模具用钢及其制造方法技术

本发明专利技术提供模具用钢及其制造方法，该钢满足作为模具用钢的基本特性，此基础上还兼顾优异的耐生锈性及导热性。一种模具用钢，其为具有如下组成的钢：以质量％计含有：C：0.07～0.15％、Si：大于0～小于0.8％、Mn：大于0～1.0％、P：小于0.05％、S：小于0.02％、Ni：大于0～0.5％、Mo与W按单独或复合计(Mo+1/2W)：大于0～小于0.8％、V：大于0～小于0.15％、Cu：0.25～1.5％，余量包含Fe、Cr和无法避免的杂质，前述Cr的含量大于4.9％且为5.3％以下，所述模具用钢的硬度为30～42HRC。作为无法避免的杂质的Al优选控制在小于0.1％，N优选控制在小于0.06％，O优选控制在小于0.0055％。前述硬度可通过淬火及530℃以上的回火来得到。

Die steel and its manufacturing method

The present invention provides die steel and its manufacturing method. The steel satisfies the basic characteristics of die steel and takes into account the excellent rust resistance and thermal conductivity. A die steel consisting of C: 0.07-0.15%, Si: greater than 0-less than 0.8%, Mn: greater than 0-1.0%, P: less than 0.05%, S: less than 0.02%, Ni: greater than 0-0.5%, Mo and W, separately or in combination (Mo + 1/2W): greater than 0-less than 0.8%, V: greater than 0-small. At 0.15% and Cu:0.25-1.5%, the remainder contains Fe, Cr and unavoidable impurities. The content of Cr mentioned above is more than 4.9% and below 5.3%. The hardness of the die steel is 30-42 HRC. As an unavoidable impurity, the optimal control of Al is less than 0.1%, N is less than 0.06%, and O is less than 0.0055%. The hardness mentioned above can be obtained by quenching and tempering at temperatures above 530 degrees.

