JPH10158780A - プラズマ浸炭用冷間工具鋼 - Google Patents
プラズマ浸炭用冷間工具鋼Info
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- JPH10158780A JPH10158780A JP31829096A JP31829096A JPH10158780A JP H10158780 A JPH10158780 A JP H10158780A JP 31829096 A JP31829096 A JP 31829096A JP 31829096 A JP31829096 A JP 31829096A JP H10158780 A JPH10158780 A JP H10158780A
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Abstract
以上の硬いものにおいて、耐摩耗性と靱性とを兼ねそな
えたもの、とくに硬化層ワレ発生感受性の低いものを提
供する。 【解決手段】 C:0.40〜0.80%、Si:0.
05〜1.50%、Mn:0.05〜1.50%および
V:1.8〜6.0%を含有し、さらにNi:0.10
〜2.50%、Cr:0.1〜2.0%およびMo:
3.0%以下の1種または2種以上を含有し、残部がF
eおよび不可避不純物の鋼をプラズマ浸炭して用いる。
この合金は、さらに、Nb:3.0%以下およびT
a:3.0%以下の1種または2種(2種の場合は合計
量で3.0%以下)と、N:0.02〜0.15%の一
方または両方を含有してもよい。
Description
して冷間加工用の工具を製造するための鋼と、その鋼か
ら製造した工具に関する。
を要求される冷間加工用工具の材料としては、従来、一
次炭化物を付与した高硬度の冷間ダイス鋼や高速度工具
鋼が使用されて来た。 この種の材料の欠点は、耐摩耗
性が必要な表面だけでなく内部にも一次炭化物が存在す
るため、表面にワレが発生するとそれが内部まで容易に
進行してしまうことであり、これが工具寿命を短くする
原因となっていた。
させた材料に表面処理を施して耐摩耗性を改善すること
が試みられているが、一般にこの手法をとると表面処理
層のワレ感受性が高まるため、耐摩耗性と高靱性とを兼
ねそなえた冷間工具を得るのは困難であった。
の困難を克服して、すぐれた耐摩耗性と高い靱性とを兼
ねそなえた冷間工具を実現する鋼を提供すること、およ
びその鋼を使用しプラズマ浸炭により表面処理して冷間
加工用の工具を製造する方法を提供することにある。
C:0.40〜0.80%、Si:0.05〜1.50
%、Mn:0.05〜1.50%およびV:1.8〜
6.0%を含有し、さらにNi:0.10〜2.50
%、Cr:0.1〜2.0%およびMo:3.0%以下
の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避の不純物からなるプラズマ浸炭用冷間工具鋼である。
この冷間工具鋼は、上記の合金成分に加えてさらに、
Nb:3.0%以下およびTa:3.0%以下の1種ま
たは2種(2種の場合は合計量で3.0%以下)を含有
してもよく、それに代えて、またはそれとともに、N:
0.02〜0.15%を含有してもよい。
明の方法は、上記した合金組成のいずれかを有するプラ
ズマ浸炭用冷間工具鋼をほぼ工具形状に成形してプラズ
マ浸炭を施してなり、浸炭層中のVCまたはV(CN)
が、面積率にして全炭化物または全炭窒化物の50%を
占める冷間工具とすることからなる。
手段として、靱性の高い基地に耐摩耗性にすぐれた表面
硬化層を付与する途をえらんだ。 しかし、主たる用途
である冷間金型や冷間圧延ロールは、負荷応力の観点か
らHRC50以上の基地硬さが必要と考えられ、このよ
うな硬さの鋼にあって、靱性を支配するものはワレの発
生であって、表面硬化部からワレが発生する金型では、
基地の靱性を高めてみても、表面硬化部のワレ発生感受
性が高いため、前述のようにワレが進行してしまい、そ
のことが型やロールを短寿命にする。
受性の低いものを形成すべきであり、その方策として本
発明ではプラズマ浸炭を選んだ。 プラズマ浸炭層に形
成させる炭化物としては、VCが最適であることがわか
った。 浸炭層に形成されたVCは硬質であって、少量
の炭化物で耐摩耗性が改善されることに加えて、VCは
個々の粒子が他の炭化物にくらべて微細なため、浸炭層
のワレ発生感受性を低くする。
入れ焼戻しを同一炉内で連続的に実施できることが挙げ
られる。 この特徴を生かし、熱処理による歪みを抑え
て浸炭−熱処理後の加工を最少限にし、または省略可能
にするためには、大型の製品であっても基地の強度が確
保できるほど高い焼入れ性が要求される。 この要求を
みたすために、焼入れ性向上元素としてNi,Crおよ
びMoの少なくとも1種を添加するとともに、それによ
って不可避的に形成される一次炭化物の形態を制御する
ため、NbおよびTaの1種または2種を添加する。
て、合金組成を前記のように定めた理由は、つぎのとお
りである。
際してマルテンサイトの硬さを決定する。 少なすぎる
とマルテンサイト硬さが低く、多すぎれば浸炭前に炭化
物形成元素との間で一次炭化物を生成してしまい、靱性
を低下させる。 これらの点から、上記0.40〜0.
80%の範囲を定めた。
ため必要な元素である。 この効果を得るためには0.
