JPH06346185A - 溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼 - Google Patents
溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼Info
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- JPH06346185A JPH06346185A JP13425593A JP13425593A JPH06346185A JP H06346185 A JPH06346185 A JP H06346185A JP 13425593 A JP13425593 A JP 13425593A JP 13425593 A JP13425593 A JP 13425593A JP H06346185 A JPH06346185 A JP H06346185A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓ
ｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｃ
ｒ：３．０〜４．０％、Ｎｉ：１．５０％以下、Ｍｏ：
０．０５〜１．００％、Ｖ：０．０３〜０．５０％、
Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下を含有
し、残部はＦｅ及び不可避的不純物より成る。 【効果】 溶接性に優れており、溶接により補修を行う
時に予熱及び後熱を必要とせず、常温で溶接作業を行う
ことができ、溶接部に割れが生じる心配がほとんどな
い。
ｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｃ
ｒ：３．０〜４．０％、Ｎｉ：１．５０％以下、Ｍｏ：
０．０５〜１．００％、Ｖ：０．０３〜０．５０％、
Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下を含有
し、残部はＦｅ及び不可避的不純物より成る。 【効果】 溶接性に優れており、溶接により補修を行う
時に予熱及び後熱を必要とせず、常温で溶接作業を行う
ことができ、溶接部に割れが生じる心配がほとんどな
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形金型等のプラ
スチック成形金型に用いられるプレハードン鋼の改良に
関するものである。
スチック成形金型に用いられるプレハードン鋼の改良に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック成形金型用鋼には、Ｓ５５
Ｃ等の一般構造用鋼、ＳＣＭ４４０等の中低炭素鋼が一
般的に使用されている。
Ｃ等の一般構造用鋼、ＳＣＭ４４０等の中低炭素鋼が一
般的に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような材料を使用
する金型製作においては、製作途中における加工時の誤
作や設計変更、あるいは成形使用中の磨耗等のため、金
型に肉盛溶接による補修を行うことが少なくない。この
溶接補修には、溶接割れ防止のために予熱が必要であ
り、さらに後熱が必要な場合もある。
する金型製作においては、製作途中における加工時の誤
作や設計変更、あるいは成形使用中の磨耗等のため、金
型に肉盛溶接による補修を行うことが少なくない。この
溶接補修には、溶接割れ防止のために予熱が必要であ
り、さらに後熱が必要な場合もある。
【０００４】ところが、予熱・後熱に際しては金型を均
一に加熱しなければならず、金型が大きくなるほど昇温
・降温に長時間を要するという問題がある。さらに、高
温のものを対象とする溶接作業は作業性が悪いという問
題もある。また、予熱が不十分な状態で溶接を行えば、
溶接割れが発生する。
一に加熱しなければならず、金型が大きくなるほど昇温
・降温に長時間を要するという問題がある。さらに、高
温のものを対象とする溶接作業は作業性が悪いという問
題もある。また、予熱が不十分な状態で溶接を行えば、
溶接割れが発生する。
【０００５】本発明の目的は、上記の問題を解決し、現
有の材料がもつ特性を維持または向上させたうえで、溶
接補修性に優れ、予熱・後熱をせずに肉盛溶接しても溶
接割れを起こす心配のないプラスチック成形金型用鋼を
提供することである。
有の材料がもつ特性を維持または向上させたうえで、溶
接補修性に優れ、予熱・後熱をせずに肉盛溶接しても溶
接割れを起こす心配のないプラスチック成形金型用鋼を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】大型成形品を得るための
金型用鋼は、ＨR Ｃ３０以上の硬さが必要である。Ｈ R
