TW201502298A

TW201502298A - 冷加工用模具的製造方法

Info

Publication number: TW201502298A
Application number: TW103118714A
Authority: TW
Inventors: 庄司辰也; 本多史明; 森下佳奈
Original assignee: 日立金屬股份有限公司
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2015-01-16
Also published as: EP3006601A4; JP6590213B2; WO2014192730A1; TWI554621B; JPWO2014192730A1; EP3006601A1; EP3006601B1

Abstract

本發明的目的在於提供一種使用預硬鋼的冷加工用模具的製造方法，該冷加工用模具滿足作為冷加工用模具的最低限度的可使用硬度且硬質皮膜的密著性優異。本發明是一種冷加工用模具的製造方法，其包括如下步驟：將以質量%計含有0.6%以上且1.2%以下的C、3.0%以上且9.0%以下的Cr的鋼材淬火回火而調整為硬度55 HRC以上的預硬鋼的步驟；對所述經調整的預硬鋼進行機械加工而形成模具的作業面的步驟；對所述經機械加工的作業面進行氮化處理的步驟；藉由物理蒸鍍法在所述經氮化處理後的作業面上被覆硬質皮膜的步驟。

Description

冷加工用模具的製造方法

本發明是有關於一種具有硬質皮膜的冷加工用模具的製造方法。

近年，廣泛實施有如下手法：藉由對用於進行室溫下板材的彎曲、引伸、沖裁等壓製成形的冷加工用模具的作業面實施各種表面處理，而提高作業面的耐磨耗性或耐擦傷性。其中，由於利用塗佈的手法可被覆維氏硬度(Vickers Hardness,HV)的值超過1000的硬質皮膜，故而被覆有硬質皮膜的冷加工用模具的壽命大幅提高。硬質皮膜的被覆手法中，物理蒸鍍法(以下亦稱為「PVD(Physical Vapor Deposition)法」)通常由於被覆時的溫度比起鋼的回火溫度低溫，故而因被覆引起的軟化少，因此不易產生變形或尺寸變化。

此外，通常用於壓製成形的冷加工用模具應用如下所述的普通鋼材(專利文獻1、專利文獻2)，該普通鋼材是以硬度低的退火狀態供給，對其進行粗加工後，進行淬火回火而調整為使用硬度。然而，在應用普通鋼材的情形時，由於所述淬火回火導致產生熱處理變形，因此在調整為所述使用硬度後，必須再次實施用以修正其變形部分的精切削加工而調整為最終形狀，故而製作步驟變多。

針對於此，亦提出有預先調整為使用硬度而供給的預硬鋼(prehardened steel)(引用文獻3、引用文獻4)。在應用預硬鋼的情形時，可省略如上所述的再次的精加工而不存在尺寸變化的課題。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-132990號公報

[專利文獻2]日本專利特開2006-193790號公報

[專利文獻3]日本專利特開2008-189982號公報

[專利文獻4]國際公開號WO2012/115024號公報

若預硬鋼的硬度變高，則難以獲得應滿足的可切削性。另一方面，若預硬鋼的硬度變低，則確認雖然有可切削性得以改善的傾向，但以PVD法被覆的硬質皮膜的密著性有降低的傾向。

本發明是鑒於該情况而完成者，其提供一種使用預硬鋼的冷加工用模具的製造方法，該冷加工用模具滿足作為冷加工用模具的最低限度的可使用硬度且硬質皮膜的密著性優異。

本發明是一種冷加工用模具的製造方法，其包括如下步驟：將以質量%計含有0.6%以上且1.2%以下的C、3.0%以上且9.0%以下的Cr的鋼材淬火回火而調整為硬度55 HRC以上的預硬鋼的步驟；對所述經調整的預硬鋼進行機械加工而形成冷加工用模具的作業面的步驟；對所述經機械加工的作業面進行氮化處理的步驟；藉由物理蒸鍍法在所述經氮化處理後的作業面上被覆硬質皮膜的步驟。

