．０２〜０．２０
％及びＢｉ：０．０１５〜０．１５％の１種又は２種以
上を含有し、残部が実質的にＦｅであり、かつ炭化物の
総量が８％以下、粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化物
量が０．３〜３％の範囲であるものとすることである。
【００１１】また、本発明の被削性に優れた冷間工具鋼
においては、用途がＨＲＣ４５以上で、好ましくはＨＲ
Ｃ５５以下の硬さのプレハードン状態、すなわち焼入れ
焼戻し状態で加工をすることができるプレハードン用で
あることである。
においては、用途がＨＲＣ４５以上で、好ましくはＨＲ
Ｃ５５以下の硬さのプレハードン状態、すなわち焼入れ
焼戻し状態で加工をすることができるプレハードン用で
あることである。
【００１２】
【作用】次に、本発明の被削性に優れた冷間工具鋼の成
分組成及び硬さを上記のように限定した理由を説明す
る。 Ｃ：０．３〜０．６％ Ｃは、基地の硬さを高めるとともに焼戻しにより二次炭
化物を生成して耐摩耗性を確保するために含有させる元
素で、０．３％より少ないと必要な硬さを確保すること
ができず、また０．６％より多く含有させると粗大な一
次炭化物の生成の原因となって靱性を低下するとともに
被削性を低下するので、その含有量を０．３〜０．６％
とする。
分組成及び硬さを上記のように限定した理由を説明す
る。 Ｃ：０．３〜０．６％ Ｃは、基地の硬さを高めるとともに焼戻しにより二次炭
化物を生成して耐摩耗性を確保するために含有させる元
素で、０．３％より少ないと必要な硬さを確保すること
ができず、また０．６％より多く含有させると粗大な一
次炭化物の生成の原因となって靱性を低下するとともに
被削性を低下するので、その含有量を０．３〜０．６％
とする。
【００１３】Ｓｉ：０．２〜３．０％ Ｓｉは、パーライト及びベーナイト焼入れ性を向上し、
焼戻し硬さを増大させるために含有させる元素で、０．
２％より少ないとそれらの効果がなく、３．０％を超え
て含有させると靱性が低下するので、その含有量を０．
２〜３．０％とする。 Ｍｎ：０．２〜３．０％ Ｍｎは、パーライト及びベーナイト焼入れ性を向上し、
ＭｎＳを生成させるために含有させる元素で、０．２％
より少ないとＭｎＳの生成量が少なくなって被削性を向
上させることができず、また３．０％を超えて含有させ
ると残留オーステナイト生成の原因となり、靱性も低下
するので、その含有範囲を０．２〜３．０％する。
焼戻し硬さを増大させるために含有させる元素で、０．
２％より少ないとそれらの効果がなく、３．０％を超え
て含有させると靱性が低下するので、その含有量を０．
２〜３．０％とする。 Ｍｎ：０．２〜３．０％ Ｍｎは、パーライト及びベーナイト焼入れ性を向上し、
ＭｎＳを生成させるために含有させる元素で、０．２％
より少ないとＭｎＳの生成量が少なくなって被削性を向
上させることができず、また３．０％を超えて含有させ
ると残留オーステナイト生成の原因となり、靱性も低下
するので、その含有範囲を０．２〜３．０％する。
【００１４】Ｎｉ：４．０％以下（０％を含まず） Ｎｉは、焼入性を向上させるために含有させる元素で、
４．０％を超えると残留オーステナイトが増加して必要
な硬さを確保することが困難となり、また靱性も低下す
るので、その含有量を４．０％以下とする。 Ｃｒ：１．０〜４．０％ Ｃｒは、焼入れ性を向上させるために含有させる元素
で、１．０％より少ないとその効果が小さく、４．０％
を超えると高硬度の炭化物が多くなることによって被削
性を低下するので、その含有量をＣｒ：１．０〜４．０
％とする。
４．０％を超えると残留オーステナイトが増加して必要
な硬さを確保することが困難となり、また靱性も低下す
るので、その含有量を４．０％以下とする。 Ｃｒ：１．０〜４．０％ Ｃｒは、焼入れ性を向上させるために含有させる元素
