高速工具钢、工具用材料及工具用材料的制造方法技术

本发明专利技术提供一种热加工性优异且精加工成各种工具时的耐损伤性优异的高速工具钢、工具用材料及工具用材料的制造方法。本发明专利技术为一种高速工具钢，其以质量％计而包含C：0.9％～1.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：1.0％以下、Cr：3.0％～5.0％、W：2.1％～3.5％、Mo：9.0％～10.0％、V：0.9％～1.2％、Co：5.0％～10.0％、N：0.020％以下、剩余部为Fe及杂质，且所述高速工具钢中，由下述式所算出的M值满足‑1.5≤M值≤1.5。式：M值＝‑9.500+9.334[％C]‑0.275[％Si]‑0.566[％W]‑0.404[％Mo]+3.980[％V]+0.166[％Co]，其中[]括号内表示各元素的含量(质量％)。而且，本发明专利技术为一种使用所述高速工具钢而成的工具用材料及工具用材料的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高速工具钢、工具用材料及工具用材料的制造方法
本专利技术是涉及一种高速工具钢、使用所述高速工具钢的工具用材料及工具用材料的制造方法。
技术介绍
先前，在钢材等金属材料的切断中，一直使用以带锯或圆锯等锯刀为代表的切断工具。锯刀一般是以如下步骤来制造。首先，将调整为规定的成分组成的钢液加以铸造而形成钢块或钢片等原材料，或者对自所述钢液通过雾化法等而获得的粉末进行热高压成形来形成原材料，并对其进行热加工，其后，经过各种加工与热处理，从而制造具有扁平线等的形状的“刀锋用材料”。然后，使用电子束熔接或激光熔接等而将刀锋用材料与主体材熔接，并进行刃磨加工，实施淬火回火，从而精加工成作为最终制品的锯刀。另外，先前，在钢材等金属材料的塑性加工中，一直使用以模具等为代表的塑性加工工具。这些塑性加工工具也可由对所述原材料进行热加工而得的“塑性加工工具用材料”制造。而且，一般而言，将所述塑性加工工具用材料呈各种工具的形状机械加工后，实施淬火回火，其后视需要而实施精加工的机械加工或表面处理，从而制造塑性加工工具。在所述刀锋用材料或塑性加工工具用材料等“工具用材料”的原材料中，广泛应用作为日本工业标准(JapaneseIndustrialStandards，JIS)的标准钢种的SKH59(相当于作为美国钢铁协会(AmericanIronAndSteelInstitute，AISI)的标准钢种的M42)的高速工具钢。SKH59是热硬度优异且切断时或塑性加工时的耐久性优异的原材料，且作为所述工具用材料的原材料而具有优异的特性。例如，专利文献1中揭示有采用SKH59作为刀锋用材料的原材料的带锯刀及其制造方法的专利技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2010-280022号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题刀锋由SKH59制造的切断工具的切断耐久性优异。另外，由SKH59制造的塑性加工工具的耐久性也优异。但是，根据使用条件，有时在切断工具的刀锋处产生早期的剥落(chipping)，另外，在塑性加工工具的形状面(即，对金属材料进行塑性加工的面)上产生早期的裂缝、破裂、折损。另外，关于所述切断工具或塑性加工工具中所使用的“工具用材料”，在所述制造步骤中，在对所述钢块或钢片等原材料进行热加工时，也存在如下情况：因原材料的延展性低(热加工性差)而难以延伸至规定的尺寸。本专利技术的目的在于提供一种热加工性优异且精加工成各种工具时的耐损伤性优异的高速工具钢、使用其而成的工具用材料及工具用材料的制造方法。解决问题的技术手段本专利技术是一种高速工具钢，其以质量％计而包含C：0.9％～1.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：1.0％以下、Cr：3.0％～5.0％、W：2.1％～3.5％、Mo：9.0％～10.0％、V：0.9％～1.2％、Co：5.0％～10.0％、N：0.020％以下、剩余部为Fe及杂质，且所述高速工具钢中，所述高速工具钢所含有的所述C、Si、W、Mo、V、Co的含量的关系在由下述式所算出的M值中满足-1.5≤M值≤1.5。式：M值＝-9.500+9.334[％C]-0.275[％Si]-0.566[％W]-0.404[％Mo]+3.980[％V]+0.166[％Co][]括号内表示各元素的含量(质量％)。另外，本专利技术是一种工具用材料，其包含所述高速工具钢，剖面组织中所含的碳化物的最大径以通过极值统计法而算出的推定最大预测值√(Areamax)计而为32.0μm以下。而且，本专利技术是一种工具用材料的制造方法，其将高速工具钢铸造为钢块，并对所述钢块进行热加工，所述高速工具钢以质量％计而包含C：0.9％～1.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：1.0％以下、Cr：3.0％～5.0％、W：2.1％～3.5％、Mo：9.0％～10.0％、V：0.9％～1.2％、Co：5.0％～10.0％、N：0.020％以下、剩余部为Fe及杂质，且所述工具用材料的制造方法中，所述高速工具钢的钢块所含有的所述C、Si、W、Mo、V、Co的含量的关系在由下述式所算出的M值中满足-1.5≤M值≤1.5。