較佳為藉由所述氮化處理，將氮化層形成為40μm以上。

較佳為所述鋼材以質量%計，含有0.01%以上且小於0.3%的Al、0.3%以上且2.0%以下的Mn、0.02%以上且0.1%以下的S。進而更佳為以質量%計，含有0.04%以上且0.15%以下的Al。

所述硬質皮膜較佳為含有氮化物。進而較佳為所述氮化物含有Al與Cr。

根據本發明，可使用預硬鋼製造滿足作為冷加工用模具的可使用硬度即55 HRC以上且硬質皮膜的密著性優異的冷加工用模具。又，藉由使用預硬鋼，對於進行機械加工而形成有作業面的冷加工用模具，可省略淬火回火步驟。又，由於使用物理蒸鍍法被覆硬質皮膜，因此可抑制產生由被覆處理引起的冷加工用模具的變形或尺寸變化。因此，可在提高綜合製造效率的基礎上，製造機械特性優異的冷加工用模具。

本發明者等人對使用預硬鋼製造冷加工用模具進行了研究。然後，發現為了滿足作為冷加工用模具的最低限度的可使用硬度並且提高硬質皮膜的密著性，有效的是在調整鋼材的C與Cr的組成範圍後，在被覆硬質皮膜前實施氮化處理，從而達成本發明的製造方法。以下，對本發明的詳細內容進行說明。

在本發明中，為了賦予作為冷加工用模具的最低限度所需的耐磨耗性，而使用硬度55 HRC以上的預硬鋼製造冷加工用模具。若硬度低於此，則耐磨耗性降低，因此變得難以用作冷加工用模具。另一方面，若預硬鋼的硬度變得過高，則鋼材的組成導致機械加工變得困難，難以獲得應滿足的可切削性。因此，在確保優異的可切削性方面，較佳為62 HRC以下。更佳為60 HRC以下。進而較佳為小於60 HRC。

再者，本發明中的所謂機械加工，是用以形成冷加工用模具的作業面的使用鑽頭、螺絲攻、刀片(insert)、端銑刀等通常的切削工具進行的加工、使用研磨劑等摩擦冷加工用模具的作業面的研磨等。

所述「HRC」表示洛氏硬度HR(Rockwell Hardness)即表示壓入硬度的尺度，是於壓頭：120°圓錐形金剛石、試驗荷重：150kgf的條件下，依據JIS B7726，根據下式求出的值。

HR=100-500h

(h：以基準荷重(10kgf)時為零點時的實際的凹陷深度[mm])

在冷加工用模具的使用環境中，存在成形過程中產生的磨耗粉或工件的發生皺褶等局部接觸壓力變高的部位。尤其是在接觸壓力高的情形時，母材無法耐受該接觸壓力，容易引起塑性變形。在對冷加工用模具的表面被覆陶瓷等具有高硬度的硬質皮膜的情形時，若鋼材的硬度變低，則硬質皮膜無法追隨母材的塑性變形而在硬質皮膜的內部產生龜裂，變得容易發生剝離。

本發明者等人為了即便在作為冷加工用模具的最低限度的可使用硬度下亦獲得硬質皮膜的高密著性，而研究在被覆硬質皮膜前進行氮化處理。藉由氮化處理，若氮滲透至距鋼表層的數十微米深處而使鋼表面硬化，則即便對於高接觸壓力亦變得難以塑性變形，因此可提高硬質皮膜的密著性。又，藉由氮化處理而對鋼表層賦予壓縮應力，由此可緩和存在於母材與硬質皮膜的界面的極端的應力差，故而以賦予高殘留壓縮應力的PVD法被覆的硬質皮膜的密著性有改善的傾向。