で、１．０％より少ないとその効果が小さく、４．０％
を超えると高硬度の炭化物が多くなることによって被削
性を低下するので、その含有量をＣｒ：１．０〜４．０
％とする。
【００１５】２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％ ＭｏおよびＷは、ベイナイト焼入性を向上し、焼戻し硬
さを高くするために含有させる元素で、０．２％より少
ないとベイナイト焼入性を向上させること及び焼戻しで
２次硬化させることができず、また８．０％を超えると
難固溶の一次炭化物が増大して焼入温度を上昇し、靱性
を低下するので、その含有量を０．２〜８．０％とす
る。 Ｓ：０．０５〜０．４％ Ｓは、被削性を向上させるために含有させる元素で、
０．０５％より少ないと被削性が改善されず、０．４％
を超えると靱性、硬さ及び熱間加工性を低下するので、
その含有量を０．０５〜０．４％とする。
さを高くするために含有させる元素で、０．２％より少
ないとベイナイト焼入性を向上させること及び焼戻しで
２次硬化させることができず、また８．０％を超えると
難固溶の一次炭化物が増大して焼入温度を上昇し、靱性
を低下するので、その含有量を０．２〜８．０％とす
る。 Ｓ：０．０５〜０．４％ Ｓは、被削性を向上させるために含有させる元素で、
０．０５％より少ないと被削性が改善されず、０．４％
を超えると靱性、硬さ及び熱間加工性を低下するので、
その含有量を０．０５〜０．４％とする。
【００１６】Ｖ：０．０５〜２．０％ Ｖは、高温焼戻し硬さを向上し、結晶粒の粗大化を防止
するために含有させる元素で、０．０５％より少ないと
これらの効果がなく、２．０％を超えると難固溶の一次
炭化物が増大して焼入温度を上昇し、靱性及び被削性を
低下するので、その含有量を０．０５〜２．０％とす
る。 Ｎｂ、Ｔａ：０．０２〜２．０％、Ｔｉ：０．０１〜
２．０％ Ｎｂ、Ｔａ及びＴｉは、結晶粒の成長を抑制するために
含有せさる元素で、Ｎｂ及びＴａは０．０２％、Ｔｉ
は、０．１％より少ないと結晶粒の成長抑制効果がな
く、２．０％を超えると難固溶の一次炭化物が増大して
焼入温度を上昇し、靱性及び被削性を低下するので、そ
の含有量を０．０２〜２．０％とする。
するために含有させる元素で、０．０５％より少ないと
これらの効果がなく、２．０％を超えると難固溶の一次
炭化物が増大して焼入温度を上昇し、靱性及び被削性を
低下するので、その含有量を０．０５〜２．０％とす
る。 Ｎｂ、Ｔａ：０．０２〜２．０％、Ｔｉ：０．０１〜
２．０％ Ｎｂ、Ｔａ及びＴｉは、結晶粒の成長を抑制するために
含有せさる元素で、Ｎｂ及びＴａは０．０２％、Ｔｉ
は、０．１％より少ないと結晶粒の成長抑制効果がな
く、２．０％を超えると難固溶の一次炭化物が増大して
焼入温度を上昇し、靱性及び被削性を低下するので、そ
の含有量を０．０２〜２．０％とする。
【００１７】Ｃａ：０．０００２〜０．０２％ Ｃａは、ＭｎＳに固溶し、また酸化物としてＭｎＳの核
となることによりＭｎＳを均一微細に分散させ、靱性の
劣化を抑制するとともに被削性を向上させるために含有
させる元素で、０．０００２％より少ないとこの効果が
なく、０．０２％を超えると靱性が低下するので、その
含有量を０．０００２〜０．０２％とする。
となることによりＭｎＳを均一微細に分散させ、靱性の
劣化を抑制するとともに被削性を向上させるために含有
させる元素で、０．０００２％より少ないとこの効果が
なく、０．０２％を超えると靱性が低下するので、その
含有量を０．０００２〜０．０２％とする。
【００１８】Ｔｅ：０．００５〜０．０５％ Ｔｅは、ＭｎＴｅを形成して被削性を向上させるために
含有させる元素で、０．００５％より少ないとこの効果
がなく、０．０５％を超えると靭性及び熱間加工性が低
下するので、その含有範囲を０．０５〜０．０５％とす
