JP6359241B2 - 鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼 - Google Patents
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Cは、固溶強化による硬さ、耐摩耗性の向上および焼入性を高めるために必要な元素であり、このためには0.20%以上が必要である。しかし、Cが0.40%を超えると粗大な炭化物を形成し、金型用鋼の鏡面性を悪化し、耐食性を低下する。そこで、Cは0.20〜0.40%とする。
Siは、溶製時の脱酸剤、鋼の焼入性および基地の硬さを得るために必要な元素であり、このためには0.2%以上が必要である。しかし、Siが1.0%を超えると靱性および加工性が悪化する。そこで、Siは0.2〜1.0%とする。
Mnは、溶製時の脱酸剤、鋼の焼入性を得るために必要な元素である。しかし、Mnが1.0%を超えるとマトリックスを脆化する。そこで、Mnは1.0%以下とする。
Crは、不働態を形成し、耐食性を向上させるとともに焼入れ性を高める元素である。このためには、Crは12.0%以上が必要である。しかし、Crが15.0%を超えると粗大な炭化物を形成し、金型用鋼の鏡面性を悪化する。そこで、Crは12.0〜15.0%とする。
MoやWは、硬質炭化物を形成し、硬さ、耐摩耗性を向上させるとともに、焼入性および焼戻し軟化抵抗性を高める。このためには、Mo+W/2は0.4%以下であることが必要である。Mo+W/2が0.4%を超えると、粗大な炭化物および炭化物偏析を形成し、鏡面性を悪化する。そこで、Mo+W/2は0.4%以下とする。
Vは、VCとして鋼材中に微細分散して析出し、そのVCが他の元素の炭化物の析出起点となり、炭化物偏析を抑制する。このためには、Vは0.1%以上が必要である。しかし、Vが1.0%以上では粗大な炭窒化物および炭窒化物偏析を形成し、鏡面性を悪化する。そこで、Vは0.1〜1.0%未満とする。
Nは、100ppm以上含有すると鋼中に窒化物を形成し、鋼面の研磨時に欠落して孔を造り、鏡面性を低下させる。そこで、Nは100ppm未満とする。
Pは、結晶粒界へ偏析し、靱性を低下する。そこで、Pは0.030%以下とする。
Sは、硫化物を形成し、鏡面性を悪化し、さらに靱性および熱間加工性を悪化する。そこで、Sは0.010%以下、望ましくは0.0050%以下とする。
Alは、酸化物や窒化物を形成し、鏡面性を悪化する。そこで、Alは0.05%以下、望ましくは0.03%以下とする。
Oは、他の金属元素と酸化物を形成し、鏡面性を悪化する。そこで、Oは0.0100%以下、望ましくは0.0050%以下とする。
Niは、焼入性および耐食性を高める元素である。このためには、Niは0.04%以上が必要である。しかし、Niが0.40%以上含有されると、オーステナイト組織が残留して、鋼材寸法の経年変化を起す。そこで、Niは0.04〜0.40%とする。
Ti、Nb、Ta、Zrは、いづれも微細な炭窒化物を形成し結晶粒粗大化を抑制することで靱性を向上する元素である。そのためには、Ti、Nb、Ta、Zrのうちの1種又は2種以上の含有量が合計で0.01%以上とする必要がある。しかし、Ti、Nb、Ta、Zrのうちの1種又は2種以上の含有量が合計で0.30%を超えて含有されると、粗大な炭窒化物および炭窒化物偏析を形成し鏡面性を悪化する。そこで、Ti、Nb、Ta、Zrのうちの1種又は2種以上は合計で0.01〜0.30%とする。
炭窒化物粒径は、粗大であると研磨時に鋼面から欠落して孔を形成し、鏡面性を低下する。そこで、炭窒化物粒径は5μm以下、望ましくは4μm以下とする。
鋼材の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数は、多すぎるとその部分で微細難凹凸が多量に発生する。そこで、鋼材の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数は160個以下とする。
鋼材の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最小部の数の差は、大きいと、最小部が研磨されやすいので鏡面にうねりが生じることとなる。そこで、鋼材の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最少部の数の差は30個以下とする。
一方、表1の発明鋼の化学成分の範囲から外れる化学成分を有する鋼を比較鋼とし、その100kgを真空誘導溶解炉で溶製し、溶製により得られた鋼材を1200℃に加熱した均熱炉で10時間ソーキング処理し、これを縦横50mmの角材に鍛伸し、次いで1030℃に加熱して空冷する焼入れ処理を施した。上記の本発明の実施例である発明鋼と同様の処理をしたが、ただし、焼なましすなわち焼鈍処理を省略した。
これらにおける焼入焼戻し硬さは50HRC以上とした。
Claims (8)
- 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.2〜1.0%、Mn:1.0%以下、Cr:12.0〜15.0%、Mo+W/2:0.4%以下、V:0.1〜1.0%未満、N:100ppm未満を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼であり、該鋼に析出含有される炭化物および炭窒化物として、炭窒化物の粒径が5μm以下であり、該鋼の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数が160個以下であり、さらに該鋼の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最少部の数の差が30個以下であることを特徴とする鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼。