並且，本發明者等人瞭解到，為了藉由氮化處理而提高硬質皮膜的密著性，重要的是將鋼材的Cr量限制為一定量以下。然而，若過分降低Cr量，則由於淬火回火後的組織中所形成的M₇C₃碳化物量變少，因此硬度降低，冷加工用模具的耐磨耗性降低。因此，在本發明中，為了利用固溶C彌補因控制Cr量而降低的鋼材的硬度，對鋼材所含的C與Cr的含量進行研究。C是在鋼中形成碳化物、並且對冷加工用模具賦予硬度的重要元素。若C過少，則固溶量不足，冷加工用模具的耐磨耗性降低。另一方面，若過多地含有C，則由於碳化物增加，導致淬火回火後的機械加工變得困難。

在本發明中，為了獲得上述的效果，使用以質量%計含有0.6%以上且1.2%以下的C、3.0%以上且9.0%以下的Cr(以下僅記作%)的鋼材作為預硬鋼。為了提高冷加工用模具的耐磨耗性，C較佳為設為0.7%以上。進而，較佳為將Cr設為4.0%以上。

為了進一步改善預硬鋼的可切削性，較佳為將C設為1.0%以下，進而，更佳為將C設為0.9%以下。

為了藉由氮化處理提高硬質皮膜的密著性，較佳為將Cr設為8.0%以下。

藉由使氮化層形成為20μm以上，密著性得以進一步提高，故而較佳。進而較佳為30μm以上。更佳為40μm以上。若形成厚的氮化層，則模具開裂的風險提高，故而較佳為設為80μm以下。進而為70μm以下。

氮化處理可適當選擇氣體氮化、電漿氮化等先前已知的手法而利用。若氮化處理的溫度過高，則經機械加工的冷加工用模具的硬度有降低之虞。因此，氮化處理較佳為在600℃以下實施。進而較佳為在550℃以下實施。又，若氮化處理的溫度過低，則難以形成氮化層。因此，氮化處理較佳為在400℃以上實施。

再者，根據氮化處理的條件，存在形成稱為白層的氮化物層的情況。由於白層會導致硬質皮膜的密著性降低，因此較佳為藉由控制氮化處理以免形成白層，或藉由研磨等將其除去。

氮化處理前的冷加工用模具的作業面的表面粗糙度在藉由算術平均粗糙度Ra(依據JIS-B-0601-2001)、最大粗糙度高度Rz(依據JIS-B-0601-2001)進行測定的情形時，較佳為使Ra成為0.1μm以下、使Rz成為1.0μm以下。藉由使作業面成為更平滑的表面狀態會提高硬質皮膜的密著性。更佳為使Ra成為0.08μm以下、使Rz成為0.8μm以下。進而較佳為使Ra成為0.04μm以下、使Rz成為0.2μm以下。

本發明的鋼材可藉由先前的方法等準備。例如，除了使用鑄錠模的普通造塊法以外，可藉由連續鑄造法、或者暫時對鑄造後的鋼塊實施的真空電弧重熔法或電渣再熔法(electroslag remelting process)等而獲得鋼塊，藉由分塊軋延或鍛造等熱加工，將其調整為扁鋼胚(slab)、大鋼胚(bloom)、小鋼胚(billet)等鋼胚的形狀而準備鋼材。

由於本發明所應用的PVD法的處理溫度通常為低於鋼的淬火回火溫度的溫度，故而與作為高溫處理的化學蒸鍍法或豐田擴散(Toyota Diffusion，TD)處理相比，被覆後的冷加工用模具不易產生熱處理尺寸變化。作為PVD法，可應用利用濺鍍現象的濺鍍法，所述濺鍍現象是藉由撞擊靶材的離子彈飛靶材成分，或應用利用電弧放電而使靶材表面蒸發的電弧離子鍍法等。較佳為以PVD法中硬質皮膜的密著性優異的電弧離子鍍法被覆。在以電弧離子鍍法被覆硬質皮膜後，為了除去小熔滴(droplet)，較佳為對硬質皮膜的表面進行研磨。