【技术实现步骤摘要】
模具用钢及其制造方法本申请是申请日为2014年2月20日、申请号为201480011274.9、专利技术名称为“模具用钢及其制造方法”的申请的分案申请。
本专利技术涉及主要最适合于塑料成型用途的模具用钢及其制造方法。
技术介绍
以往，特别是对于塑料成型中使用的模具用钢，主要要求如下等内容：(1)镜面精加工性好、针孔或其它微细凹坑的产生倾向小；(2)压纹加工性好；(3)强度、耐磨耗性、韧性好；(4)被切削性好；(5)耐腐蚀性、耐生锈性好；(6)导热性好。其中，耐生锈性及导热性的提高对于最近的模具用钢来说逐渐成为重要的要求特性。总之，在生产间歇、维修等模具未使用时，存在因结露造成模具表面生锈的问题。如果模具表面生锈，则开始再次使用时需要打磨等的脱锈的工序，成为生产率降低的主要原因。因此，对于模具用钢大多要求耐生锈性的提高。另外，对于需要反复加热及冷却的塑料成型来说，模具用钢的导热性的提高是用于缩短该热循环从而提升生产率的重要的改善特性。因此，本申请人提出了一种耐生锈性和导热性优异的模具用钢，其为具有如下组成的钢：以质量％(以下，标记为％)计含有：C：0.07～0.15％、Si：大于0～小于0.8％、Mn：大于0～小于1.5％、P：小于0.05％、S：小于0.06％、Ni：大于0～小于0.9％、Cr：2.9～4.9％、Mo与W按单独或复合计(Mo+1/2W)：大于0～小于0.8％、V：大于0～小于0.15％、Cu：0.25～1.8％，余量为包含Fe和无法避免的杂质，所述模具用钢的硬度为30～42HRC(专利文献1)。另外，还提供具有如下组成的塑料成型模具用钢：C：0.03％～0.25％、Si：0.01％～0.40％、Mn：0.10％～1.50％、P：≤0.30％、S：≤0.050％、Cu：0.05％～0.20％、Ni：0.05％～1.50％、Cr：5.0％～10.0％、Mo：0.10％～2.00％、V：0.01％～0.10％、N：≤0.10％、O：≤0.01％、Al≤0.05％并且满足下式(Cr+Mo)≤10％和7≤(Cr+3.3Mo)，余量为Fe和无法避免的杂质(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/090562号小册子专利文献2：日本特开2010-024510号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1的模具用钢的耐生锈性和导热性优异。但是，关于耐生锈性，即便在高湿度的环境下长时间放置之后的生锈的绝对量少，但有在达到该生锈量的过程中，从放置的初期开始生锈的倾向。另外，关于耐生锈性，专利文献2的模具用钢也有从放置的初期开始生锈的倾向。实际上，在模具的保管中，如果该保管环境的温度、湿度高，则从放置开始数十分钟就开始生锈。因此，在比较短时间的放置进行评价的情况下，得到如下结果：即便生锈的绝对量少，该生锈量与其他的模具用钢相比也多，仍然有改善的余地。本专利技术的目的在于提供兼顾了优异的导热性和耐生锈性的模具用钢。并且提供对于耐生锈性，不仅长时间的放置下生锈量少而且在放置的初期能够抑制生锈自身，从而减慢生锈的开始的模具用钢、以及得到该模具用钢优选的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等对于专利文献1的模具用钢的成分组成进行了重新认识。结果彻底查明，在该成分组成的范围外，存在在维持优异的导热性的状态下,能够实现上述的进一步的耐生锈性提高的成分组成，至此完成本专利技术。即，本专利技术为一种模具用钢，其特征在于，其以质量％计含有：C：0.07～0.15％、Si：大于0～小于0.8％、Mn：大于0～1.0％、P：小于0.05％、S：小于0.02％、Ni：大于0～0.5％、Mo与W按单独或复合计(Mo+1/2W)：大于0～小于0.8％、V：大于0～小于0.15％、Cu：0.25～1.5％，余量包含Fe、Cr和无法避免的杂质，前述Cr的含量大于4.9％且为5.3％以下，所述模具用钢的硬度为30～42HRC。作为无法避免的杂质的Al优选控制在小于0.1％，N优选控制在小于0.06％，O优选控制在小于0.0055％。并且，优选的是在上述钢的组成中满足基于质量％的由下述式1得到的值为1.70以下并且由式2得到的值为6.90以下的模具用钢。式1：70×[C％]+6×[Si％]－[Cr％]－3×[(Mo+1/2W)％]－3×[V％]－0.5×[Cu％]式2：[Cr％]+3.3×[(Mo+1/2W)％]其中，[]括弧内表示各元素的含量(质量％)。