JPS61159557A - 粉末高速度鋼 - Google Patents
粉末高速度鋼Info
- Publication number
- JPS61159557A JPS61159557A JP27913784A JP27913784A JPS61159557A JP S61159557 A JPS61159557 A JP S61159557A JP 27913784 A JP27913784 A JP 27913784A JP 27913784 A JP27913784 A JP 27913784A JP S61159557 A JPS61159557 A JP S61159557A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- toughness
- wear resistance
- speed
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
発明の目的
本発明は、粉末高速度工具鋼の改良に関する。
［従来の技術］
高速度工具鋼において重要な特性である耐摩耗性や硬さ
を高めるためには１、一般に高合金組成をえらぶことか
有利である。 ところが、高合金組成のものを溶解−鋳
造により製造すると、炭化物の粒子が粗大になりやすく
、靭性が低下するので、粉末冶金法によることが得策で
ある。 しかし、焼結鋼においても焼入れ時の炭化物の粗大化は
多少は起るので、上記した特性の向上には自ら限界があ
り、粉末冶金法の利点を生かすためには、各合金成分の
作用と添加量との関係を十分に考慮し、バランスのよい
組成を選択する必要がある。
を高めるためには１、一般に高合金組成をえらぶことか
有利である。 ところが、高合金組成のものを溶解−鋳
造により製造すると、炭化物の粒子が粗大になりやすく
、靭性が低下するので、粉末冶金法によることが得策で
ある。 しかし、焼結鋼においても焼入れ時の炭化物の粗大化は
多少は起るので、上記した特性の向上には自ら限界があ
り、粉末冶金法の利点を生かすためには、各合金成分の
作用と添加量との関係を十分に考慮し、バランスのよい
組成を選択する必要がある。
本発明の目的は、上記の観点から行なった注意深い合金
設計にもとづき、いっそう改善された耐摩耗性および硬
さを有し、しかも靭性その他の特性は低下していない粉
末高速度鋼を提供することにある。 発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の改良された粉末高速度工具鋼は、８−Ｇｏ工具
鋼の領域において、下記の組成すなりら、Ｃ：１．６５
〜１．８０％、Ｓｉ ：０．４０％以下、Ｍｎ ：Ｑ
、４０％以下、Ｃｒ ：３．８０〜４．５０％、Ｍｏ
：４．５０〜５．５０％、Ｗ：７．３〜８．５％、Ｖ：
４．５０〜５．５０％および’Ｃｏ ： ７．００〜９
．００％を含有し、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０
３０％以下、Ｃｕ：０．２５％以下、Ｎｉ ：０．２
５％以下でおって残部がＦｅである合金組成をえらび、
この合金の粉末を成形し焼結してなるものである。
設計にもとづき、いっそう改善された耐摩耗性および硬
さを有し、しかも靭性その他の特性は低下していない粉
末高速度鋼を提供することにある。 発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の改良された粉末高速度工具鋼は、８−Ｇｏ工具
鋼の領域において、下記の組成すなりら、Ｃ：１．６５
〜１．８０％、Ｓｉ ：０．４０％以下、Ｍｎ ：Ｑ
、４０％以下、Ｃｒ ：３．８０〜４．５０％、Ｍｏ
：４．５０〜５．５０％、Ｗ：７．３〜８．５％、Ｖ：
４．５０〜５．５０％および’Ｃｏ ： ７．００〜９
．００％を含有し、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０
３０％以下、Ｃｕ：０．２５％以下、Ｎｉ ：０．２
５％以下でおって残部がＦｅである合金組成をえらび、
この合金の粉末を成形し焼結してなるものである。
上記の組成は、前述のように各合金成分のバランスを検
討して決定したものであるが、最大の特徴は、比較的低
目におさえたＭＯと高目にえらんだＷのバランスにある
。耐摩耗性などの指標としてよく知られているタングス
テン当量の式、Ｗ％＋２ＭＯ％ においで、ＭＯはＷの２倍の影響力をもつから、当量の
値を大きくするには、Ｍｏ含有量を高めるのが効果的と
いうことになる。 しかし、熱間加工性および焼入れ時
の炭化物の粗大化傾向は、Ｗ炭化物の方がＭＯ炭化物よ
