TWI243858B - Steel alloy plastic moulding tool and tough-hardened blank for plastic moulding tools - Google Patents

Description

1243858 A7 ___B7___ 五、發明說明（/ ) 技術領域 本發明是有關於一種鋼合金-尤其是一種用於製造塑 性鑄模工具所用之鋼合金。本發明亦相關於以鋼所做成之 塑性膠鑄模工具和以鋼合金之韌硬化胚料所製造之塑性膠 鑄模工具。 本發明之背景 塑性鑄模工具可由各種不同的鋼合金所製成-如碳鋼 、低和中合金鋼、麻田散鐵系不銹鋼、析出硬化鋼和麻時 鋼。現存用來製造塑性鑄模工具之鋼合金可由“Tool t h

Steels in the next Century， Proceedings of the 5 international Conference on Tooling， September 29 to October 1，1999，University of Leoben”（ISBN ·· 3-9501105-〇-X)之發行刊物第635-642頁中可一窺全貌。而在麻田散 鐵系不銹鋼群中，有一些商業化的塑性鑄模鋼，包含一種 已生產製造、且由申請人銷售之註冊商標名稱爲 STAVAXESR⑧的鋼，其公稱化學成份以重量百分比（wt% )表示爲·· 〇·38 碳，0·8 矽，0.5 錳，13.6 鉻，〇·3 釩，其餘爲鐵和一些在製鋼時無法避免之雜質。其已根據 SIS2314和AISI420而標準化。本型式的鋼在硬化和回火 條件下擁有適度的硬度。然而，現代對塑膠鑄模鋼的材料 要求的提升，使得硬化能和延性（韌性）已無法滿足需求 ，至少對於大尺寸的模具而言是如此。 本發明之揭示 本發明的目的是提供一種應用於塑膠鑄模鋼’與 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------If. IV-------· 1243858 A7 _B7____ 五、發明說明（工） STAVAX ESR®具丰目同®围占，{&：§：胃己女良的匕倉巨（亦即方令 大尺寸下之硬化能力）及改良的延性（朝性）之麻田散鐵不 銹鋼。若該鋼具有如附加於申請專利範圍所述之鋼的化學 成份，本目的即可達到。 就個別元素的重要性和鋼之合金元素間的相互作用而 言，將於接下來的說明中會應用在，不受申請專利範圍保 護之任何特殊理論。 碳和氮兩種元素對於鋼的硬度和韌性具有非常大的重 要性。碳亦是提升硬化能的一種很重要的元素。在 SIS2314/AISI420型式之該鋼的製造中，嚴重的偏析變異可 於不同批生產的棒材中，甚至於在個別之棒材中亦可發現 嚴重的偏析變異。亦因此，在不同的熱處理下將產生極大 的硬化能差異。而這些將取決於首先以碳化物的形式鍵結 之鋼中含有多少的碳化物形成元素。基於這個理由，和特 別爲了避免產生以碳化鉻（M7C3碳化物）形式之不欲形成 之碳化物，本發明的鋼中所含有不超過0.27%的碳，不超 過0.25%爲較佳。而鋼中最小的碳含量爲0.18%，主要是 爲了讓鋼於麻田散鐵中仍擁有足夠量的溶化碳原子，使得 該麻田散鐵在回火條件下可得到至少50 HRC的硬度，而 較適合的範圍爲50-54 HRC。碳亦有不錯之硬化能提升效 果。較佳鋼中的碳含量爲0.2%。 氮的主要貢獻爲藉由改變合金系統之固化條件，使碳 化物和碳氮化物的分佈更均句、更均質，避免或減少較粗 之碳化物的聚集於固化過程中發生。M23C6型式碳化物的 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂.|>-------争· 1243858 A7 ___B7____ 五、發明說明（$ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 量亦有減少，而有利於M(C，N)，即碳氮化釩，其有提升延 性/韌性之效應。總結所述，氮可提供具較小碳化物和碳氮 化物之更適合的固化製程，其可於加工期間停頓至一更精 細的分散相。從這個理由觀之，氮應該至少以0.06%的含 量存在，但不超過0.13%，同時，碳和氮的總含量應滿足 0·3<碳+氮^0.4之條件（在本式中之單位爲wt%)。在硬化 和回火鋼中，實質上氮溶解於麻田散鐵中來形成固溶體之 氮的麻田散鐵，並使其達到欲達到之硬度。一般而言，就 氮含量來說，該元素應該以至少0.06%的量存在，以便於 和碳以一希冀程度形成碳氮化物，M(C，M)，亦可當作存在 於回火麻田散鐵之溶解元素，來提升麻田散鐵的硬度。如 同沃斯田鐵形成元素一般，藉由增加所謂的鋼基材之PRE 値來提升至一希冀的耐腐鈾性，但不得超過0.13%以使碳 +氮之含量最大化，其中碳是最重要的硬度形成元素。 矽會增加鋼中碳的活性，其結果增加主要初生碳化物 的析出趨勢。因此，鋼中所含之矽含量應儘量降低。除此 之外，矽是肥粒鐵穩定元素，其係爲矽不適用的特徵。當 鋼中含有相當高含量的鉻和鉬時（其亦爲肥粒鐵穩定元素 )，矽含量將被限制，以避免鋼於基材中產生肥粒鐵。因 此’鋼中之砂含重不得超過1.5%，最大爲1.0%的砂較佳 。通常肥粒鐵穩定元素可以對沃斯田鐵穩定元素做調適。 然而，矽係以脫氧後之殘留物而存在，因此最佳化的矽含 量應位於0.1-0.5%之間，可能的話不要超過0.4%，一般 公訂爲約0.3%矽。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1243858 A7 ___B7_ 五、發明說明（★) 錳是一種硬化能提升元素，這是錳受歡迎的特性之一 ，同時亦藉由形成無害之硫化錳來用做除硫劑。因此錳的 含量至少要有0.1%，至少0.3%爲較佳。然而，錳和磷有 共析效應而會導致回火脆性。因此錳不得以高於1.2%的量 存在，最大値1.0%爲較佳，最大値0.8%爲最適當。 鉻是鋼中主要的合金元素，且基本上即爲鋼不生銹特 性的原因，其係爲當該鋼材用做塑性鑄模工具且具有良好 之可拋光性之非常重要的特性。鉻亦增加鋼的硬化能。因 爲鋼具有低的碳含量和低的碳與氮之總含量，無任何顯著 量的鉻元素以碳化物或碳氮化物的形式被鍵結，因此鋼僅 含有低的鉻含量爲12.5%，然而可得到一希冀之耐腐蝕性 。然而，該鋼包含至少13%的鉻爲較佳。而鉻含量的上限 主要考量之因素首先爲鋼的延（韌）性，和鉻形成肥粒鐵 的傾向。對於爲了抑制不欲生成的碳化鉻和/或碳氮化鉻， 鋼中擁有太高含量的鉻爲所不希冀的。因此鋼中的鉻含量 至多不超過14.5%，最大値14%的鉻爲較佳。 本發明的鋼具有如參考鋼材STAVAXESR® —樣高的 釩含量0.3%，其目的是藉由二次碳化物在回火期間析出而 提供二次硬化，並且增加抗回火性。藉由MC碳化物的析 出，釩亦可阻止晶粒的成長。若釩的含量太高，在鋼的固 化過程中將會形成大的初生MC碳化物，並且若鋼是以電 渣重熔方式（ESR)重熔，初生的碳化物在與硬化有關的 製程中將不會溶解。爲了達到所希冀之二次硬化和提供一 阻止晶粒成長的優良特性，同時防止於鋼中大且不易溶解 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------1 ί_-------_ 1243858 A7 ____B7 _ 五、發明說明（Τ ) 的初生碳化物的形成，il的含量應介於01.-0.5%之範圍間 。而適合的含量範圍爲0.25-0.4%的釩，一般公訂爲〇.35 %的釩。 爲有效提供強大的硬化能效能，鉬應以至少0.2%的 有效含量存在於鋼中。當鉬的含量增加至至少1·〇%時，其 亦可增進耐腐蝕性。鉬另一個適合的特性是在回火中可增 加鋼之抗回火性。另一方面，太多的鉬將會經由傾向於晶 界碳化物之析出和偏析而產生不適合的碳化物結構。更進 一步而言，鉬是不適合的肥粒鐵穩定元素。因此，該鋼必 須有一個均衡的鉬含量，以取其所長，而避其所短。故鉬 的含量應介於0.2-0.8%之間。較佳的鉬含量不得超過〇.6 %。而一個最佳化的範圍則是0·3-0·4%的鉬，一般公訂爲 0.35%的鉬。 鎳是一種強的沃斯田鐵形成元素，其存在鋼中的量至 少應有0.5%，以提供所希冀之鋼的硬化能和韌性。錳亦是 沃斯田鐵形成元素，但不能因此而以錳來取代鎳，特別是 當錳有前述之缺點時。鎳含量的上限首先考慮的因素爲價 格因素，並設定爲1.7%。鋼中較適合的鎳含量爲1.0-1.5 %，一般公訂爲1.2%的鎳。 不溶於鋼的基材中之鉻、鉬和氮的量，即未以碳化物 、氮化物和/或碳氮化物之方式鍵結，將可增進鋼的耐腐蝕 性，並成爲鋼之所謂的PRE値的因素，PRE値以如下所示 之公式表示，其中鉻、鉬和氮是指溶於鋼的基材中之鉻、 鉬和氮的量： 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------.^-ίν------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1243858 A7 ___B7__ 五、發明說明（6 ) ?1^=%鉻+3.3\%鉬+20\%氮 從1030°C硬化並於250°C做兩次2小時回火後，，鋼 基材之PRE値至少應有14.8，較佳的是15.0。在經過這樣 的熱處理之後，硬度可達到至少50 HRC，較佳狀態下可達 50-54 HRC。相同的硬度亦可以於500°C高溫回火兩次2小 時來達到。 在經過約25(TC的低溫回火之後，可得到最佳的耐腐 蝕性和非常好的韌性，但經過這樣的熱處理，可能使得鋼 的內部存在有內應力，而這些內應力可於塑性鑄模工具的 製造之相關的火花切削中釋放出來。 在約500°C之高溫回火可釋放應力，若該工具具有一 複雜設計以致於在鋼的製造中需要火花切削，則其係爲適 合的狀態。根據這個理由，該鋼材於低溫回火後以及高溫 回火後應得到一希冀之硬度，其係給予一種選擇以提供一 種具有良好應力釋放之材料於火花切削前。 本發明的鋼亦應可能被提供韌硬化的狀態，可提供經 由切削韌硬化胚料製造非常大尺寸的模具時的一種選擇。 經由在540-625°C或在約575°C的回火即可能達到具有硬度 約40 HRC ( 35-45 HRC)的韌硬化材料，在該狀態下是非 常適合切削的。而硬化可藉由在1020-1030°C或約1030°C 沃斯田鐵化而實施，緊接著以油中冷卻、聚合物浴或在真 空爐中以氣體冷卻。高溫回火可在500-520°C的溫度下實 施至少一小時，較佳的做法是回火兩次，每次二小時。 鋼中亦可包含有效含量的硫，至少約0.025%硫，在 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂 ί、-------^_^i. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1243858 A7 __B7____ 五、發明說明（1 ) 這種情況下硫的故意添加主要是爲了增加鋼的切削性能。 此係特別關於韌硬化材料。爲了達到增加鋼切削性的最佳 效果，鋼中之硫含量應介於0.07-0.15%之間。 鋼中可含有0.025-0.15%的硫，伴隨著3_75 ppm的鈣 ，較佳的含量爲5_40 ppm的鈣和10-40 ppm的氧是可理解 的。其中可以矽化鈣（CaSi)的形態添加的鈣，爲了將已 存在的硫化物球狀化以形成硫化鈣，其防止了硫化物形成 一不希冀的長條形狀而降低切削性。有鑑於此，應提及的 是該鋼在其典型的具體實施例中，並不包含任何有意添加 的硫。 本發明的鋼可在一般的生產規格下，以標準的傳統方 法加以熔煉製造，熔融液具有一如本發明之化學組成，接 著將熔液以鑄造的方式做成大的鑄錠或以連續鑄造的方式 來完成。電極是熔融液的鑄模爲較佳，其隨即藉由使用 ESR (電渣重熔）技術來實施重熔。然而，，亦可以粉末 冶金的方式藉由將熔融液氣體霧化來形成粉末以製造鑄錠 ，隨即以一種熱均壓(hot isostatic compacting)的技術予以 壓縮，所謂的HIP，或選擇以噴覆成形的方式來生產鑄錠 〇 本發明的鋼之進一步特性和觀點以及性質，及其製造 塑性鑄模工具的用處將在接下來執行的具體實施例和成果 中加以詳細的描述和解釋。 附圖之簡要說明 在下列執行具體實施例和達成之成果的描述中，將參 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — I----訂 ί*-------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1243858 A7 ---- B7____ 五、發明說明（^ ) 考所繪製的附圖，其中： 圖1 :顯示第一系列的製造鋼之回火曲線圖如所謂的 Q-鑄鍵（50 公斤實驗室爐次(50kg laboratory heats))。 圖ΙΑ :顯示在溫度範圍爲500-60(TC之圖1的回火曲 線放大圖。 圖2 :顯示參考材料和第二系列如Q-鑄錠的製造鋼之 回火曲線圖。 圖2A :顯示在溫度範圍爲500_600°C之圖2的回火曲 線放大圖。 圖3 :顯示參考材料和第三系列如Q-鑄錠的製造鋼之 ' 回火曲線圖。 圖4 :爲顯示個別經硬化和低溫或高溫回火後，所檢 測鋼之無凹槽衝擊能（J)之延性的長條圖。 圖5 :爲代表無凹槽衝擊能（J)之延性與被檢測鋼之 碳含量之關係圖。 