Ｃ３０以上の硬さを確保するためには、合金成分を添加
しなければならならず、溶接割れ感受性を低くすること
は容易でない。
金型用鋼は、ＨR Ｃ３０以上の硬さが必要である。Ｈ R
Ｃ３０以上の硬さを確保するためには、合金成分を添加
しなければならならず、溶接割れ感受性を低くすること
は容易でない。
【０００７】従来、金型用鋼の溶接割れ感受性は「溶接
割れ感受性指数」Ｐｃとして次の数式１であらわされ
る。
割れ感受性指数」Ｐｃとして次の数式１であらわされ
る。
【０００８】
【数１】 Ｐｃ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ
／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂ＋Ｈ
／６０＋ｔ／６００（％） ここで、Ｈ：溶着金属拡散性水素量（ｃｃ／１００ｇ） ｔ：板厚（ｍｍ）
／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂ＋Ｈ
／６０＋ｔ／６００（％） ここで、Ｈ：溶着金属拡散性水素量（ｃｃ／１００ｇ） ｔ：板厚（ｍｍ）
【０００９】この「溶接割れ感受性指数」Ｐｃより、Ｃ
の含有量を低下させると溶接割れに対して有効であるこ
とが判明するが、鋼の強度、硬さ等を確保することが困
難となる。
の含有量を低下させると溶接割れに対して有効であるこ
とが判明するが、鋼の強度、硬さ等を確保することが困
難となる。
【００１０】本発明者等は、鋭意実験、研究を重ねた結
果、プラスチック成形金型用鋼の溶接性を向上させるた
め、Ｃの含有量の低減を行い、他の合金成分を添加する
ことで現有のプラスチック成形金型用鋼がもつ強度、硬
さ等を維持・向上できることを見出し、以下の本発明鋼
を成立させた。
果、プラスチック成形金型用鋼の溶接性を向上させるた
め、Ｃの含有量の低減を行い、他の合金成分を添加する
ことで現有のプラスチック成形金型用鋼がもつ強度、硬
さ等を維持・向上できることを見出し、以下の本発明鋼
を成立させた。
【００１１】第１の本発明の予熱及び後熱を必要とせ
ず、溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼は、基本
的には、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：
０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｃｒ：
３．０〜４．０％、Ｎｉ：１．５％以下、Ｍｏ：０．０
５〜１．００％、Ｖ：０．０３〜０．５０％、Ｐ：０．
０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下を含有し、残部は
Ｆｅ及び不可避的不純物より成る。
ず、溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼は、基本
的には、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：
０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｃｒ：
３．０〜４．０％、Ｎｉ：１．５％以下、Ｍｏ：０．０
５〜１．００％、Ｖ：０．０３〜０．５０％、Ｐ：０．
０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下を含有し、残部は
Ｆｅ及び不可避的不純物より成る。
【００１２】また、第２の本発明の予熱及び後熱を必要
とせず、溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼は、
上記第１の本発明のプラスチック成形金型用鋼に加え
て、Ｂ：０．００２％以下、Ｐｂ：０．１５％以下、Ｚ
ｒ：０．１５％以下の少なくともいずれか１種を含有し
ている。
とせず、溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼は、
上記第１の本発明のプラスチック成形金型用鋼に加え
て、Ｂ：０．００２％以下、Ｐｂ：０．１５％以下、Ｚ
ｒ：０．１５％以下の少なくともいずれか１種を含有し
ている。
【００１３】
【作用】以下に本発明におけるプラスチック成形金型用
鋼の成分組成の限定理由について述べる。 Ｃ：Ｃは鋼の強度を向上させるのに有効な元素である。
しかし、その含有量が０．０５％未満では鋼の強度を確
保するのは困難である。一方、含有量が０．２０％を越
えると鋼に溶接割れが発生することを考慮して本発明は
その含有量を０．０５〜０．２０％とした。
鋼の成分組成の限定理由について述べる。 Ｃ：Ｃは鋼の強度を向上させるのに有効な元素である。
しかし、その含有量が０．０５％未満では鋼の強度を確