る。 Ｐｂ：０．０５〜０．５０％ Ｐｂは、被削性を向上させるために含有させる元素で、
０．０５％より少ないとその効果がなく、０．５０％を
超えると熱間衝撃性を低下するので、その含有量を０．
０５〜０．５０％とする。
含有させる元素で、０．００５％より少ないとこの効果
がなく、０．０５％を超えると靭性及び熱間加工性が低
下するので、その含有範囲を０．０５〜０．０５％とす
る。 Ｐｂ：０．０５〜０．５０％ Ｐｂは、被削性を向上させるために含有させる元素で、
０．０５％より少ないとその効果がなく、０．５０％を
超えると熱間衝撃性を低下するので、その含有量を０．
０５〜０．５０％とする。
【００１９】Ｓｅ：０．０２〜０．２０％ Ｓｅは、被削性を向上させるために含有させる元素で、
０．０１％より少ないとこの効果がなく、０．２０％を
超えると靱性を低下するので、その含有量を０．０２〜
０．２０％とする。 Ｂｉ：０．０１５〜０．１５％ Ｂｉは、被削性を向上させるために含有させる元素で、
０．０１５％より少ないとこの効果がなく、０．１５％
を超えると靱性を低下するので、その含有量を０．０１
〜０．１０％とする。
０．０１％より少ないとこの効果がなく、０．２０％を
超えると靱性を低下するので、その含有量を０．０２〜
０．２０％とする。 Ｂｉ：０．０１５〜０．１５％ Ｂｉは、被削性を向上させるために含有させる元素で、
０．０１５％より少ないとこの効果がなく、０．１５％
を超えると靱性を低下するので、その含有量を０．０１
〜０．１０％とする。
【００２０】次に、本発明において炭化物の炭化物の量
を限定した理由を説明する。炭化物の総量を８％以下に
したのは、炭化物の総量が８％を超えると被削性が低下
するからである。更に粒径が０．５μｍ以下の微細な炭
化物量を０．３％以上にしたのは、０．３％より少ない
と焼入れ焼戻し後の硬さがＨＲＣ４５以上にならないか
らであり、また３％を超えると被削性が低下するからで
ある。
を限定した理由を説明する。炭化物の総量を８％以下に
したのは、炭化物の総量が８％を超えると被削性が低下
するからである。更に粒径が０．５μｍ以下の微細な炭
化物量を０．３％以上にしたのは、０．３％より少ない
と焼入れ焼戻し後の硬さがＨＲＣ４５以上にならないか
らであり、また３％を超えると被削性が低下するからで
ある。
【００２１】また、本発明において、焼入れ焼戻しの熱
処理後の硬さをＨＲＣ４５以上にしているのは、ＨＲＣ
４５より低いと金型などの冷間工具に必要な硬さになら
ないからである。また硬さが高くなり過ぎると金型など
の製品にするための機械切削による加工が困難になるの
で、ＨＲＣ５５以下にするのが好ましい。この硬さにす
るには、８００〜１０００℃に加熱した後空冷し、その
後４００℃〜６５０℃で空冷することによって達成する
ことができる。
処理後の硬さをＨＲＣ４５以上にしているのは、ＨＲＣ
４５より低いと金型などの冷間工具に必要な硬さになら
ないからである。また硬さが高くなり過ぎると金型など
の製品にするための機械切削による加工が困難になるの
で、ＨＲＣ５５以下にするのが好ましい。この硬さにす
るには、８００〜１０００℃に加熱した後空冷し、その
後４００℃〜６５０℃で空冷することによって達成する
ことができる。
【００２２】本発明の被削性に優れた冷間工具鋼は、プ
レス型、曲げ型、抜き型、絞り型、ダイ、パンチ、転造
ダイスなどの従来からある冷間工具鋼の用途と同様に使
用することができる。また、本発明の被削性に優れた冷
間工具鋼は、プレハードン状態で金型などに機械加工な
どの加工をして使用することができるし、また焼きなま
した状態で金型などに機械加工などの加工をし、その後
焼入れ焼戻しをし、その後仕上げ加工して使用すること
もできる。
レス型、曲げ型、抜き型、絞り型、ダイ、パンチ、転造
ダイスなどの従来からある冷間工具鋼の用途と同様に使
