JPH08209297A - 高速度鋼 - Google Patents

高速度鋼

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JPH08209297A
JPH08209297A JP1525695A JP1525695A JPH08209297A JP H08209297 A JPH08209297 A JP H08209297A JP 1525695 A JP1525695 A JP 1525695A JP 1525695 A JP1525695 A JP 1525695A JP H08209297 A JPH08209297 A JP H08209297A
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JP
Japan
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steel
weq
weight
carbides
wear resistance
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JP1525695A
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English (en)
Inventor
Shunsuke Nakahama
俊介 中濱
Kozo Ozaki
公造 尾崎
Yukinori Matsuda
幸紀 松田
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼の熱間加工性がよく、耐摩耗性に優れた高
速度鋼を提供する。 【構成】 化学組成が重量%で、C:0.7〜1.6
%、Si:0.5%〜4.0%、Mn:1.0%以下、
Cr:3.5〜5.5%、Mo:3.0〜10.0%、
W:2.0〜8.0%、V:1.0〜3.5%、であっ
て残部が実質的にFeからなり、かつWeq=W+2Mo
とするときWeqが重量%で10〜22%であることを特
徴とする。Si/Weq≦0.2とすることが好ましい。
また8%以下のCoを、Co≦10.0−2.5Siの
範囲で含むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ドリル、タップ、カッ
ター等の切削工具や金型等に使用される高速度鋼に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ドリル、タップ、カッター等の切削工具
や金型等の材料として高速度鋼が多く用いられている。
近来、被加工材の硬度が上昇するのに伴い、これらの加
工に用いる工具の寿命向上の要求が高まっている。工具
の寿命向上の一策として、工具材料の耐摩耗性を向上す
ることが考えられる。
【0003】従来、高速度鋼の耐摩耗性の向上の手段と
しては、炭化物形成元素であるW、Mo、V等の元素の
含有率を増加することによって鋼中の炭化物の量を増加
したり、鋼中の炭化物粒径を調整する等の方法が行われ
ている。高速度鋼の鋳造凝固時に形成される炭化物は、
主にV含有率の高いMC炭化物と、W、Mo、V含有率
の高いM2 C炭化物とである。そして、鋼に添加する
W、Mo、Vの添加量を増加することによって炭化物の
量を増加し、鋼の耐摩耗性を向上する。
【0004】高速度鋼は、鋼塊に鋳造した後、鋼塊中に
多量に含まれる炭化物を破砕して微細均一に分散させる
ために、通常、熱間鍛造等の熱間加工による鍛練を施し
て用いられる。しかし、鋼中の炭化物形成元素含有率の
増加によって、鋼の鋳造凝固時に鋼中に生成する炭化物
の総量が増加すると、鋼の熱間加工性が低下し、鍛練に
よって鋼の鋳造組織を改善することが困難となる。その
ため、鋼の靭性が不足して欠損等の理由によって工具寿
命を損うという結果をもたらす。そのため、鋼中の炭化
物形成元素含有率の増加によって鋼の耐摩耗性をさらに
向上することは困難となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、高速度
鋼の鋳造凝固時に形成される炭化物の安定性および炭化
物量の変化におよぼすSiの効果に着目して研究した結
果、鋳造凝固時に形成される炭化物量を増加することな
く、その後の熱間加工時に、鋼の耐摩耗性向上に有効な
炭化物量を増加することができる高速度鋼を見出し、本
発明を完成するに至った。
【0006】本発明の目的は、鋼の熱間加工性を損うこ
となく、しかも鋼中の炭化物量を増加することによっ
て、耐摩耗性の優れた高速度鋼を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の高速度鋼は、 (1)化学組成が重量%で、C :0.7〜1.6%、
Si:0.5%〜4.0%、Mn:1.0%以下、C