05%以上の存在が必要であるが、多すぎると靱性を損
ねるので、1.50%以内とする。
な元素で、このために少なくとも0.05%存在すべき
であるが、多量になると焼戻し後の残留オーステナイト
量を増大させるので、1.50%の上限を設けた。
化物を適量生成させるため、1.8〜6.0%範囲内で
添加する。
限に満たない少量では効果がないし、上限を超える大量
になると焼入れ後、大量のオーステナイトを残留させる
というマイナスがある。
る。 下限は効果の認められる最小添加量である。 炭
化物形成元素のひとつであって、多量になると M3C,
M7 C3 の一次炭化物が析出するので、上限の2.0%
以内の添加量をえらぶ。
溶して二次硬化作用をするので、所望により添加する。
多量に過ぎると晶出一次炭化物を形成して全体の靱性
を低下させるので、3.0%を限度とした。
に結合して他の元素の一次炭化物の晶出を抑えるととも
に、一部が晶出するときに微細に晶出して靱性の低下を
防ぐ。 添加量が過大になると、多量の一次炭化物を形
成して靱性を損なうし、全炭化物中のVCの割合を低く
して好ましくないから、いずれも上限値3.0%(2種併
用の場合は合計量で)以内の量を添加する。
とともに、浸炭時に形成されるVCの形態を改善する。
て全炭化物または全炭窒化物中の50%以上 この条件をみたすことによって、冷間工具鋼の耐摩耗性
と靱性の両立がはかれる。
組成のプラズマ浸炭用冷間工具鋼を溶製した。
W:7.2%を含有する。
長さが55mmの試験片をつくり、(Ar+H2+C3H
8 )混合ガス中、900℃×1時間の処理条件でプラズ
マ浸炭を行ない、続いて焼入れ(ガス冷却)、焼戻しを
した。 基地の硬さ、全炭化物中にVCの占める割合、
耐摩耗性(大越式試験機による。 相手材SCM41
5、荷重6kgf、すべり速度1m/sec)およびシャルピー
衝撃値(10Rノッチ付シャルピー試験片)を測定し
た。 それらの結果を、表2に示す。
浸炭法としてプラズマ浸炭を選択したところにより、常
用の浸炭法に伴う粒界酸化が避けられ、硬化層の靱性を
損なう要因が除かれることと、炭(窒)化物としてVC
を主体にすることで、最も微細な形態での炭化物の晶出
を実現したので、それらがあいまって硬化層ワレ感受性
が低く抑えられ、耐摩耗性と靱性とを兼ねそなえたもの
となる。
く熱処理に伴う歪みは小さく、最少限の仕上げ加工で、
目的とする冷間工具を製造することができる。 本発明
は、とくに冷間鍛造用金型や冷間圧延ロールなどの製造
に適用したとき、その意義が大きい。
Claims (3)
- 【請求項1】 C:0.40〜0.80%、Si:0.
05〜1.50%、Mn:0.05〜1.50%および
V:1.8〜6.0%を含有し、さらにNi:0.10
〜2.50%、Cr:0.1〜2.0%およびMo:
3.0%以下の1種または2種以上を含有し、残部がF
eおよび不可避の不純物からなるプラズマ浸炭用冷間工
具鋼。 - 【請求項2】 請求項1に記載の合金成分に加えて、N
b:3.0%以下およびTa:3.0%以下の1種また
は2種(2種の場合は合計量で3.0%以下)、および
(または)N:0.02〜0.15%を含有するプラズ
マ浸炭用冷間工具鋼。 - 【請求項3】 請求項1または2のプラズマ浸炭用冷間
工具鋼をほぼ工具形状に成形してプラズマ浸炭を施して
なり、浸炭層中のVCまたはV(CN)が、面積率にし
て全炭化物または全炭窒化物の50%を占める冷間工
具。
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---|---|---|---|
JP31829096A JP3629851B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | プラズマ浸炭用冷間工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31829096A JP3629851B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | プラズマ浸炭用冷間工具鋼 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10158780A true JPH10158780A (ja) | 1998-06-16 |
JP3629851B2 JP3629851B2 (ja) | 2005-03-16 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31829096A Expired - Fee Related JP3629851B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | プラズマ浸炭用冷間工具鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3629851B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014053385A1 (en) * | 2012-10-03 | 2014-04-10 | Aktiebolaget Skf | Steel alloy |
CN104532135A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-22 | 河冶科技股份有限公司 | 冷作模具钢及其制备方法 |
KR20170138508A (ko) | 2015-05-26 | 2017-12-15 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 강판 및 그의 제조 방법 |
KR20170138510A (ko) | 2015-05-26 | 2017-12-15 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 강판 및 그 제조 방법 |
US10837077B2 (en) | 2015-05-26 | 2020-11-17 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet and method for production thereof |
-
1996
- 1996-11-28 JP JP31829096A patent/JP3629851B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN104532135B (zh) * | 2014-12-24 | 2017-03-22 | 河冶科技股份有限公司 | 冷作模具钢及其制备方法 |
KR20170138508A (ko) | 2015-05-26 | 2017-12-15 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 강판 및 그의 제조 방법 |
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US10837077B2 (en) | 2015-05-26 | 2020-11-17 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet and method for production thereof |
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JP3629851B2 (ja) | 2005-03-16 |
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