用することができる。また、本発明の被削性に優れた冷
間工具鋼は、プレハードン状態で金型などに機械加工な
どの加工をして使用することができるし、また焼きなま
した状態で金型などに機械加工などの加工をし、その後
焼入れ焼戻しをし、その後仕上げ加工して使用すること
もできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によって説
明する。
明する。
【実施例】実施例１ 下記表１に示した成分組成の本発明の実施例及び比較例
の鋼を高周波誘導炉を用いて通常の方法で溶製し、通常
の鋳造方法でインゴットにし、その後通常の加工方法に
よって鋼材を製造した。これらの実施例及び比較例の鋼
材を８３０℃×３ｈｒの条件で球状化焼きなましをした
後硬さ試験片、電解抽出用試験片及び被削性試験片を切
取り、これらの試験片を粗加工して粗加工試験片とし、
下記表２記載の条件で硬さがＨＲＣ４５〜５５になるよ
うに焼入れ及び焼戻しをした。これらの試験片のうちの
硬さ試験片を用いて硬さを測定し、その結果を下記表２
に示す。
の鋼を高周波誘導炉を用いて通常の方法で溶製し、通常
の鋳造方法でインゴットにし、その後通常の加工方法に
よって鋼材を製造した。これらの実施例及び比較例の鋼
材を８３０℃×３ｈｒの条件で球状化焼きなましをした
後硬さ試験片、電解抽出用試験片及び被削性試験片を切
取り、これらの試験片を粗加工して粗加工試験片とし、
下記表２記載の条件で硬さがＨＲＣ４５〜５５になるよ
うに焼入れ及び焼戻しをした。これらの試験片のうちの
硬さ試験片を用いて硬さを測定し、その結果を下記表２
に示す。
【００２４】また、上記焼入れ及び焼戻しをした電解抽
出用試験片及び被削性試験片を精加工して幅１０ｍｍ×
厚さ１０ｍｍ×長さ１０ｍｍの電解抽出用試験片と幅５
０ｍｍ×厚さ４０ｍｍ×長さ２００ｍｍの被削性試験片
とし、下記試験方法による炭化物の総量、粒度分布試験
及び切削工具寿命を測定し、下記表２に示す。
出用試験片及び被削性試験片を精加工して幅１０ｍｍ×
厚さ１０ｍｍ×長さ１０ｍｍの電解抽出用試験片と幅５
０ｍｍ×厚さ４０ｍｍ×長さ２００ｍｍの被削性試験片
とし、下記試験方法による炭化物の総量、粒度分布試験
及び切削工具寿命を測定し、下記表２に示す。
【００２５】炭化物の総量試験 下記電解条件で電解して抽出残渣の重量を測定して炭化
物の総量とし、重量％で表した。 電解液：０．５Ｎ塩酸＋クエン酸 、電流密度：１０ｍ
Ａ／ｃｍ2 電圧：０．５Ｖ 粒度分布試験 上記抽出残渣をレーザー式散乱分布測定器により粒度分
布を測定し、その結果から粒径０．５μｍ以下の重量％
を求めた。
物の総量とし、重量％で表した。 電解液：０．５Ｎ塩酸＋クエン酸 、電流密度：１０ｍ
Ａ／ｃｍ2 電圧：０．５Ｖ 粒度分布試験 上記抽出残渣をレーザー式散乱分布測定器により粒度分
布を測定し、その結果から粒径０．５μｍ以下の重量％
を求めた。
【００２６】切削工具寿命 下記切削条件で切削を行い、逃げ面摩耗が０．３ｍｍと
なるまでの切削長さを測定し、Ｓ及びＣａを含有しない
材料である比較例No.13 のものを１００として指数で表
した。 工具：超硬エンドミル（ＵＴｉ２０Ｔ）、１刃 切削幅：４．０ｍｍ 切削深さ：１．０ｍｍ 切削速度：１００ｍ／min 送り: ０．０３５ｍｍ／刃 切削油：乾式
なるまでの切削長さを測定し、Ｓ及びＣａを含有しない
材料である比較例No.13 のものを１００として指数で表
した。 工具：超硬エンドミル（ＵＴｉ２０Ｔ）、１刃 切削幅：４．０ｍｍ 切削深さ：１．０ｍｍ 切削速度：１００ｍ／min 送り: ０．０３５ｍｍ／刃 切削油：乾式
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】実施例２ 上記実施例１で製造した本発明の実施例及び比較例の鋼
材のうちの球状化焼きなましをしたものの本発明例 No.