r:3.5〜5.5%、Mo:3.0〜10.0%、W
:2.0〜8.0%、V :1.0〜3.5%、であ
って残部が実質的にFeからなり、かつWeq=W+2M
oとするときWeqが重量%で10〜22%であることを
特徴とする。 (2)化学組成が重量%で、C :0.7〜1.6%、
Si:0.5%〜4.0%、Mn:1.0%以下、C
r:3.5〜5.5%、Mo:3.0〜10.0%、W
:2.0〜8.0%、V :1.0〜3.5%、であ
って残部が実質的にFeからなり、かつWeq=W+2M
oとするときWeqが重量%で10〜22%、および重量
比でSi/Weq≦0.2の関係を満たすことを特徴とす
る。 (3)化学組成が重量%で、C :0.7〜1.6%、
Si:0.5%〜4.0%、Mn:1.0%以下、C
r:3.5〜5.5%、Mo:3.0〜10.0%、W
:2.0〜8.0%、V :1.0〜3.5%、C
o:8%以下、であって残部が実質的にFeからなり、
かつWeq=W+2MoとするときWeqが重量%で10〜
22%、および重量%で Co≦10.0−2.5Si
の関係を満たすことを特徴とする。 (4)化学組成が重量%で、C :0.7〜1.6%、
Si:0.5%〜4.0%、Mn:1.0%以下、C
r:3.5〜5.5%、Mo:3.0〜10.0%、W
:2.0〜8.0%、V :1.0〜3.5%、C
o:8%以下、であって残部が実質的にFeからなり、
かつWeq=W+2MoとするときWeqが重量%で10〜
22%、重量比でSi/Weq≦0.2、および重量%で
Co≦10.0−2.5Siの関係を満たすことを特
徴とする。
【0008】
【作用】高速度鋼の鋳造凝固時に形成されるM2 C炭化
物は、熱間鍛造等の熱間加工時に分解してM6 C+MC
となる。このとき、マトリックス中のSiが前記M6
中に固溶する一方、前記M6 Cより炭化物形成元素が排
出され、この排出元素によって新たなM6 C炭化物が生
成される。鋳造凝固時には炭化物量が少ないので熱間加
工が容易であり、熱間加工後には新たな炭化物の生成に
よって炭化物含有量が増加し、鋼の耐摩耗性を向上す
る。
【0009】本発明は、上記の一連の炭化物反応におけ
るSiの役割に関する新しい知見に基づいてなされたも
のである。以下、本発明の高速度鋼を構成する合金成分
の限定理由について説明する。 C:0.7〜1.6% Cは、鋼を焼入硬化し、また炭化物を形成して、鋼に強
度と耐摩耗性を付与するのに重要な元素であって、その
ために0.7%以上を含有する必要がある。しかし、含
有率が高すぎると一次炭化物の晶出量が多くなり、鋼の
熱間加工性を損うので上限を1.6%とする。
【0010】 Si:0.5%〜4.0%、Si/Weq≦0.2 Siは、熱間加工時にM2 Cの分解によって生じたM6
C中の炭化物形成元素W、Moに置換してM6 C中に入
り、Siに置換された炭化物形成元素W、Moは前記M
6 Cから排出される。この効果は、Si含有率0.5%
以上で顕著となる。しかし、Si含有率が高すぎると、
Siを多く含むM6 Cを一次炭化物として多量に晶出す
るようになり、鋼の熱間加工性が損われる。そのため、
Si含有率の上限は4.0%とする。
【0011】前記M6 C中のW、Moに置換しうるSi
量はW、Mo量に依存する。そのため、Si含有率は、
W+2Mo=Weqとするとき重量比でSi/Weq≦0.
2とするのが好ましい。Si/Weqが0.2を超えて大
きな値となると、Siが過剰となって、一次炭化物とし
て晶出するM6 Cの量を増加し、鋼の熱間加工性を損
う。
【0012】上記のようにSi含有率を制限することに
よって、鋳造凝固時には比較的炭化物量が少なく、熱間
加工後に多量の炭化物を含有する高速度鋼をうることが
できる。 Mo:3.0〜10.0%、W:2.0〜8.0%、か
つ10%≦Weq(=W+2Mo)≦22% MoおよびWは、いずれも炭化物を形成して鋼の耐摩耗
性を向上する元素である。顕著な耐摩耗性の向上効果を
得るために、MoおよびW単独にはそれぞれ3.0%以
上および2.0%以上で、かつW+2Moとしては10
%以上を必要とする。しかし、これらの元素の含有率が
高すぎると鋼の熱間加工性が損われるので、Moおよび
W含有率の上限をそれぞれ単独には10.0%および
8.0%で、かつW+2Moとして22%とする。
【0013】V:1.0〜3.5% Vは、炭化物を形成して鋼の耐摩耗性を向上する元素で
あるから1.0%以上を含有せしめる。しかし、V含有
率が高すぎると粗大な炭化物を生じて鋼の被削性を損う
ので、V含有率の上限を3.5%とする。 Co:8.0%以下、Co≦10.0−2.5Si Coは、鋼のマトリックス強度を高め耐熱性を向上する
ために添加してもよい。しかし、Coを過剰に添加して
も前記効果は飽和し、徒にコストを高めるのみである。
また、CoはM2 Cの晶出量を低減するので、Co含有