保するのは困難である。一方、含有量が０．２０％を越
えると鋼に溶接割れが発生することを考慮して本発明は
その含有量を０．０５〜０．２０％とした。
【００１４】Ｓｉ：Ｓｉは鋼の脱酸効果に有効な元素で
あり、基地を強化する効果がある。しかし、多量に含有
させると鋼の靱性を低下させることを考慮して本発明は
その含有量を０．５０％以下とした。
あり、基地を強化する効果がある。しかし、多量に含有
させると鋼の靱性を低下させることを考慮して本発明は
その含有量を０．５０％以下とした。
【００１５】Ｍｎ：Ｍｎは鋼の焼入性を向上させるのに
有効な元素である。しかし、その含有量が０．５０％未
満では所望の効果が得られず、２．００％を越えると鋼
の被削性が悪化することを考慮して本発明はその含有量
を０．５０〜２．００％とした。
有効な元素である。しかし、その含有量が０．５０％未
満では所望の効果が得られず、２．００％を越えると鋼
の被削性が悪化することを考慮して本発明はその含有量
を０．５０〜２．００％とした。
【００１６】Ｃｒ：Ｃｒは鋼の焼入性の向上に不可欠な
元素であるが、その含有量が３．０％未満では所望の効
果が得られない。一方、４．０％を越えると鋼の被削性
を低下させる。また、経済性を考慮して本発明はその含
有量を３．０〜４．０％とした。
元素であるが、その含有量が３．０％未満では所望の効
果が得られない。一方、４．０％を越えると鋼の被削性
を低下させる。また、経済性を考慮して本発明はその含
有量を３．０〜４．０％とした。
【００１７】Ｎｉ：Ｎｉは鋼の焼入性を向上させるのに
有効な元素であるが、鋼の被削性を低下させること、経
済性を考慮して上限を１．５％とした。
有効な元素であるが、鋼の被削性を低下させること、経
済性を考慮して上限を１．５％とした。
【００１８】Ｍｏ：Ｍｏは鋼の焼入性の向上及び焼戻し
脆化防止に有効な元素であるが、その含有量が０．０５
％未満では所望の効果が得られない。一方、１．００％
を越えると鋼の被削性を低下させる。また、経済性を考
慮して本発明はその含有量を０．０５〜１．００％とし
た。
脆化防止に有効な元素であるが、その含有量が０．０５
％未満では所望の効果が得られない。一方、１．００％
を越えると鋼の被削性を低下させる。また、経済性を考
慮して本発明はその含有量を０．０５〜１．００％とし
た。
【００１９】Ｖ：Ｖは鋼の焼戻し軟化抵抗の向上に有効
な元素であるが、その含有量が０．０３％未満では所望
の効果が得られない。一方、０．５０％を越えると鋼の
被削性の低下、靱性の低下を招くことを考慮して本発明
はその含有量を０．０３〜０．５０％とした。
な元素であるが、その含有量が０．０３％未満では所望
の効果が得られない。一方、０．５０％を越えると鋼の
被削性の低下、靱性の低下を招くことを考慮して本発明
はその含有量を０．０３〜０．５０％とした。
【００２０】Ｐ：Ｐは鋼の溶接割れ感受性、靱性にとっ
て有害であり、極力除去したい。従って、本発明はその
ことを考慮して上限を０．０３５％とした。
て有害であり、極力除去したい。従って、本発明はその
ことを考慮して上限を０．０３５％とした。
【００２１】Ｓ：ＳはＰ同様鋼の溶接割れ感受性、靱性
にとって有害であり、極力除去したい。従って、本発明
はそのことを考慮して上限を０．０３５％とした。
にとって有害であり、極力除去したい。従って、本発明
はそのことを考慮して上限を０．０３５％とした。
【００２２】Ｂ：Ｂは鋼の焼入性の向上に有効な元素で
あるが、その含有量が多くなると溶接性を低下させるの
で、本発明はそのことを考慮してその含有量を０．００
２％以下とした。
あるが、その含有量が多くなると溶接性を低下させるの
で、本発明はそのことを考慮してその含有量を０．００
２％以下とした。
【００２３】Ｐｂ：Ｐｂは鋼の比削性の向上に有効な元
素であるが、その含有量が多くなると地疵が発生するの
で、本発明はそのことを考慮してその含有量を０．１５
％以下とした。
素であるが、その含有量が多くなると地疵が発生するの
で、本発明はそのことを考慮してその含有量を０．１５
％以下とした。
【００２４】Ｚｒ：Ｚｒは鋼の比削性の向上させ、硫化
物の形態を変える効果を有するが、その含有量が多くな
ると比削性が低下するので、本発明はそのことを考慮し
てその含有量を０．１５％以下とした。
物の形態を変える効果を有するが、その含有量が多くな
ると比削性が低下するので、本発明はそのことを考慮し
てその含有量を０．１５％以下とした。
【００２５】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例と対比しながら
説明する。なお、これらの実施例は本発明の効果を示す
例示であって、本発明の技術的範囲を何等制限するもの
でないことは勿論である。
説明する。なお、これらの実施例は本発明の効果を示す