圖6 :爲代表無凹槽衝擊能（J)之延性與依Thermo-Calc計算之被檢測鋼的碳氮化合物量之關係圖，和 圖7:爲顯示就硬度而言之鋼的硬化能與在1030°C沃 斯田鐵化處理後介於800-50CTC卻之冷卻時間關係圖。 以實驗室規格製造之鋼的檢測 將具有如表1之化學組成的鋼之16個Q鑄錠（50公 斤實驗室爐次(50kg laboratory heats))製造成三個系列。 第一系列（Q9043-Q9062 )鑄錠是以具有廣闊的化學組成 範圍來製造。第一系列中最値得注意的的變式(variants)是 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------訂 ip------^^^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1243858 A7 B7 五、發明說明（？） Q9050和Q9062。然而，鉻、鎳和鉬在性質上的效應需更 進一步的加以測試，因此第二系列的Q鑄錠（Q91〇3-Q9106)是爲了將第一系列所得到之特性最佳化所製造的 。在第三系列的Q鑄錠（Q9133_Q9134)中以犧牲變式 Q9103-Q9104中碳含量而增加了氮含量。Q9043之化學成 份位於STAVAXESR®之製造公差範圍內，並在本硏討中 當做參考材料。 鑄錠被鍛造成60X40 mm的尺寸，然後該棒材在輕石 中冷卻。於根據商業用鋼STAVAX ESR®之正常實務的傳 統模式進行軟化退火。 表一 被檢測鋼之化學組成（wt°/〇)、依Thermo-Calc得到之總碳氮化合物含量（vol-%)和PRE値。 合金 碳氮化合 物含量 碳 氮 矽 猛 鉻 釩 鎳 鉬 PRE値 09043 1.3 0.36 0.026 0.83 0.47 13.9 0.32 0.18 0.12 14.3 09044 1.6 0.34 0.033 0.25 0.63 14.1 0.3 1.11 0.43 15.6 09045 1.9 0.34 0.03 0.81 0.64 14.1 0.32 1.08 0.43 15.4 09046 1.3 0.34 0.022 0.19 0.65 13.4 0.29 1.65 0.44 14.9 Q9047 1.5 0.35 0.034 0.2 0.6 13.8 0.29 1.1 0.12 14.3 09049 0.23 0.3 0.067 0.23 0.66 13.1 0.34 0.78 0.44 15.5 Q9050 0.23 0.29 0.067 0.2 0.68 12.9 0.33 1.62 0.64 15.9 09051 0.36 0.29 0.073 0.22 0.65 13.2 0.44 0.8 0.44 15.4 09061 2.1 0.35 0.068 0.19 0.58 15.0 0.28 1.39 0.44 16.7 Q9062 0.14 0.26 0.074 0.15 0.6 13.4 0.25 L57 0.65 16.7 Q9103 0.16 0.27 0.058 0.19 0.51 13.2 0.3 1.71 0.32 15.1 Q9104 0.15 0.28 0.071 0.22 0.6 13.4 0.32 1.24 0.32 15.4 Q9105 0.28 0.27 0.063 0.18 0.59 14.3 0.31 1.23 0.32 16.3 Q9106 0.47 0.27 0.081 0.20 0.62 14.9 0.32 0.84 0.32 16.9 Q9133 0.37 0.22 0.10 0.31 0.54 13.3 0.34 1.33 0.36 15.7 Q9134 0.45 0.18 0.13 0.32 0.51 13.3 0.33 1.35 0.36 16.1 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） --------.訂 i·— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1243858 A7 __B7___ 五、發明說明（β ) *碳氮化合物含量是在l〇30°C硬化、和250°C回火兩次’每 次各二小時之後依Thermo-Calc而決定。PRE=%鉻+3·3 X %鉬+20乂％氮，意指於該熱處理後形成PRE値基本的元 素的含量，，其係爲溶於鋼基材之元素。 表1中之鋼合金中，依本發明中變式Q9103和Q9105 經由Q9134於具有最大之合金成份範圍中發現。最接近於 最佳化組成的變式爲Q9133。 圖1所示之第一系列Q鑄錠之回火曲線圖和其放大尺 寸之圖1A (溫度範圍爲500-600°C )。圖2和圖2則顯示 第二系列Q鑄錠之對應圖。在經過200°C兩次各二小時的 低溫回火後，參考用鋼Q9043可達到硬度52 HRC。而所 有其它變式之硬度亦落在相差約+/-1 HRC的相同水準。當 於較高溫範圍在500-600°C回火時，如圖1A和2A，Q9043 的硬度相較於其它變式，於升高的溫度中其下降的幅度最 大。Q9133和Q9134在經過200°C兩次各二小時的低溫回 火後展現與參考材料Q9043具有相同的高硬度，但在高溫 回火時，其具有較Q9043高之抗回火性，如圖3所示。 氮在拋光性的效應亦列入檢測，因爲怕增加氮含量而 造成氮化物增加，使得拋光表面褪光。本發明之樣品 Q9133和Q9134具有相對較高的氮含量，用來與具較低氮 含量之參考材料Q9CM3來相互比較。然而，不管是軟化退 火，抑或在硬化和回火條件下，本發明的材料均無發現任 何氮化物’亦無觀察到其褪光的差異。 每一個變式中取三個無凹槽衝擊試驗試片，以L方向 12 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------^i.------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1243858 A7 _____Β7__ 五、發明說明（U ) 進行切割，實施延性硏究。測試用試片以下列的方法實施 熱處理（硬化和回火），包含低溫回火和高溫回火。 熱處理1 :在1030°C沃斯田鐵化30分鐘，然後在空 氣中冷卻，以及在250°C實施兩次各2小時的回火。 熱處理2 :在1030°C沃斯田鐵化30分鐘，然後在空 氣中冷卻，以及在500°C實施兩次各2小時的回火。 圖4所示之每一數據爲該成份之三個測試用試片所得 之平均値。在本圖中亦有標示其所達到之各硬度。本圖所 示無凹槽衝擊能（J)之最佳延性爲本發明之Q9133和 Q9134。Q9103在低溫回火和高溫回火後具有次佳之延性 。然而必須注意的是Q鑄錠因製造技術的問題，可能含有 高含量的夾雜物而降低其延性/韌性。 然而，本發明之Q9133和Q9134鋼就無凹槽衝擊能（ J)而言的較佳延性是如此地顯著，以致於幾乎無法發現其 他材料中雜質的差異。在圖5和圖6中可以很淸楚的發現 Q9133和Q9134與其它成份屬於不同的群組。在整個衝擊 韌性實驗中，不僅只需低含量的碳化物，如圖6，而且尙 必須較其它材料具有較低含量的碳化物，鋼才能在低溫回 火和高溫回火的條件下具有最佳之延性，如圖5。 對於鋼之耐腐蝕性硏究，所有鋼合金所製作的圖差異 極大。測試用試片在1030°C/30分鐘後予以硬化，接著在 250°C實施兩次各2小時的低溫回火。Icr値（臨界電流密 度）如表2所示。lcr値愈低，耐腐蝕性愈佳。根據本試驗 之所有試片經本實驗証實，其耐腐蝕性均較參考材料 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------訂·—------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1243858 A7 _B7__ 五、發明說明（θ ) Q9043爲佳，且有相當大的幅度差異，包括本發明之鋼。 本發明之鋼最重要的特性之--硬化能係以量測在膨 脹計中以不同冷卻速率冷卻的小試片的硬度而得。圖7 m 示爲硬度和冷卻速率之關係，以建立硬化能的量測。 材料Q9〇43具有最低的硬化能，該材料所對應之該標__ 之型式爲 SIS2314 和 AISI420。Q9133、Q9062 和 q9134 具 有最佳之硬化能。 ^ 表2 --------訂_------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 腐餓試驗結果 Q f毒錬 Icr (rnA/cm2) 9043=ref 1.04 9044 0.57 9045 0.5 9046 0.4 9047 0.95 9049 0.5 9050 0.27 9051 0.5 9061 0.25 9062 0.2 9103 0.3 9104 0.4 9105 0.32 9106 0.5 9133 0.5 9134 0.5 14

Claims (1)

1243858 韻 C8 D8 六、申請專利範圍 最大1.0%石夕。 6·如申請專利範圍第5項之鋼合金，其特徵在於包含 最大0.5%砂。 7·如申請專利範圍第1項之鋼合金，其特徵在於包含 最大1.0%猛。 8. 如申諝專利範圍第7項之鋼合金，其特徵在於包含 最大0.8%猛。 9. 如申請專利範圍第7項之鋼合金，其特徵在於包含 0.3-0.8%錳。 10·如申請專利範圍第1項之鋼合金，其特徵在於包含 13-14%鉻。 11·如申請專利範圍第1項之鋼合金，其特徵在於包含 1.0-1.5%鎳。 12.如申請專利範圍第1項之鋼合金，其特徵在於包含 最大0.6%鉬。 13·如申請專利範圍第12項之鋼合金，其特徵在於包 含 0.3-0.4%鉬。 14.如申請專利範圍第1項之鋼合金，其特徵在於包含 0.25-0.4%釩。 15·如申請專利範圍第1-14項中任一項之鋼合金，其 特徵在於其包含： 0.22%碳 〇·1〇%氮 0.3%矽 2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 ...................,丨：丨 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂： 1243858 I C8 D8 六、申請專利範圍 0.5%錳 13.5%鉻 1.2%鎳 〇_35% 鉬 0.35%釩。 16. 如申請專利範圍第1-14項中任一項之鋼合金，其 特徵在於包含0.07-0.15%硫，但無故意添加的鈣。 17. 如申請專利範圍第1-14項中任一項之鋼合金，其 特徵在於包含： 0.025-0.15%硫 3-75 ppm 銘，和 10-40 ppm 氧。 18. 如申請專利範圍第17項之鋼合金，其特徵在於包 含： 0.025-0· 15% 硫 5-40 ppm 鈣，和 10-40 ppm 氧。 19:如申請專利範圍第1-13項中任一項之鋼合金’其 特徵在於包含如此高含量的鉻、鉬和氮，使得其在經過鋼 從1020°C硬化，接著於250°C實施兩次各2小時的回火後 仍有多量的鉻、鉬和氮元素以固溶的狀態存在於鋼之基1 中，即指沒有鍵結成碳化物、氮化物和/或碳氮化物的形_ ，使得鋼的基材之PRE値至少爲14_8，PRE値的表系公 式爲： __!_^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） .......................—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1243858 韻 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) PRE:%鉻（s) +3.3X%鉬（s) +20X%氮（s)，其 中鉻（s)、鉬（s)和氮（s)是指於鋼之基材中固溶液中 的鉻、鉬和氮。 2〇·如申請專利範圍第19項之鋼合金，其特徵在於包 含如此高含量的鉻、鉬和氮，使得其在經過鋼從1020°C硬 化，接著於250°C實施兩次各2小時的回火後仍有多量的 鉻、鉬和氮元素以固溶的狀態存在於鋼之基材中，即指沒 有鍵結成碳化物、氮化物和/或碳氮化物的形態，使得鋼的 基材之PRE値至少爲15.0，PRE値的表示公式爲： PRE=%鉻（s) +3.3X%鉬（s) +20X%氮（s)，其 中鉻（s)、鉬（s)和氮（s)是指於鋼之基材中固溶液中 之鉻、鉬和氮。 21·—種塑性鑄鐄工具，其特徵在於其係由根據申請專 利範圍第1-20項中之任一項之鋼合金所製造，以及在於自 102(M030°C硬化、及接著不是於200-25(TC下就是於500-520°C下回火之後，具有一微結構，其微結構之基材基本上 包括回火麻田散鐵和於鋼之基材中總量爲0.3-1.0 vol-%之 初析碳氮化物，其基本上完全包含M(C，N)碳氮化物。 22. —種用作塑性鑄模工具之棒材、桿材、板材或塊材 型式的韌硬化胚料，其特徵在於其係由根據申請專利範圍 第1-20項中任一項之鋼合金所製造，並在於1020-1030°C 下包括沃斯田鐵化之熱處理、冷卻至室溫、以及於540-625°C下回火之後，具有35-45 HRC的硬度和根據申請專 利範圍第21項之微結構。 4 t紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)"