率の上限は8.0%とし、かつSi含有率との関係にお
いて重量%でCo≦10.0−2.5Siの範囲とす
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。表1に示す化学組成の鋼を溶製し、それぞれ30
kgの鋼塊とした。鍛造加熱温度1150℃としてこれ
らの鋼塊を熱間鍛造し、直径22mmの供試材を得た。
実施例はいずれも良好に鍛造することができた。Si/
Weqが0.2より大きい比較例2およびCo含有率が1
0−2.5Siより多い比較例7は熱間鍛造において割
れを生じ、供試材を得ることができなかった。
【0015】各供試材の横断面について顕微鏡組織を顕
出し、M6 C炭化物の面積率を測定した。その結果を表
1に示す。全体的には、Weqの値が増すにつれてM6
炭化物の面積率は増加する。同等のWeqの値をもつ供試
材の群内では、Si含有率の高い供試材のM6 C炭化物
面積率が高い。各供試材を焼入れ焼もどししてHRC6
6.5〜67.5とし、大越式摩耗試験機を用い、相手
材:S45C(HRB200)、最終荷重:6.3kg
f、摩耗速度:2.86m/秒、摩耗距離:200m、
試験温度:室温の条件として摩耗試験を行った。Weqが
ほぼ等しい各群毎に、比較例の耐摩耗性を100として
群内の実施例の耐摩耗性との比を求め、これを耐摩耗性
指数として表示した。その結果を表1に示す。比較例に
較べて実施例はいずれも耐摩耗性指数が高く、実施例が
優れた耐摩耗性を持つことを示した。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、高速度鋼の鋳造凝固時
に形成される炭化物量を増加することなく、鋼の熱間加
工時において、耐摩耗性向上に有効な炭化物量を増加す
ることができる。これによって優れた熱間加工性と耐摩
耗性とを有する高速度鋼を提供することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学組成が重量%で、 C :0.7〜1.6%、 Si:0.5%〜4.0%、 Mn:1.0%以下、 Cr:3.5〜5.5%、 Mo:3.0〜10.0%、 W :2.0〜8.0%、 V :1.0〜3.5%、であって残部が実質的にFe
    からなり、かつWeq=W+2MoとするときWeqが重量
    %で10〜22%であることを特徴とする高速度鋼。
  2. 【請求項2】 化学組成が重量%で、 C :0.7〜1.6%、 Si:0.5%〜4.0%、 Mn:1.0%以下、 Cr:3.5〜5.5%、 Mo:3.0〜10.0%、 W :2.0〜8.0%、 V :1.0〜3.5%、であって残部が実質的にFe
    からなり、かつWeq=W+2MoとするときWeqが重量
    %で10〜22%、および重量比でSi/Weq≦0.2
    の関係を満たすことを特徴とする高速度鋼。
  3. 【請求項3】 化学組成が重量%で、 C :0.7〜1.6%、 Si:0.5%〜4.0%、 Mn:1.0%以下、 Cr:3.5〜5.5%、 Mo:3.0〜10.0%、 W :2.0〜8.0%、 V :1.0〜3.5%、 Co:8%以下、であって残部が実質的にFeからな
    り、かつWeq=W+2MoとするときWeqが重量%で1
    0〜22%、および重量%で Co≦10.0−2.5
    Siの関係を満たすことを特徴とする高速度鋼。
  4. 【請求項4】 化学組成が重量%で、 C :0.7〜1.6%、 Si:0.5%〜4.0%、 Mn:1.0%以下、 Cr:3.5〜5.5%、 Mo:3.0〜10.0%、 W :2.0〜8.0%、 V :1.0〜3.5%、 Co:8%以下、であって残部が実質的にFeからな
    り、かつWeq=W+2MoとするときWeqが重量%で1
    0〜22%、 重量比でSi/Weq≦0.2、および重量%で Co≦
    10.0−2.5Siの関係を満たすことを特徴とする
    高速度鋼。
JP1525695A 1995-02-01 1995-02-01 高速度鋼 Pending JPH08209297A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006128387A1 (fr) * 2005-05-31 2006-12-07 Dalian Rongchuang Technology Development Co., Ltd Acier de grande vitesse ultra dur super resistant contenant du silicium et ayant une teneur elevee en carbone
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