式：M值＝-9.500+9.334[％C]-0.275[％Si]-0.566[％W]-0.404[％Mo]+3.980[％V]+0.166[％Co][]括号内表示各元素的含量(质量％)。专利技术的效果根据本专利技术，可提高高速工具钢的热加工性。而且，通过将包含所述高速工具钢的工具用材料用于各种切断工具的刀锋或塑性加工工具，可抑制这些工具的使用中的早期损伤。附图说明图1是针对将包含本专利技术例及比较例的高速工具钢的钢块加以延伸锻造而得的工具用材料而表示其M值与剖面组织中所含的碳化物的推定最大预测值√(Areamax)的关系的图。图2是针对将包含本专利技术例及比较例的高速工具钢的钢块加以延伸锻造而得的工具用材料而表示其M值与延伸锻造后的长度的关系的图。图3是对利用扫描式电子显微镜所观察的本专利技术例的工具用材料的剖面进行二值化处理而成的图像，且是表示所述剖面中所分布的“最大径为9μm以上”的碳化物的图。图4是对利用扫描式电子显微镜所观察的比较例的工具用材料的剖面进行二值化处理而成的图像，且是表示所述剖面中所分布的“最大径为9μm以上”的碳化物的图。具体实施方式作为在使用中的切断工具的刀锋或塑性加工工具的形状面产生剥落或破裂等工具损伤的原因之一，有工具用材料的组织中所含的粗大的碳化物。即，若在工具用材料的组织中包含大量明显粗大的碳化物，则在淬火回火后的制品组织中，也残留所述明显粗大的碳化物，从而所述刀锋或形状面的韧性降低。而且，破坏使用中的刀锋或形状面所需的应力(破坏应力)降低而产生以粗大的碳化物为起点的破坏。因此，减小工具用材料的组织中的碳化物尺寸对于抑制所述工具损伤而言有效。在这种技术背景中，可实现高硬度的SKH59的成分组成成为在组织中形成大量碳化物的合金设计。而且，在这种成分组成的高速工具钢的情况下，在钢块或钢片等原材料的时刻，在其铸造组织中容易形成经明显粗大化的块状的共晶碳化物。一般而言，铸造组织中的M2C共晶碳化物(以下，称为“共晶M2C”)为板状，且可通过热加工而分解为粒状的M6C碳化物(以下，称为“分解M6C”)。但是，若所述共晶M2C为明显粗大的块状，则成为如下结果：在工具用材料的制造步骤中，即便持续热加工(线材加工)，也无法使其变化为经充分粒状化的分解M6C，而在工具用材料的退火组织中存在大量明显粗大的碳化物。另外，在SKH59之类的成分组成的高速工具钢的铸造组织中也形成M6C共晶碳化物(以下，称为“共晶M6C”)。一般而言，所述共晶M6C是鱼骨状。而且，难以通过热加工而粒状化。因此，若所述共晶M6C明显粗大，则成为如下结果：在热加工后，其以“其本身”的明显粗大的状态残留而在工具用材料的退火组织中存在大量明显粗大的碳化物。而且，关于在所述工具用材料的退火组织中无法形成得微细的碳化物，即便进行最终步骤的淬火回火，也难以形成得微细。其结果，关于在所述刀锋或形状面的组织中包含大量粗大的碳化物的各种工具，即便可赋予优异的耐磨耗性，也成为抑制剥落或破裂等所需的耐损伤性劣化的主要原因。另外，若在所述钢块或钢片等原材料的时刻，在其铸造组织中所形成的明显粗大的共晶碳化物即便本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速工具钢，其以质量％计而包含C：0.9％～1.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：1.0％以下、Cr：3.0％～5.0％、W：2.1％～3.5％、Mo：9.0％～10.0％、V：0.9％～1.2％、Co：5.0％～10.0％、N：0.020％以下、剩余部为Fe及杂质，且所述高速工具钢的特征在于，所述高速工具钢所含有的所述C、Si、W、Mo、V、Co的含量的关系在由下述式所算出的M值中满足‑1.5≤M值≤1.5。式：M值＝‑9.500+9.334[％C]‑0.275[％Si]‑0.566[％W]‑0.404[％Mo]+3.980[％V]+0.166[％Co][]括号内表示各元素的含量(质量％)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 JP 2015-2459531.一种高速工具钢，其以质量％计而包含C：0.9％～1.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：1.0％以下、Cr：3.0％～5.0％、W：2.1％～3.5％、Mo：9.0％～10.0％、V：0.9％～1.2％、Co：5.0％～10.0％、N：0.020％以下、剩余部为Fe及杂质，且所述高速工具钢的特征在于，所述高速工具钢所含有的所述C、Si、W、Mo、V、Co的含量的关系在由下述式所算出的M值中满足-1.5≤M值≤1.5。式：M值＝-9.500+9.334[％C]-0.275[％Si]-0.566[％W]-0.404[％Mo]+3.980[％V]+0.166[％Co][]括号内表示各元素的含量(质量％)。2.一种工具用材料，其特征在于，包含根据权利要求1所述的高速工具钢，其中剖面组织中所含...

【专利技术属性】
技术研发人员：福元志保，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP