JPS6112022B2 - - Google Patents
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- JPS6112022B2 JPS6112022B2 JP52142661A JP14266177A JPS6112022B2 JP S6112022 B2 JPS6112022 B2 JP S6112022B2 JP 52142661 A JP52142661 A JP 52142661A JP 14266177 A JP14266177 A JP 14266177A JP S6112022 B2 JPS6112022 B2 JP S6112022B2
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Landscapes
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Description
本発明は高速度鋼を刃材とし、シヤンクまたは
胴部を各種溶接法により溶接して使用する高速度
鋼工具用シヤンク材または胴材に関するものであ
る。 従来の高速度鋼工具用シヤンク材または胴材と
して使用されているS55CおよびAISI6150等は強
度、靭性および溶接性等について劣る欠点があつ
た。また難切削材切削用としてAISI M40シリー
ズ等のスーパーハイスの実用化が進み、これら刃
材に各種溶接方法で溶接するシヤンク材や胴材は
従来より高強度で高靭性を有する材料が必要であ
つた。 従来より高速度鋼を使用する切削工具等では高
価な高速度鋼を節約するために、シヤンクまたは
胴部を低級鋼をもつて溶接することが行なわれて
いる。例えばエンドミルカツターではシヤンクと
刃部を摩擦溶接あるいはバツト溶接しており、メ
タルバンドソーでは胴部と刃部を電子ビーム溶接
し高速度鋼の節約のみならず使用中の胴部切断を
防止する積極的意味においても胴材が使用されて
いる。 シヤンク材または胴材として具備すべき条件は
安価であることは勿論であるが、この他に (1) 溶接部の脱炭あるいは浸炭が少ないこと。 (2) 高速度鋼と同時に熱処理しても十分な強度と
靭性を有すること。 (3) 焼戻によつて刃部の高速度鋼にできるだけ近
い高い硬度を有すること。 (4) 溶接性が良いこと。 等が要求される。 溶接部の脱炭、浸炭は刃材高速度鋼と胴材ある
いはシヤンク材のＣ活量の相違から溶接後の焼鈍
時に刃材から胴材（またはシヤンク材）あるいは
胴材（またはシヤンク材）より刃材へＣが拡散
し、一般に胴材（またはシヤンク材）側は脱炭
し、高速度鋼側に浸炭の傾向を示す。このため高
速度鋼溶接工具品では溶接部よりやや高速度鋼側
の浸炭部から破損することが多い。従つて胴材ま
たはシヤンク材ではＣの拡散ができるだけ少なく
なるような合金組成でなくてはならない。このよ
うな問題は焼鈍条件の適当な選定、例えばＣの拡
散速度の遅い低温焼鈍方法の採用などによつて解
決できる場合もあるが、焼鈍条件としてどうして
もＣの拡散の速い条件を採用しなければならない
こともある。従つて脱炭や滲炭が少ない胴材また
はシヤンク材では利用範囲が拡大できる。 またメタルバンドソー胴材では高速度鋼と同じ
高い温度で焼入後560℃附近の高い温度で焼戻処
理されても十分高い硬さがあり靭性があつて疲労
強度の高いことが要求される。メタルバンドソー
では２つのホイールにより繰り返し曲げを受ける
ので、その繰り返し応力により鋸帯が疲労破断す
るからである。 本発明鋼は高速度鋼工具用の胴材あるいはシヤ
ンク材として脱炭あるいは滲炭傾向が非常に小さ
く、かつ高速度鋼と同時に熱処理した状態におい
て十分な硬度、靭性があつて疲労強度の高い材料
に関するもので以下の成分範囲によつて、その目
的が達成されるものである。 本発明は重量比でC0.3〜0.6％、Cr0.8〜2.94
％、Mo0.3〜2.0％、Ni0.1〜1.0％、V0.1〜0.8
％、Si1.5％以下、Mn1.5％以下を含み残部Feお
よび不純物よりなることを特徴としている。更に
上記合金組成にNb0.02〜0.30％を含有させること
を可能とするものである。 以下本発明の成分限定理由について述べる。 ＣはCr、ＶおよびNbと炭化物を形成するが、
焼入によつて基質にも固溶し基地を強化する。
0.30％以下では胴材（またはシヤンク材）として
十分な硬さが得られず、0.6％を越えると高温度
で焼入される本用途では靭性が著しく劣化するの
で0.3〜0.6％とする。 Crは炭化物を形成し、また一部は基質に固溶
して焼入性を向上し、焼入を容易にすると同時に
焼戻による焼戻軟化抵抗を増す。またその量の増
加によりＣの活量を低下し刃材高速度鋼との溶接
部の脱炭や滲炭を防止する効果があるが、本目的
では安価である必要上、また冷間加工性を劣化し
ないよう上限を2.94％とした。また焼入性の点か
ら0.6％未満では不足であり下限を0.6％とした。 Ｖは炭化物を形成し、Ｃの活量を下げる有効な
元素であり、この炭化物はオーステナイトに固溶
し難く、結晶粒の成長を防止し、かつ軟化抵抗を
増加させるので0.1％以上必要である。しかし0.8
％以上では巨大な一次炭化物が凝固時に発生し疲
労寿命に悪影響を及ぼすので0.8％以下とする。 Nbは高融点の微細特殊炭化物を形成し、焼入
加熱温度の上昇に伴なう結晶粒の粗大化を効果的
に阻止する。この傾向は0.02％以上により認めら
れ添加量の増加と共に結晶粒が微細化し、靭性が
向上するが0.3％を越えて含有しても効果が飽和
するので0.02〜0.3％とする。 Si及びMnは脱酸剤として用いられ、夫々1.5％
を越えると焼鈍硬さが低下し難く被削性を劣化す
るので1.5％以下とする。 Niは摩擦溶接やフラツシユバツト溶接時のバ
リの移動を容易にし、また靭性を向上して疲労寿
命のバラツキが少なくなり安定する。このために
は0.1％以上が必要であり1.0％を越えると溶接部
の焼なまし硬さを低下し難いものとし、溶接部の
靭性をかえつて低下するので0.1％〜1.0％とす
る。 以下本発明の実施例について説明する。 本発明鋼の一実施例化学成分を第１表に示す。
胴部を各種溶接法により溶接して使用する高速度
鋼工具用シヤンク材または胴材に関するものであ
る。 従来の高速度鋼工具用シヤンク材または胴材と
して使用されているS55CおよびAISI6150等は強
度、靭性および溶接性等について劣る欠点があつ
た。また難切削材切削用としてAISI M40シリー
ズ等のスーパーハイスの実用化が進み、これら刃
材に各種溶接方法で溶接するシヤンク材や胴材は
従来より高強度で高靭性を有する材料が必要であ
つた。 従来より高速度鋼を使用する切削工具等では高
価な高速度鋼を節約するために、シヤンクまたは
胴部を低級鋼をもつて溶接することが行なわれて
いる。例えばエンドミルカツターではシヤンクと
刃部を摩擦溶接あるいはバツト溶接しており、メ
タルバンドソーでは胴部と刃部を電子ビーム溶接
し高速度鋼の節約のみならず使用中の胴部切断を
防止する積極的意味においても胴材が使用されて
いる。 シヤンク材または胴材として具備すべき条件は
安価であることは勿論であるが、この他に (1) 溶接部の脱炭あるいは浸炭が少ないこと。 (2) 高速度鋼と同時に熱処理しても十分な強度と
靭性を有すること。 (3) 焼戻によつて刃部の高速度鋼にできるだけ近
い高い硬度を有すること。 (4) 溶接性が良いこと。 等が要求される。 溶接部の脱炭、浸炭は刃材高速度鋼と胴材ある
いはシヤンク材のＣ活量の相違から溶接後の焼鈍
時に刃材から胴材（またはシヤンク材）あるいは
胴材（またはシヤンク材）より刃材へＣが拡散
し、一般に胴材（またはシヤンク材）側は脱炭
し、高速度鋼側に浸炭の傾向を示す。このため高
速度鋼溶接工具品では溶接部よりやや高速度鋼側
の浸炭部から破損することが多い。従つて胴材ま
たはシヤンク材ではＣの拡散ができるだけ少なく
なるような合金組成でなくてはならない。このよ
うな問題は焼鈍条件の適当な選定、例えばＣの拡
散速度の遅い低温焼鈍方法の採用などによつて解
決できる場合もあるが、焼鈍条件としてどうして
もＣの拡散の速い条件を採用しなければならない
こともある。従つて脱炭や滲炭が少ない胴材また
はシヤンク材では利用範囲が拡大できる。 またメタルバンドソー胴材では高速度鋼と同じ
高い温度で焼入後560℃附近の高い温度で焼戻処
理されても十分高い硬さがあり靭性があつて疲労
強度の高いことが要求される。メタルバンドソー
では２つのホイールにより繰り返し曲げを受ける
ので、その繰り返し応力により鋸帯が疲労破断す
るからである。 本発明鋼は高速度鋼工具用の胴材あるいはシヤ
ンク材として脱炭あるいは滲炭傾向が非常に小さ
く、かつ高速度鋼と同時に熱処理した状態におい
て十分な硬度、靭性があつて疲労強度の高い材料
に関するもので以下の成分範囲によつて、その目
的が達成されるものである。 本発明は重量比でC0.3〜0.6％、Cr0.8〜2.94
％、Mo0.3〜2.0％、Ni0.1〜1.0％、V0.1〜0.8
％、Si1.5％以下、Mn1.5％以下を含み残部Feお
よび不純物よりなることを特徴としている。更に
上記合金組成にNb0.02〜0.30％を含有させること
を可能とするものである。 以下本発明の成分限定理由について述べる。 ＣはCr、ＶおよびNbと炭化物を形成するが、
焼入によつて基質にも固溶し基地を強化する。
0.30％以下では胴材（またはシヤンク材）として
十分な硬さが得られず、0.6％を越えると高温度
で焼入される本用途では靭性が著しく劣化するの
で0.3〜0.6％とする。 Crは炭化物を形成し、また一部は基質に固溶
して焼入性を向上し、焼入を容易にすると同時に
焼戻による焼戻軟化抵抗を増す。またその量の増
加によりＣの活量を低下し刃材高速度鋼との溶接
部の脱炭や滲炭を防止する効果があるが、本目的
では安価である必要上、また冷間加工性を劣化し
ないよう上限を2.94％とした。また焼入性の点か
ら0.6％未満では不足であり下限を0.6％とした。 Ｖは炭化物を形成し、Ｃの活量を下げる有効な
元素であり、この炭化物はオーステナイトに固溶
し難く、結晶粒の成長を防止し、かつ軟化抵抗を
増加させるので0.1％以上必要である。しかし0.8
％以上では巨大な一次炭化物が凝固時に発生し疲
労寿命に悪影響を及ぼすので0.8％以下とする。 Nbは高融点の微細特殊炭化物を形成し、焼入
加熱温度の上昇に伴なう結晶粒の粗大化を効果的
に阻止する。この傾向は0.02％以上により認めら
れ添加量の増加と共に結晶粒が微細化し、靭性が
向上するが0.3％を越えて含有しても効果が飽和
するので0.02〜0.3％とする。 Si及びMnは脱酸剤として用いられ、夫々1.5％
を越えると焼鈍硬さが低下し難く被削性を劣化す
るので1.5％以下とする。 Niは摩擦溶接やフラツシユバツト溶接時のバ
リの移動を容易にし、また靭性を向上して疲労寿
命のバラツキが少なくなり安定する。このために
は0.1％以上が必要であり1.0％を越えると溶接部
の焼なまし硬さを低下し難いものとし、溶接部の
靭性をかえつて低下するので0.1％〜1.0％とす
る。 以下本発明の実施例について説明する。 本発明鋼の一実施例化学成分を第１表に示す。
【表】
【表】
表中のB5およびC7はシヤンク材あるいは胴材
として一般に使用されているAISI6150および
S55Cの化学成分を示したものであり、B6は主に
胴材に使用されている材料の化学成分である。Ｎ
はさきに本発明者が発明した特願昭47−129784号
に示す鋼であり、ａ〜ｆは本発明鋼の成分実施例
である。ａはＶ量低目において、炭素含有量低い
もの、ｂは炭素量中間のもの、ｃは炭素量高目で
Cr量は低目、ｄはＶ量高目でMo含有量低目、
ａ、ｂ、ｃ、ｄはいずれもNbを含有し、ｅ、ｆ
はNbを含有しないものである。 第２表は本発明鋼と従来鋼の比較を示す。
として一般に使用されているAISI6150および
S55Cの化学成分を示したものであり、B6は主に
胴材に使用されている材料の化学成分である。Ｎ
はさきに本発明者が発明した特願昭47−129784号
に示す鋼であり、ａ〜ｆは本発明鋼の成分実施例
である。ａはＶ量低目において、炭素含有量低い
もの、ｂは炭素量中間のもの、ｃは炭素量高目で
Cr量は低目、ｄはＶ量高目でMo含有量低目、
ａ、ｂ、ｃ、ｄはいずれもNbを含有し、ｅ、ｆ
はNbを含有しないものである。 第２表は本発明鋼と従来鋼の比較を示す。
【表】
すなわちメタルバンドソーの刃材SKH9鋼と同
様の熱処理条件、1220℃ソルトバスに60秒浸漬加
熱後油焼入し、560℃の電気炉で2h×２回焼もど
ししたものについて引張試験、抗折試験、疲労試
験を行なつた結果を示す。抗折試験は厚さ１mm、
巾５mm、長さ30mmの試験片を用いスパン長さ10mm
中央一点荷重方式でテストを行なつた。また疲労
試験は板バネ疲労試験機を用い応力92Kg/mm、振
巾14.2mmで実施した。第２表中の試料記号は第１
表に対応する。焼入状態の結晶粒度はJIS法によ
り顕微鏡で判定した。 本発明鋼はいずれも従来鋼B5、B6、C7より結
晶粒が微細であり、さきに発明したＮ鋼と同等か
あるいはそれ以上である。このため粒度Noは大
きな値を示している。またB5、B6、Ｎなどの従
来鋼より引張の伸び、抗折試験における破断まで
の撓み量が著しく大きい。B5、B6などの従来鋼
よりも高い硬度において、このように靭性がすぐ
れている。従来鋼B5、B6などより高い硬さが得
られ、また従来鋼Ｎよりもさらに結晶粒が小さい
ため、これら従来鋼よりすぐれた疲労寿命を示す
ことがわかる。 以上説明したように本発明鋼は従来使用されて
いるメタルバンドソー胴材あるいはシヤンク材よ
りも高い硬さが得られ、より高い引張強さにおい
て、しかも靭性及び疲労寿命がすぐれた高速度鋼
工具用のシヤンク材または胴材である。
様の熱処理条件、1220℃ソルトバスに60秒浸漬加
熱後油焼入し、560℃の電気炉で2h×２回焼もど
ししたものについて引張試験、抗折試験、疲労試
験を行なつた結果を示す。抗折試験は厚さ１mm、
巾５mm、長さ30mmの試験片を用いスパン長さ10mm
中央一点荷重方式でテストを行なつた。また疲労
試験は板バネ疲労試験機を用い応力92Kg/mm、振
巾14.2mmで実施した。第２表中の試料記号は第１
表に対応する。焼入状態の結晶粒度はJIS法によ
り顕微鏡で判定した。 本発明鋼はいずれも従来鋼B5、B6、C7より結
晶粒が微細であり、さきに発明したＮ鋼と同等か
あるいはそれ以上である。このため粒度Noは大
きな値を示している。またB5、B6、Ｎなどの従
来鋼より引張の伸び、抗折試験における破断まで
の撓み量が著しく大きい。B5、B6などの従来鋼
よりも高い硬度において、このように靭性がすぐ
れている。従来鋼B5、B6などより高い硬さが得
られ、また従来鋼Ｎよりもさらに結晶粒が小さい
ため、これら従来鋼よりすぐれた疲労寿命を示す
ことがわかる。 以上説明したように本発明鋼は従来使用されて
いるメタルバンドソー胴材あるいはシヤンク材よ
りも高い硬さが得られ、より高い引張強さにおい
て、しかも靭性及び疲労寿命がすぐれた高速度鋼
工具用のシヤンク材または胴材である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％でC0.3〜0.6％、Cr0.8〜2.94％、
Mo0.3〜2.0％、Ni0.1〜1.0％、V0.1〜0.8％、
Si1.5％以下、Mn1.5％以下を含み、残部Feおよ
び不純物よりなることを特徴とする高速度鋼工具
用シヤンク材または胴材。 ２ 重量％でC0.3〜0.6％、Cr0.8〜2.94％、
Mo0.3〜2.0％、Ni0.1〜1.0％、V0.1〜0.8％、
Si1.5％以下、Mn1.5％以下、Nb0.02〜0.30％を含
み、残部Feおよび不純物からなることを特徴と
する高速度鋼工具用シヤンク材または胴材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14266177A JPS5476414A (en) | 1977-11-30 | 1977-11-30 | Shank or shell material for highhspeed tool steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14266177A JPS5476414A (en) | 1977-11-30 | 1977-11-30 | Shank or shell material for highhspeed tool steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5476414A JPS5476414A (en) | 1979-06-19 |
| JPS6112022B2 true JPS6112022B2 (ja) | 1986-04-05 |
Family
ID=15320544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14266177A Granted JPS5476414A (en) | 1977-11-30 | 1977-11-30 | Shank or shell material for highhspeed tool steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5476414A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592738B2 (ja) * | 1978-08-30 | 1984-01-20 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐スポ−リング性にすぐれたバツクアツプロ−ル材 |
| JPS58113355A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-06 | Daido Steel Co Ltd | 胴材 |
| JPS6130654A (ja) * | 1984-07-21 | 1986-02-12 | Kanto Tokushu Seikou Kk | アルミニウム連続鋳造用ロ−ルシエル鋼 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51140817A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-04 | Hitachi Metals Ltd | Martensite tool steel for hot forming |
| JPS53102215A (en) * | 1976-12-17 | 1978-09-06 | Uddeholms Ab | Composite steel material consisting of two construction element and tools made therefrom |
-
1977
- 1977-11-30 JP JP14266177A patent/JPS5476414A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51140817A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-04 | Hitachi Metals Ltd | Martensite tool steel for hot forming |
| JPS53102215A (en) * | 1976-12-17 | 1978-09-06 | Uddeholms Ab | Composite steel material consisting of two construction element and tools made therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5476414A (en) | 1979-06-19 |
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