- 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.2〜1.0%、Mn:1.0%以下、Cr:12.0〜15.0%、Mo+W/2:0.4%以下、V:0.1〜1.0%未満、N:100ppm未満、P:0.030%以下、S:0.010%以下、Al:0.05%以下、O:0.0100%以下を含有し残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼であり、該鋼に析出含有される炭化物および炭窒化物として、炭窒化物の粒径が5μm以下であり、該鋼の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数が160個以下であり、さらに該鋼の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最少部の数の差が30個以下であることを特徴とする鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼。
- 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.2〜1.0%、Mn:1.0%以下、Cr:12.0〜15.0%、Mo+W/2:0.4%以下、V:0.1〜1.0%未満、N:100ppm未満、Ni:0.04〜0.40%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼であり、該鋼に析出含有される炭化物および炭窒化物として、炭窒化物の粒径が5μm以下であり、該鋼の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数が160個以下であり、さらに該鋼の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最少部の数の差が30個以下であることを特徴とする鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼。
- 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.2〜1.0%、Mn:1.0%以下、Cr:12.0〜15.0%、Mo+W/2:0.4%以下、V:0.1〜1.0%未満、N:100ppm未満、P:0.030%以下、S:0.010%以下、Al:0.05%以下、O:0.0100%以下、Ni:0.04〜0.40%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼であり、該鋼に析出含有される炭化物および炭窒化物として、炭窒化物の粒径が5μm以下であり、該鋼の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数が160個以下であり、さらに該鋼の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最少部の数の差が30個以下であることを特徴とする鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼。
- 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.2〜1.0%、Mn:1.0%以下、Cr:12.0〜15.0%、Mo+W/2:0.4%以下、V:0.1〜1.0%未満、N:100ppm未満を含有し、さらにTi、Nb、Ta、Zrのうちの1種又は2種以上を0.01〜0.30%含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼であり、該鋼に析出含有される炭化物および炭窒化物として、炭窒化物の粒径が5μm以下であり、該鋼の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数が160個以下であり、さらに該鋼の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最少部の数の差が30個以下であることを特徴とする鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼。
- 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.2〜1.0%、Mn:1.0%以下、Cr:12.0〜15.0%、Mo+W/2:0.4%以下、V:0.1〜1.0%未満、N:100ppm未満、P:0.030%以下、S:0.010%以下、Al:0.05%以下、O:0.0100%以下を含有し、さらにTi、Nb、Ta、Zrのうちの1種又は2種以上を0.01〜0.30%含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼であり、該鋼に析出含有される炭化物および炭窒化物として、炭窒化物の粒径が5μm以下であり、該鋼の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数が160個以下であり、さらに該鋼の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最少部の数の差が30個以下であることを特徴とする鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼。
- 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.2〜1.0%、Mn:1.0%以下、Cr:12.0〜15.0%、Mo+W/2:0.4%以下、V:0.1〜1.0%未満、N:100ppm未満、Ni:0.04〜0.40%を含有し、さらにTi、Nb、Ta、Zrのうちの1種又は2種以上を0.01〜0.30%含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼であり、該鋼に析出含有される炭化物および炭窒化物として、炭窒化物の粒径が5μm以下であり、該鋼の圧延面における100μm平方当たりの炭化物数が160個以下であり、さらに該鋼の圧延面における300μm平方中の50μm平方当たりの炭化物数の最大部の数と最少部の数の差が30個以下であることを特徴とする鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼。
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