為了對冷加工用模具賦予高耐磨耗性，較佳為被覆維氏硬度(HV0.025)為2000 HV以上的硬質皮膜。又，氮化物的硬質皮膜有耐熱性優異的傾向，在提高冷加工用模具的耐久性方面尤佳。氮化物的硬質皮膜中，由於金屬(包含半金屬)部分含有Al與Cr的氮化物的硬質皮膜的耐磨耗性及耐熱性優異，故而較佳。尤佳為被覆所述金屬(包含半金屬)部分中Al與Cr的合計含有比率(原子%)為90%以上的氮化物的硬質皮膜。

硬質皮膜可為單層皮膜，亦可為多層皮膜，為了進一步提高冷加工用模具的耐久性，較佳為硬質皮膜的總膜厚設為3μm以上。更佳為4μm以上。

在被覆硬質皮膜的步驟中，較佳為將對基材施加的負偏壓設為-220V以上且-70V以下。若對基材施加的負偏壓大於-70V，則存在硬質皮膜的緻密化不充分、密著性降低的情形。又，若對基材施加的負偏壓小於-220V，則有難以穩定成膜的傾向。進而，在被覆硬質皮膜的步驟中，對基材施加的負偏壓較佳為設為-200V以上且-90V以下。

本發明的鋼材的成分組成並無特別限定，例如可使用由JIS-G-4404(合金工具鋼材)所規定的SKD12等、或專利文獻4 的鋼材等公知的冷工具鋼。又，亦可使用將該些冷工具鋼改良而成的新型的冷工具鋼。

本發明的鋼材亦可添加Si、Mn、Mo、W等。Mn固溶於鋼中，是有效地賦予淬火性的元素。Si固溶於鋼中，是有效地賦予硬度的元素。Mo、W形成微細的碳化物，是有效地賦予回火硬度的元素。進而，本發明的鋼材亦可添加Al、S、Ni、Cu等。Al及S有助於提高對預硬鋼進行機械加工時的機械加工性。又，Al、Ni、Cu有助於提高冷加工用模具的硬度或韌性。進而，為了一次碳化物的微細分散化，亦可添加適量的Ca、Ti、Zr、稀土類金屬元素。

V、Nb在淬火回火後的組織中形成作為一次碳化物的MC碳化物，是有效地達成硬度55 HRC以上的冷工具鋼模具的元素。然而，MC碳化物非常硬。因此，若過多地含有V、Nb，則大量形成MC碳化物，預硬鋼的可切削性降低。又，V與Nb雖然在所述方面具有同樣的效果，但其效果的程度在相同含量下，V的效果的程度大致為Nb的一半。因此，該些的含量可按(Nb+1/2V)的關係進行綜合處理。並且，在該(Nb+1/2V)的關係式下，較佳為含有1.0質量%以下的V及Nb中的1種或2種。更佳為0.8質量%以下。

此外，為了進一步提高本發明的鋼材的作為預硬鋼的可切削性，較佳為應用成分經調整的鋼材，以可藉由切削加工時的熱而在切削工具的表面充分形成含有作為高熔點氧化物的Al₂O₃ 與作為高延展性夾雜物的MnS的複合潤滑保護皮膜。該複合潤滑保護皮膜應對廣範圍的切削溫度而效果不發生變動，並且即便在添加Nb或V等形成硬質的MC碳化物的元素的情況下，亦可確保良好的可切削性。為了在工具刀尖充分形成複合潤滑保護皮膜而進一步提高可切削性，本發明的鋼材較佳為以質量%計含有0.01%以上且小於0.3%的Al、0.3%以上且2.0%以下的Mn、0.02%以上且0.1%以下的S。