例示であって、本発明の技術的範囲を何等制限するもの
でないことは勿論である。
【００２６】表１（本発明鋼）及び表２（比較鋼）に示
す化学成分の鋼を溶製し、鋳塊を鍛造後熱処理して大型
のプラスチック成形品（ｔ８００×ｗ１０００）の金型
素材を製造した。この金型素材の中心部の油冷却速度を
シュミレーションし、硬さ測定を行った。また、この金
型素材より試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ３１５８に規
定された「斜めＹ型溶接試験法」に従い、溶接材として
０．０５％Ｃ−１．３％Ｃｒ−０．５４％Ｍｏ材を使用
し、予熱・後熱なしでＴＩＧ溶接を行った。溶接後、溶
接部を切断し、割れの状況及び溶接部の最高硬さを調査
した。
す化学成分の鋼を溶製し、鋳塊を鍛造後熱処理して大型
のプラスチック成形品（ｔ８００×ｗ１０００）の金型
素材を製造した。この金型素材の中心部の油冷却速度を
シュミレーションし、硬さ測定を行った。また、この金
型素材より試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ３１５８に規
定された「斜めＹ型溶接試験法」に従い、溶接材として
０．０５％Ｃ−１．３％Ｃｒ−０．５４％Ｍｏ材を使用
し、予熱・後熱なしでＴＩＧ溶接を行った。溶接後、溶
接部を切断し、割れの状況及び溶接部の最高硬さを調査
した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】これらのプラスチック成形金型用鋼のうち
Ｎｏ．１８〜２３及びＮｏ．４７〜５０での鋼の硬さと
溶接割れの有無を表３に示す。また、Ｎｏ．１８〜２０
及びＮｏ．４７・５０での「斜めＹ型溶接試験法」に供
した試験片板厚と溶接部の最高硬さとの関係を図１に示
す。
Ｎｏ．１８〜２３及びＮｏ．４７〜５０での鋼の硬さと
溶接割れの有無を表３に示す。また、Ｎｏ．１８〜２０
及びＮｏ．４７・５０での「斜めＹ型溶接試験法」に供
した試験片板厚と溶接部の最高硬さとの関係を図１に示
す。
【００３０】
【表３】
【００３１】表３及び図１より本発明の鋼は、従来の鋼
よりも溶接割れに対して優れているのは明らかである。
また、表３より本発明の鋼は、硬さＨR Ｃ３０以上を確
保し、その変動幅が小さいのは明らかである。このこと
は、本発明の鋼が靱性に優れ、質量効果の小さいことを
示している。
よりも溶接割れに対して優れているのは明らかである。
また、表３より本発明の鋼は、硬さＨR Ｃ３０以上を確
保し、その変動幅が小さいのは明らかである。このこと
は、本発明の鋼が靱性に優れ、質量効果の小さいことを
示している。
【００３２】
【発明の効果】本発明のプラスチック成形金型用鋼は、
溶接により補修を行うときに予熱・後熱の必要がなく、
常温で溶接作業を行うことができ、溶接部に割れが生じ
る心配がほとんどない。従って、大型のプラスチック成
形品例えば自動車のパネル、バンパー等の金型材料とし
て好適であり、補修工数を大幅に低減するのが可能であ
る。
溶接により補修を行うときに予熱・後熱の必要がなく、
常温で溶接作業を行うことができ、溶接部に割れが生じ
る心配がほとんどない。従って、大型のプラスチック成
形品例えば自動車のパネル、バンパー等の金型材料とし
て好適であり、補修工数を大幅に低減するのが可能であ
る。
【図１】本実施例のうちのＮｏ．１８〜２０及びＮｏ．
４７・５０での「斜めＹ型溶接試験法」に供した試験片
板厚と溶接部の最高硬さとの関係を示す図である。
４７・５０での「斜めＹ型溶接試験法」に供した試験片
板厚と溶接部の最高硬さとの関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深田 康人 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、
Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、
Ｃｒ：３．０〜４．０％、Ｎｉ：１．５％以下、Ｍｏ：
０．０５〜１．００％、Ｖ：０．０３〜０．５０％、
Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下を含有
し、残部はＦｅ及び不可避的不純物より成る予熱及び後
熱を必要とせず、溶接性に優れたプラスチック成形金型
用鋼。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、
Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、
Ｃｒ：３．０〜４．０％、Ｎｉ：１．５％以下、Ｍｏ：
０．０５〜１．００％、Ｖ：０．０３〜０．５０％、
Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下に加え