り小さいことがわかったので、本発明ではその事実を利
用して、Ｗ含有量を高くすることにより、靭性の低下を
避けて耐摩耗性と高温硬さとを向上させたわけである。 各合金元素の作用と、成分組成の限定理由は次のとおり
である。 Ｍｏ ：４．５０〜５．５０％ ＷとともにＭｅＣ型の炭化物を形成して、切削性と耐摩
耗性に寄与する。 この効果を得るためには４．５０％
以上の添加が必要でおり、一方で前述した熱間加工時お
よび焼入れ時における炭化物の粗大化による害をおさえ
るため、５．５０％を超えない添加量に止める。 Ｗニア。３〜８．５％ １ｖ１ｏと共同して、炭化物が切削性と耐摩耗性を与え
る。 炭化物が粗大化しにくい点を利用して、低目にお
さえられたＭＯの代りにはたらかせるため、７．５％以
上を添加する。 上限は、靭性の低下と、材料”価格の
点から定めた。 Ｃｒ ：３．８０〜４．５０％ 下限は焼入性の確保のため必要でおり、上限は靭性の低
下を配慮して定めたものであ”る。 Ｖ ：・４．５０〜５．５０％ 低摩擦領域の耐摩耗性を保つために添加する。過大にな
ると炭化物の巨大品が析出して靭性を損うので、上記の
範囲内とする。 Ｃｏ：７．ＯＯ〜９．００％ ＷとＭＯのマトリクスへの固溶を助け、耐熱性を高める
。 ７．００％以上添加しないと焼もどし硬さが不足し
、一方で９゜００％を超えて添加しても効果は高まらず
、靭性の低下を招く。 Ｃ：１．６５〜１．８０％ Ｗ、ＭＯ、ＣｒおよびＶの炭化物の形成に必須であり、
かつそれ自身マトリクスに固溶して高い焼戻し硬さを与
える。 理想的な量は、次式の「カーボン当量」として
算出できる。 Ｃ％＝０．０６Ｃｒ ＋０．０３３Ｗ ＋０．０６３Ｍｏ ＋０．２０Ｖ 上記のほかの元素は、原料中に通常含まれる脱酸剤また
は不純物であって、上限の数字はその許容量である。 、
討して決定したものであるが、最大の特徴は、比較的低
目におさえたＭＯと高目にえらんだＷのバランスにある
。耐摩耗性などの指標としてよく知られているタングス
テン当量の式、Ｗ％＋２ＭＯ％ においで、ＭＯはＷの２倍の影響力をもつから、当量の
値を大きくするには、Ｍｏ含有量を高めるのが効果的と
いうことになる。 しかし、熱間加工性および焼入れ時
の炭化物の粗大化傾向は、Ｗ炭化物の方がＭＯ炭化物よ
り小さいことがわかったので、本発明ではその事実を利
用して、Ｗ含有量を高くすることにより、靭性の低下を
避けて耐摩耗性と高温硬さとを向上させたわけである。 各合金元素の作用と、成分組成の限定理由は次のとおり
である。 Ｍｏ ：４．５０〜５．５０％ ＷとともにＭｅＣ型の炭化物を形成して、切削性と耐摩
耗性に寄与する。 この効果を得るためには４．５０％
以上の添加が必要でおり、一方で前述した熱間加工時お
よび焼入れ時における炭化物の粗大化による害をおさえ
るため、５．５０％を超えない添加量に止める。 Ｗニア。３〜８．５％ １ｖ１ｏと共同して、炭化物が切削性と耐摩耗性を与え
る。 炭化物が粗大化しにくい点を利用して、低目にお
さえられたＭＯの代りにはたらかせるため、７．５％以
上を添加する。 上限は、靭性の低下と、材料”価格の
点から定めた。 Ｃｒ ：３．８０〜４．５０％ 下限は焼入性の確保のため必要でおり、上限は靭性の低
下を配慮して定めたものであ”る。 Ｖ ：・４．５０〜５．５０％ 低摩擦領域の耐摩耗性を保つために添加する。過大にな
ると炭化物の巨大品が析出して靭性を損うので、上記の
範囲内とする。 Ｃｏ：７．ＯＯ〜９．００％ ＷとＭＯのマトリクスへの固溶を助け、耐熱性を高める
。 ７．００％以上添加しないと焼もどし硬さが不足し
、一方で９゜００％を超えて添加しても効果は高まらず
、靭性の低下を招く。 Ｃ：１．６５〜１．８０％ Ｗ、ＭＯ、ＣｒおよびＶの炭化物の形成に必須であり、
かつそれ自身マトリクスに固溶して高い焼戻し硬さを与
える。 理想的な量は、次式の「カーボン当量」として
算出できる。 Ｃ％＝０．０６Ｃｒ ＋０．０３３Ｗ ＋０．０６３Ｍｏ ＋０．２０Ｖ 上記のほかの元素は、原料中に通常含まれる脱酸剤また
は不純物であって、上限の数字はその許容量である。 、
下記の成分組成の鋼を溶解し、窒素ガスジェット流で噴
霧し、ふるい分けて種々の粒度の合金粉末を用意した。 比較例は、従来品でめる。 Ｎα １ ２ ３ 比較例Ｃ１，６８１
，７１１，６６１，２＆ Ｓ ｉ Ｏ，３１０，２９０，３１０，２２Ｎａ
１ ２ ３ 比較例Ｍｎ
Ｏ，２８０，３００，３３０，２４Ｐ Ｏ，
０１５０，０１２０，００９０，００９Ｓ Ｏ，
０１３０，０１００，０１１０，０１０ＣＩＪ
Ｏ，０Ｂ ０．０Ｂ ０．０９ ０．０４
Ｎ ｉ Ｏ，０９０，０７０，０８０，０６Ｃｒ
４．３３ ４．１７ ４．０６ ４．
ｌｌＭｏ ４．５８ ５．３９ ４．６７