另外，本专利技术为一种模具用钢的制造方法，其特征在于，将具有如下组成的钢淬火以及以530℃以上的温度回火，从而将硬度调整为30～42HRC；所述组成为：以质量％计，含有：C：0.07～0.15％、Si：大于0～小于0.8％、Mn：大于0～1.0％、P：小于0.05％、S：小于0.02％、Ni：大于0～0.5％、Mo与W按单独或复合计(Mo+1/2W)：大于0～小于0.8％、V：大于0～小于0.15％、Cu：0.25～1.5％，余量包含Fe、Cr和无法避免的杂质，并且前述Cr的含量大于4.9％且为5.3％以下。作为无法避免的杂质的Al优选控制在小于0.1％，N优选控制在小于0.06％，O优选控制在小于0.0055％。并且，优选的是在上述钢的组成中满足基于质量％的由下述式1得到的值为1.70以下并且由式2得到的值为6.90以下的模具用钢的制造方法。式1：70×[C％]+6×[Si％]－[Cr％]－3×[(Mo+1/2W)％]－3×[V％]－0.5×[Cu％]式2：[Cr％]+3.3×[(Mo+1/2W)％]其中，[]括弧内表示各元素的含量(质量％)。专利技术的效果通过本专利技术，能够提供导热性优异的模具用钢。并且，关于耐生锈性，不仅长时间的放置下生锈量少而且能够在放置的初期减慢生锈自身的开始的模具用钢，能够以高再现性而实现。因此，这是对于模具的技术提高有效的技术。具体实施方式本专利技术的特征在于，对于构成专利文献1的模具用钢的元素种类，确定对于放置初期的生锈性带来大的影响的元素种类。即，发现了S、Cr对于最终的生锈的绝对量以及其生锈的开始时期(放置后，在某一时刻开始产生锈)均带来很大影响。另外，还发现Mn也是对于上述生锈的开始时期带来很大影响的元素种类。并且，通过这些元素种类的确定，重新认识了专利文献1的模具用钢的成分组成，维持了优异的导热性并且能够实现上述的更进一步的耐生锈性。以下，对于本专利技术的构成要件进行说明。·C：0.07～0.15％C是提高淬火性且在回火中通过Cr、Mo(W)、V碳化物的析出带来组织强化的元素，是为了维持后述的30～42HRC的淬火回火硬度而必要的基本添加元素。而且，为了抑制切削加工时等产生的加工应变，希望预先降低钢中的残余应力，对此必要的是上述回火温度能够提高。因此，对于本专利技术钢，重要的是，添加例如即使以530℃以上回火也能稳定地达到30HRC以上的硬度的足够的C量。但是，随着添加量的增加，Cr碳化物的形成导致基体中的固溶Cr减少时，耐生锈性降低，因此本专利技术中设为0.15％以下。另一方面，由于固溶Cr是降低模具用钢的导热率的较大因素，因此用于形成Cr碳化物的C过少时，会使模具用钢的导热性劣化。而且，由于也无法得到必要的硬度，因此设为0.07％以上。对于下限，优选为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模具用钢，其特征在于，其为具有如下组成的钢：以质量％计含有：C：0.07～0.15％、Si：大于0～小于0.8％、Mn：大于0～1.0％、P：小于0.05％、S：小于0.02％、Ni：大于0～0.5％、Mo与W按单独或复合计(Mo+1/2W)：大于0～小于0.8％、V：大于0～小于0.15％、Cu：0.25～0.83％，余量包含Fe、Cr和无法避免的杂质，所述Cr的含量大于4.9％且为5.3％以下，所述模具用钢的硬度为30～42HRC，其中，钢的组成满足：基于质量％的由下述式1得到的值为1.70以下，并且由式2得到的值为6.90以下；式1：70×[C％]+6×[Si％]－[Cr％]－3×[(Mo+1/2W)％]－3×[V％]－0.5×[Cu％]式2：[Cr％]+3.3×[(Mo+1/2W)％]其中，[]括弧内表示各元素的含量即质量％。

【技术特征摘要】
2013.02.28 JP 2013-0382721.一种模具用钢，其特征在于，其为具有如下组成的钢：以质量％计含有：C：0.07～0.15％、Si：大于0～小于0.8％、Mn：大于0～1.0％、P：小于0.05％、S：小于0.02％、Ni：大于0～0.5％、Mo与W按单独或复合计(Mo+1/2W)：大于0～小于0.8％、V：大于0～小于0.15％、Cu：0.25～0.83％，余量包含Fe、Cr和无法避免的杂质，所述Cr的含量大于4.9％且为5.3％以下，所述模具用钢的硬度为30～42HRC，其中，钢的组成满足：基于质量％的由下述式1得到的值为1.70以下，并且由式2得到的值为6.90以下；式1：70×[C％]+6×[Si％]－[Cr％]－3×[(Mo+1/2W)％]－3×[V％]－0.5×[Cu％]式2：[Cr％]+3.3×[(Mo+1/2W)％]其中，[]括弧内表示各元素的含量即质量％。2.根据权利要求1所述的模具用钢，其特征在于，以质量％计，作为无法避免的杂质的Al控制在小于0.1％、N控制在小于0.06％、O控制在小...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅野隆一朗，关山孝明，细田康弘，片冈仁，
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