１及び No.６並びに比較例 No.１３及び No.１４から硬
さ試験片、電解抽出用試験片及び被削性試験片を切取
り、これらの試験片を粗加工して粗加工試験片とした。
粗加工をした硬さ試験片を用いて硬さを測定し、その結
果を下記表３に示す。また、上記粗加工をした電解抽出
用試験片及び被削性試験片を上記実施例１のものと同じ
大きさに精加工をし、上記実施例１と同じ方法で上記試
験方法による炭化物の総量、粒度分布試験及び切削工具
寿命を測定し、下記表３に示す。
材のうちの球状化焼きなましをしたものの本発明例 No.
１及び No.６並びに比較例 No.１３及び No.１４から硬
さ試験片、電解抽出用試験片及び被削性試験片を切取
り、これらの試験片を粗加工して粗加工試験片とした。
粗加工をした硬さ試験片を用いて硬さを測定し、その結
果を下記表３に示す。また、上記粗加工をした電解抽出
用試験片及び被削性試験片を上記実施例１のものと同じ
大きさに精加工をし、上記実施例１と同じ方法で上記試
験方法による炭化物の総量、粒度分布試験及び切削工具
寿命を測定し、下記表３に示す。
【００３０】
【表３】
【００３１】これらの結果によると、本発明の実施例の
ものは、焼入れ焼戻し後の切削工具寿命が比較例 No.13
（本発明とはＶを含有しない点及び炭化物の総量が多い
点において異なる。）のものを１００として１２１〜２
１８であった。また、本発明の実施例のものは、焼きな
ましたものの切削工具寿命が比較例 No.13のものを１０
０として１８５と２２３であった。これに対し、比較例
の焼入れ焼戻し後のものの硬さがＨＲＣ４５〜５５の範
囲のものの切削工具寿命は１８〜１００であった。ま
た、比較例のものの焼きなましたものの切削工具寿命が
比較例 No.13のものを１００として１００と８８であっ
た。
ものは、焼入れ焼戻し後の切削工具寿命が比較例 No.13
（本発明とはＶを含有しない点及び炭化物の総量が多い
点において異なる。）のものを１００として１２１〜２
１８であった。また、本発明の実施例のものは、焼きな
ましたものの切削工具寿命が比較例 No.13のものを１０
０として１８５と２２３であった。これに対し、比較例
の焼入れ焼戻し後のものの硬さがＨＲＣ４５〜５５の範
囲のものの切削工具寿命は１８〜１００であった。ま
た、比較例のものの焼きなましたものの切削工具寿命が
比較例 No.13のものを１００として１００と８８であっ
た。
【００３２】さらに、比較例のものを検討すると、炭化
物の総量が本発明より多い比較例No. 13〜17のものは、
いずれも本発明の実施例のものより切削工具寿命が短く
なっている。このうちの比較例No. 15のものは、Ｃ含有
量が本発明と同程度であるが、Ｃｒ含有量が本発明より
多く、炭化物の総量も本発明より多いので、切削工具寿
命が本発明の実施例のものよりかなり短くなっていた。
また、比較例No. 16のものは、Ｓ含有量が０．２％であ
るにもかかわらず、切削工具寿命が本発明の実施例のも
のよりかなり低くなっていた。また、比較例No. 18のも
のは、Ｃr 及びＶ含有量が本発明より少ないので、硬さ
が低く、冷間工具鋼に必要な硬さになっていなかった。
物の総量が本発明より多い比較例No. 13〜17のものは、
いずれも本発明の実施例のものより切削工具寿命が短く
なっている。このうちの比較例No. 15のものは、Ｃ含有
量が本発明と同程度であるが、Ｃｒ含有量が本発明より
多く、炭化物の総量も本発明より多いので、切削工具寿
命が本発明の実施例のものよりかなり短くなっていた。
また、比較例No. 16のものは、Ｓ含有量が０．２％であ
るにもかかわらず、切削工具寿命が本発明の実施例のも
のよりかなり低くなっていた。また、比較例No. 18のも
のは、Ｃr 及びＶ含有量が本発明より少ないので、硬さ
が低く、冷間工具鋼に必要な硬さになっていなかった。
【００３３】
【発明の効果】本発明の冷間工具鋼は、上記構成にした
ことにより、４００〜６５０℃の温度範囲での焼戻し
で、焼入れ焼戻しの硬さをＨＲＣ４５〜５５程度にする
ことができ、また被削性も優れているので、プレハード
ン状態で容易に切削加工をすることができるとともに、
焼きなまし状態では更に容易に切削加工をすることがで
きるという優れた効果を奏する。
ことにより、４００〜６５０℃の温度範囲での焼戻し
で、焼入れ焼戻しの硬さをＨＲＣ４５〜５５程度にする
ことができ、また被削性も優れているので、プレハード
ン状態で容易に切削加工をすることができるとともに、
焼きなまし状態では更に容易に切削加工をすることがで
きるという優れた効果を奏する。
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で（以下同じ）、Ｃ：０．３〜
０．６％、Ｓｉ：０．２〜３．０％、Ｍｎ：０．２〜
３．０％、Ｎｉ：４．０％以下、Ｃｒ：１．０〜４．０
％、ＭｏとＷを単独または複合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜
８．０％、Ｖ：０．０５〜２．０％及びＳ：０．０５０
〜０．４％を含有し、残部が実質的にＦｅであり、かつ
炭化物の総量が８％以下、粒径が０．５μｍ以下の微細
な炭化物量が０．３〜３％の範囲であることを特徴とす