４．９８Ｗ ８．４１ ７．８８ ７．
４９ ６．４０Ｖ ４．５２ ５．２４
４．８８ ３．１２Ｃｏ ８．０１ ７
．４４ ８．７２ ８．４４合金粉末を配合し、
径１２０ｍｍの軟ｍ製カプセルに充填し、脱気、密封し
て熱間で鍛造した。 続いて、鍛造した材料に対し、つぎの熱処理を施した。 焼入れ：１，２１０’ＣＸａ分間→油冷焼戻し： ５
５０℃×１時間→空冷（３回）熱処理後の材料について
ミクロ組織をしらべたところ、十分に微細であって、粗
大または巨大品の生成は認められなかった。 また、炭
化物含有量を電解抽出法により測定して、それぞれつぎ
の結果を１ｑた。 本発明Ｎα１〜３ １９．５〜２２．４％比較例
１２．４％硬さおよび靭性の測定結
果は、つぎのとおりておる。 ＮＱ １ ２ ３ 比較例硬
さ ６８．２ ６７．８ ６８．０
６６．７（ＨＲｃ） 抗折力 ４１７ ４２０ ４２２ ３７Ｂ＜
Ｋｙｆ／ｌＮｎ２） 比摩耗量を、下記の条件の人感式摩耗試験によってしら
べた。 回転円板：３０Ｍ２１ （ＳＡ） 最終荷重：６．５に９ 摩擦速度： ２．８６ｍ／ｓｅｃ 摩擦距離：２００ｍ その結果はつぎのとおりであって、比摩耗量が全般に小
さく、とくに低摩擦速度領域においてこの高速度鋼がす
ぐれていることがわかる。 Ｎｏ、 １ ２ ３ 止較舅比摩
耗量 ０．９６ ０．９８ １．０２ １．８
２次に、比研削性を下記の条件で試験した。 砥 石：ＷＡ＃１２０ 切込み 〜０．５履 送 リ：０．０２ｍ／ストローク 砥石周速： １３７０ＴｒＬ／ｍｉｎ 研削比すなわち（被研削量／砥石摩耗量）はつぎのとお
りである。 ＮＱ １ ２ ３ 迄鮫画研削比 ６
．９１ ７．５１ ７．９８ ５．４２最後に
、本発明の粉末高速度鋼で切削工具をつくり、下記の条
件の断続切削試験を行なって、実用性能をしらべた。 送 リ： ０．０５ｓ／ｒｅｖ。 切込み ：５ｆｆｉｌｌ＋ 切削速度： ６Ｃ）〜５２ｍ／ｍｉｎ 切削材 ：８０Ｍ４２０ （Ｎ＞ 歯車 ｍ＝２．５ ２＝３１ φ＝８２．５ つぎのデータが得られた。 ＮＱ １ ２ ３ 比較例最大フランク０
．５５ ０．５１ ０．４７ ０．６３摩耗（ｓ
） 発明の効果 本発明の粉末高速度工具鋼は、注意深く選択し、とくに
従来品にくらべてＭＯ含有量を低くしＷ含有量を高くし
た合金組成をえらぶことにより、熱間加工時および焼入
れ時の炭化物粒子の粗大化をおさえることに成功したも
のでおる。 これによって、焼結鋼の利点が十分に生か
され、靭性の低下を伴うことなくいっそう高められた耐
摩耗性と高温硬さとをもった工具鋼が提供される。
霧し、ふるい分けて種々の粒度の合金粉末を用意した。 比較例は、従来品でめる。 Ｎα １ ２ ３ 比較例Ｃ１，６８１
，７１１，６６１，２＆ Ｓ ｉ Ｏ，３１０，２９０，３１０，２２Ｎａ
１ ２ ３ 比較例Ｍｎ
Ｏ，２８０，３００，３３０，２４Ｐ Ｏ，
０１５０，０１２０，００９０，００９Ｓ Ｏ，
０１３０，０１００，０１１０，０１０ＣＩＪ
Ｏ，０Ｂ ０．０Ｂ ０．０９ ０．０４
Ｎ ｉ Ｏ，０９０，０７０，０８０，０６Ｃｒ
４．３３ ４．１７ ４．０６ ４．
ｌｌＭｏ ４．５８ ５．３９ ４．６７
４．９８Ｗ ８．４１ ７．８８ ７．
４９ ６．４０Ｖ ４．５２ ５．２４
４．８８ ３．１２Ｃｏ ８．０１ ７
．４４ ８．７２ ８．４４合金粉末を配合し、
径１２０ｍｍの軟ｍ製カプセルに充填し、脱気、密封し
て熱間で鍛造した。 続いて、鍛造した材料に対し、つぎの熱処理を施した。 焼入れ：１，２１０’ＣＸａ分間→油冷焼戻し： ５
５０℃×１時間→空冷（３回）熱処理後の材料について
ミクロ組織をしらべたところ、十分に微細であって、粗
大または巨大品の生成は認められなかった。 また、炭
化物含有量を電解抽出法により測定して、それぞれつぎ
の結果を１ｑた。 本発明Ｎα１〜３ １９．５〜２２．４％比較例
１２．４％硬さおよび靭性の測定結
果は、つぎのとおりておる。 ＮＱ １ ２ ３ 比較例硬
さ ６８．２ ６７．８ ６８．０
６６．７（ＨＲｃ） 抗折力 ４１７ ４２０ ４２２ ３７Ｂ＜
Ｋｙｆ／ｌＮｎ２） 比摩耗量を、下記の条件の人感式摩耗試験によってしら
べた。 回転円板：３０Ｍ２１ （ＳＡ） 最終荷重：６．５に９ 摩擦速度： ２．８６ｍ／ｓｅｃ 摩擦距離：２００ｍ その結果はつぎのとおりであって、比摩耗量が全般に小
さく、とくに低摩擦速度領域においてこの高速度鋼がす
ぐれていることがわかる。 Ｎｏ、 １ ２ ３ 止較舅比摩
耗量 ０．９６ ０．９８ １．０２ １．８
２次に、比研削性を下記の条件で試験した。 砥 石：ＷＡ＃１２０ 切込み 〜０．５履 送 リ：０．０２ｍ／ストローク 砥石周速： １３７０ＴｒＬ／ｍｉｎ 研削比すなわち（被研削量／砥石摩耗量）はつぎのとお
りである。 ＮＱ １ ２ ３ 迄鮫画研削比 ６
．９１ ７．５１ ７．９８ ５．４２最後に
、本発明の粉末高速度鋼で切削工具をつくり、下記の条
件の断続切削試験を行なって、実用性能をしらべた。 送 リ： ０．０５ｓ／ｒｅｖ。 切込み ：５ｆｆｉｌｌ＋ 切削速度： ６Ｃ）〜５２ｍ／ｍｉｎ 切削材 ：８０Ｍ４２０ （Ｎ＞ 歯車 ｍ＝２．５ ２＝３１ φ＝８２．５ つぎのデータが得られた。 ＮＱ １ ２ ３ 比較例最大フランク０
．５５ ０．５１ ０．４７ ０．６３摩耗（ｓ
） 発明の効果 本発明の粉末高速度工具鋼は、注意深く選択し、とくに
従来品にくらべてＭＯ含有量を低くしＷ含有量を高くし
た合金組成をえらぶことにより、熱間加工時および焼入
れ時の炭化物粒子の粗大化をおさえることに成功したも
のでおる。 これによって、焼結鋼の利点が十分に生か
され、靭性の低下を伴うことなくいっそう高められた耐
摩耗性と高温硬さとをもった工具鋼が提供される。
Claims (1)
- Ｃ：１．６５〜１．８０％、Ｓｉ：０．４０％以下、Ｍ
ｎ：０．４０％以下、Ｃｒ：３．８０〜４．５０％、Ｍ
ｏ：４．５０〜５．５０％、Ｗ：７．３〜８．５％、Ｖ
：４．５０〜５．５０％およびＣｏ：７．００〜９．０
０％を含有し、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０
％以下、Ｃｕ：０．２５％以下、Ｎｉ：０．２５％以下
であつて、残部がＦｅである合金の粉末を成形し焼結し
てなる高速度工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27913784A JPS61159557A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 粉末高速度鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27913784A JPS61159557A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 粉末高速度鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61159557A true JPS61159557A (ja) | 1986-07-19 |
Family
ID=17606944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27913784A Pending JPS61159557A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 粉末高速度鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61159557A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111118383A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-08 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | 一种粉末钢及其制备方法 |
| CN111136276A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-12 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | 一种高速钢刀具的制备方法 |
-
1984
- 1984-12-29 JP JP27913784A patent/JPS61159557A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111118383A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-08 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | 一种粉末钢及其制备方法 |
| CN111136276A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-12 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | 一种高速钢刀具的制备方法 |
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