て、Ｂ：０．００２％以下、Ｐｂ：０．１５％以下、Ｚ
ｒ：０．１５％以下の少なくともいずれか１種を含有
し、残部はＦｅ及び不可避的不純物より成る予熱及び後
熱を必要とせず、溶接性に優れたプラスチック成形金型
用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13425593A JPH06346185A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13425593A JPH06346185A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346185A true JPH06346185A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15124027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13425593A Pending JPH06346185A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 溶接性に優れたプラスチック成形金型用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06346185A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU715927B2 (en) * | 1996-06-26 | 2000-02-10 | Uddeholms Ab | Steel alloy, steel product and use thereof |
| CN102747305A (zh) * | 2011-04-18 | 2012-10-24 | 株式会社日本制钢所 | 地热发电涡轮机转子用低合金钢和地热发电涡轮机转子用低合金材料及其制造方法 |
| CN116288058A (zh) * | 2021-09-08 | 2023-06-23 | 僖昴晰(上海)新材料有限公司 | 一种可用于模具表面的合金钢组合物及其应用 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP13425593A patent/JPH06346185A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU715927B2 (en) * | 1996-06-26 | 2000-02-10 | Uddeholms Ab | Steel alloy, steel product and use thereof |
| US6048491A (en) * | 1996-06-26 | 2000-04-11 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | Steel alloy, steel product and use thereof |
| CN102747305A (zh) * | 2011-04-18 | 2012-10-24 | 株式会社日本制钢所 | 地热发电涡轮机转子用低合金钢和地热发电涡轮机转子用低合金材料及其制造方法 |
| EP2514848A1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-10-24 | The Japan Steel Works, Ltd. | Low alloy steel for geothermal power generation turbine rotor, and low alloy material for geothermal power generation turbine rotor and method for manufacturing the same |
| US9034121B2 (en) | 2011-04-18 | 2015-05-19 | The Japan Steel Works,Ltd. | Low alloy steel for geothermal power generation turbine rotor, and low alloy material for geothermal power generation turbine rotor and method for manufacturing the same |
| CN116288058A (zh) * | 2021-09-08 | 2023-06-23 | 僖昴晰(上海)新材料有限公司 | 一种可用于模具表面的合金钢组合物及其应用 |
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