る被削性に優れた冷間工具鋼。 - 【請求項２】 Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２〜
３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎｉ：４．０％以
下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷを単独または複
合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、Ｖ：０．０５〜
２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％を含有し、更に
Ｎｂ：０．０２〜２．０％、Ｔａ：０．０２〜２．０％
及びＴｉ：０．０１〜２．０％の１種又は２種以上を含
有し、残部が実質的にＦｅであり、かつ炭化物の総量が
８％以下、粒径が０．５μｍ以下の微細な炭化物量が
０．３〜３％の範囲であることを特徴とする被削性に優
れた冷間工具鋼。 - 【請求項３】 Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２〜
３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎｉ：４．０％以
下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷを単独または複
合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、Ｖ：０．０５〜
２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％を含有し、更に
Ｃａ：０．０００２〜０．０２％、Ｔｅ：０．００５〜
０．０５％、Ｐｂ：０．０５〜０．５０％、Ｓｅ：０．
０２〜０．２０％及びＢｉ：０．０１５〜０．１５％の
１種又は２種以上を含有し、残部が実質的にＦｅであ
り、かつ炭化物の総量が８％以下、粒径が０．５μｍ以
下の微細な炭化物量が０．３〜３％の範囲であることを
特徴とする被削性に優れた冷間工具鋼。 - 【請求項４】 Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２〜
３．０％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｎｉ：４．０％以
下、Ｃｒ：１．０〜４．０％、ＭｏとＷを単独または複
合で２Ｍｏ＋Ｗ：０．２〜８．０％、Ｖ：０．０５〜
２．０％及びＳ：０．０５０〜０．４％を含有し、更に
Ｎｂ：０．０２〜２．０％、Ｔａ：０．０２〜２．０％
及びＴｉ：０．０１〜２．０％の１種又は２種以上を含
有し、またＣａ：０．０００２〜０．０２％、Ｔｅ：
０．００５〜０．０５％、Ｐｂ：０．０５〜０．５０
％、Ｓｅ：０．０２〜０．２０％及びＢｉ：０．０１５
〜０．１５％の１種又は２種以上を含有し、残部が実質
的にＦｅであり、かつ炭化物の総量が８％以下、粒径が
０．５μｍ以下の微細な炭化物量が０．３〜３％の範囲
であることを特徴とする被削性に優れた冷間工具鋼。 - 【請求項５】 上記被削性に優れた冷間工具鋼の用途が
ＨＲＣ４５以上の硬さのプレハードン状態で加工するこ
とができるプレハードン用であることを特徴とする請求
項１〜請求項４の何れか１項記載の被削性に優れた冷間
工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29923299A JP2001123247A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 被削性に優れた冷間工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29923299A JP2001123247A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 被削性に優れた冷間工具鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001123247A true JP2001123247A (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17869865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29923299A Pending JP2001123247A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 被削性に優れた冷間工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001123247A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2870546A1 (fr) * | 2004-05-21 | 2005-11-25 | Industeel Creusot | Acier a haute resistance mecanique et a l'usure |
| US7229507B2 (en) * | 2003-04-09 | 2007-06-12 | Hitachi Metals, Ltd. | High speed tool steel |
| CN104233101A (zh) * | 2014-09-17 | 2014-12-24 | 泰尔重工股份有限公司 | 一种滚切式双边剪及其制造方法 |
| WO2016047396A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 日立金属株式会社 | 冷間工具材料および冷間工具の製造方法 |
| EA031666B1 (ru) * | 2016-10-25 | 2019-02-28 | Белорусский Национальный Технический Университет | Инструментальная сталь |
| CN114107821A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-01 | 钢铁研究总院 | 一种高韧性超高强度钢及其制造方法 |
-
1999
- 1999-10-21 JP JP29923299A patent/JP2001123247A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7754032B2 (en) | 2003-04-09 | 2010-07-13 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for manufacturing a high speed tool steel |
| US7229507B2 (en) * | 2003-04-09 | 2007-06-12 | Hitachi Metals, Ltd. | High speed tool steel |
| US8097207B2 (en) | 2004-05-21 | 2012-01-17 | Industeel Creusot | Steel having high mechanical strength and wear resistance |
| WO2005123975A3 (fr) * | 2004-05-21 | 2006-12-21 | Industeel Creusot | Acier a haute resistance mecanique et a l'usure |
| JP2007538154A (ja) * | 2004-05-21 | 2007-12-27 | アンドユストウエル・クルゾ | 高い機械的強度および耐摩耗性を有する鋼 |
| AU2005254750B2 (en) * | 2004-05-21 | 2009-10-29 | Industeel France | Steel with high mechanical strength and wear resistance |
| WO2005123975A2 (fr) * | 2004-05-21 | 2005-12-29 | Industeel Creusot | Acier a haute resistance mecanique et a l'usure |
| US7794651B2 (en) | 2004-05-21 | 2010-09-14 | Industeel Creusot | Steel having high mechanical strength and wear resistance |
| FR2870546A1 (fr) * | 2004-05-21 | 2005-11-25 | Industeel Creusot | Acier a haute resistance mecanique et a l'usure |
| CN104233101A (zh) * | 2014-09-17 | 2014-12-24 | 泰尔重工股份有限公司 | 一种滚切式双边剪及其制造方法 |
| WO2016047396A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 日立金属株式会社 | 冷間工具材料および冷間工具の製造方法 |
| JP6057141B2 (ja) * | 2014-09-26 | 2017-01-11 | 日立金属株式会社 | 冷間工具材料および冷間工具の製造方法 |
| US9890435B2 (en) | 2014-09-26 | 2018-02-13 | Hitachi Metals, Ltd. | Cold work tool material and method of manufacturing cold work tool |
| EA031666B1 (ru) * | 2016-10-25 | 2019-02-28 | Белорусский Национальный Технический Университет | Инструментальная сталь |
| CN114107821A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-01 | 钢铁研究总院 | 一种高韧性超高强度钢及其制造方法 |
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