Al在切削加工時，在切削工具表面形成作為高熔點氧化物的Al₂O₃，作為保護皮膜而發揮功能。並且藉由含有0.01%以上的Al，而形成充分厚度的保護皮膜，工具壽命得以改善，故而較佳。更佳為0.04%以上。進而為0.05%以上。然而，在大量添加Al的情形時，鋼原材料中Al₂O₃作為夾雜物而大量形成，因此鋼原材料的可切削性反而降低。因此，Al添加量的上限較佳為設為小於0.3%。更佳為0.15%以下。

Mn在形成於切削工具表面上的Al₂O₃保護皮膜上作為良好的潤滑皮膜而發揮作用。並且為沃斯田鐵形成元素，固溶於鋼中而提高淬火性。然而，若添加量過多，則淬火回火後殘留沃斯田鐵大量殘留，導致使用工具時的經年尺寸變化。又，由於Mn容易與Fe或Cr形成低熔點氧化物，故而成為阻礙Al₂O₃保護皮膜的功能的因素。因此，Mn的含量較佳為設為0.3%以上且2.0%以下。更佳為0.4%以上。又，更佳為1.5%以下。

S在形成於切削工具表面上的Al₂O₃保護皮膜上作為良好的潤滑皮膜而發揮作用。為了充分發揮此種潤滑作用，較佳為添加0.02%以上，由於S使鋼的韌性劣化，故而上限較佳為設為0.1%。更佳為0.03%以上。更佳為0.08%以下。

[實施例1]

製作具有表1的成分組成的鋼塊No.1~No.4。針對該些鋼塊，以鍛造比達到10左右的方式進行熱鍛造，冷卻後，在860℃下進行退火。然後，關於該些退火材，對鋼塊No.1、No.3、No.4利用自1030℃的空氣冷卻進行淬火處理，對鋼塊No.2利用自960℃的空氣冷卻進行淬火處理。然後，所述淬火處理後，在500~540℃下藉由2次回火處理，將各鋼塊調整為60 HRC與56 HRC兩種硬度。

再者，表1中鋼塊No.1相當於專利文獻4的預硬鋼材。No.2相當於由JIS-G-4404(合金工具鋼材)所規定的SKD12鋼材，No.3相當於SKD11鋼材。

為了評價對於用以形成作業面的機械加工的適應性，在以下的機械加工條件下，對所述各預硬鋼實施切削試驗，評價此時的工具壽命。

<切削試驗>

工具：高進給半徑銑刀

φ32×5片刀(日立工具(Hitachi Tool)股份有限公司製造)

切刀型號：ASRS2032R-5

刀片型號：EPMT0603TN-8

切削方法：底面切削

切削量：軸向0.5mm、徑向15mm

刀數：1

切削速度：120mm/min

工作台進給速度：367mm/min

切削油：吹氣式(air blow)

以刀腹(flank)磨耗量達到0.2mm為止的時間作為工具壽命(數值越大，可切削性越優異)。將結果示於表2。

鋼塊No.1是為了减少鋼中的碳化物而調整C量者。並且在硬度為56 HRC的情形時，達到工具壽命為止的時間達到約80分鐘。進而，鋼塊No.1是為了在切削加工中的工具的刀尖形成複合潤滑保護皮膜而尤佳地進行了組成調整者。因此，即便在硬度為60 HRC的高硬度的情形時，工具損傷得以抑制，而達到工具壽命為止的時間約為50分鐘，壽命長。由此可知，鋼塊No.1適於作為硬度55 HRC以上的預硬鋼而對冷加工用模具的作業面進行機械加工。

鋼塊No.2亦是為了减少鋼中的碳化物而調整C量者。並且在硬度為56 HRC的情形時，達到工具壽命為止的時間達到約20分鐘。此外，在硬度為60 HRC的情形時，達到工具壽命為止的時間約為5分鐘。由此可知，鋼塊No.2在製成硬度設為55 HRC以上、且小於60 HRC的預硬鋼的範圍內，適於對冷加工用模具的作業面進行機械加工。

鋼塊No.3由於C量多，因此鋼中的碳化物多。並且在 56 HRC及60 HRC任一種硬度下，在工具刀腹的磨耗量達到0.2mm之前，提前產生工具破壞，導致切削試驗中止。由此可知，鋼塊No.3不適於作為預硬鋼而對冷加工用模具的作業面進行機械加工。

又，鋼塊No.4亦是為了减少鋼中的碳化物而調整C量者。並且在硬度為56 HRC的情形時，達到工具壽命為止的時間達到約40分鐘。此外，為了進而在切削加工中的工具刀尖形成複合潤滑保護皮膜而進行了組成調整，藉此即便在硬度為60 HRC的高硬度的情形時，工具亦未提前發生損傷，達到工具壽命為止的時間達到約15分鐘。由此可知，鋼塊No.4適於作為預硬鋼而對冷加工用模具的作業面進行機械加工。

如以上所述，調整C量而減少鋼中的碳化物、進而為了容易在切削加工中的工具刀尖形成複合潤滑保護皮膜而進行了組成調整的鋼塊No.1、No.4即便在60 HRC的高硬度的情形時亦表現出優異的可切削性。在將此種鋼塊用作預硬鋼的情形時，即便不使硬度降低至作為冷加工用模具的最低限度所需的硬度55 HRC附近，亦可充分確保可切削性。尤其是確認調整Al含量而使其可充分形成複合潤滑保護皮膜的鋼塊No.1，即便在60 HRC的情形時亦表現出極優異的可切削性。

又，即便是雖然調整C量而減少碳化物、但未形成所述複合潤滑保護皮膜的成分組成的鋼塊No.2，藉由使硬度降低至作為冷加工用模具的最低限度所需的硬度55 HRC附近，或藉由緩和切削時的加工條件，亦可充分確保優異的可切削性。

另一方面，當然，在C量多而在鋼中大量存在碳化物的鋼塊No.3方面，即便使硬度降低至55 HRC附近，可切削性亦極差。因此，若將如鋼塊No.3般C量多的鋼材用於預硬鋼，則可切削性變得極差，因此冷加工用模具的製造變得困難。

[實施例2]

加工所述的預硬鋼而準備20mm×20mm×5mm的試片。然後，將試片的表面視為冷加工用模具的作業面，對所述作業面被覆硬質皮膜，實施硬質皮膜的密著性的評價。

首先，在藉由算術平均粗糙度Ra(依據JIS-B-0601-2001)、最大粗糙度高度Rz(依據JIS-B-0601-2001)測定各試樣(試樣No.1~No.12、各試樣與鋼塊No、鋼材硬度的關係記載於表4)的平面的情形時，進行研磨並實施鹼洗，以便Ra達到0.01μm以下，Rz達到0.05μm以下。

繼而，對於欲實施氮化處理的試樣(試樣No.1~No.7、No.10)，使用爐內尺寸Φ700mm×1200mm(爐內有效尺寸Φ600mm×600mm)的電漿氮化爐而實施氮化處理。在氮化處理之前，在真空下將爐內加熱至410℃，在以N₂：H₂：Ar=6：91：3的氣體比率氣蝕試樣表面後，在以下的條件下進行氮化處理。作為氮化條件A，以450℃×20min、N₂：H₂=50：50的氣體比率進行氮化處理。作為氮化條件B，以490℃×120min、N₂：H₂=1：99的氣體比率進行氮化處理。

再者，試樣No.8、No.9、No.11、No.12未進行氮化處理，而直接以下文所述的電弧離子鍍法被覆硬質皮膜。

然後，硬質皮膜的被覆使用腔室容積為1.4m³(處理品的***空間為0.3m³)的電弧離子鍍裝置。在爐內設置各試樣，在溫度773K、1×10^-3Pa的真空中進行加熱脫氣後，在723K的溫度下進行利用Ar電漿的清潔。然後向裝置內導入反應氣體，使靶材上產生電弧放電，在723K下進行塗佈。

任一試樣均使用Al60Cr40靶材(數字為原子比)，對靶材施加的投入電流為150A，反應氣體壓力為3Pa，工作台轉速為3rpm，反應氣體為N₂，被覆時對基材施加-100V的偏壓，以膜厚達到4μm的方式調整成膜時間而形成AlCrN皮膜。再者，自皮膜表面測定的硬質皮膜的維氏硬度(HV0.025)為3000 HV。

為了測定氮化層的深度，而將試樣切斷，按照JIS-G-0562(鐵鋼的氮化層深度測定方法)的順序測定自試樣表面起的維氏硬度(HV0.05)。將距表面0.2mm的硬度設為內部硬度，以維氏硬度HV高於內部硬度50以上的距表面的深度作為氮化層的深度。在表3中表示各試樣的維氏硬度的測定結果。試樣No.2、No.4、No.5、No.6、No.7中，距表面的深度0.010mm的維氏硬度HV為900 HV以上，距表面0.010mm的硬度為高於內部硬度200 HV以上的硬度。試樣No.2、No.4、No.6、No.7距表面的深度0.020mm的維氏硬度HV為900 HV以上。將根據表2的維氏硬度求出的各試樣的氮化層的深度示於表4。

密著性的評價是使用刮痕試驗機(CSM儀器(CSM Instruments)公司製造的REVETEST)，藉由利用金剛石C規模的壓頭的劃痕試驗進行評價。在劃痕試驗條件為荷重0N~120N、負荷速度1N/s、刮痕距離12mm、刮痕速度1mm/s的條件下進行。

在刮痕試驗中，以刮痕的外觀確認有損傷的初始荷重作為初始臨界荷重值。又，以露出基材的荷重值作為臨界荷重值。將密著性的試驗結果示於表4。

[表4]

作為本發明例的試樣No.1~No.4硬度為56 HRC，初始臨界荷重值為40N以上，臨界荷重值為100N以上，表現出優異的密著性。又，在本發明例中，試樣No.5~No.7硬度亦高，且有密著性優異的傾向。

比較例的試樣No.8、No.9由於未進行氮化處理，因此初始臨界荷重值及臨界荷重值低於本發明例，密著性降低。

比較例的試樣No.10由於鋼材的Cr含量多，因此雖然進行有與作為本發明例的試樣No.1、No.3、No.5相同的氮化處理，但未充分形成氮化層。因此，初始臨界荷重值及臨界荷重值低，密著性降低。

作為比較例的試樣No.11、No.12雖然硬度為60 HRC，但由於未進行氮化處理，因此初始臨界荷重值及臨界荷重值低於本發明，密著性降低。

Claims

一種冷加工用模具的製造方法，其特徵在於包括：將以質量%計含有0.6%以上且1.2%以下的C、3.0%以上且9.0%以下的Cr的鋼材淬火回火而調整為硬度55 HRC以上的預硬鋼的步驟；對所述經調整的預硬鋼進行機械加工而形成冷加工用模具的作業面的步驟；對所述經機械加工的作業面進行氮化處理的步驟；藉由物理蒸鍍法在所述經氮化處理後的作業面上被覆硬質皮膜的步驟。
如申請專利範圍第1項所述的冷加工用模具的製造方法，其藉由所述氮化處理而將氮化層形成為40μm以上。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的冷加工用模具的製造方法，其中所述鋼材以質量%計含有0.01%以上且小於0.3%的Al、0.3%以上且2.0%以下的Mn、0.02%以上且0.1%以下的S。
如申請專利範圍第3項所述的冷加工用模具的製造方法，其中所述鋼材以質量%計含有0.04%以上且0.15%以下的Al。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的冷加工用模具的製造方法，其中所述硬質皮膜含有氮化物。
如申請專利範圍第5項所述的冷加工用模具的製造方法，其中所述氮化物含有Al與Cr。