塑料成形模具用钢制造技术

本发明专利技术提供一种塑料成形模具用钢，其不但具有充分的硬度、耐摩损性、耐腐蚀性，且精密加工性、镜面加工性均优异。依本发明专利技术的塑料成形模具用钢，包含：Ｃ：０．８０ｗｔ％以下；Ｓｉ：０．０１ｗｔ％以上、低于１．４０ｗｔ％；Ｍｎ：０．０５ｗｔ％以上、２．０ｗｔ％以下；Ｎｉ：０．００５ｗｔ％以上、１．００ｗｔ％以下；Ｃｒ：１３．０ｗｔ％以上、２０．０ｗｔ％以下；Ｍｏ＋１／２Ｗ：０．２０ｗｔ％以上、４．０ｗｔ％以下；Ｖ：０．０１ｗｔ％以上、１．００ｗｔ％以下；Ｎ：０．３６ｗｔ％以上、０．８０ｗｔ％以下；Ｏ：０．０２ｗｔ％以下；及Ａｌ：０．８０ｗｔ％以下；剩余部分实质上为由Ｆｅ与不可避免的不纯物所构成的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种塑料成形模具用钢。
技术介绍
近年来，在各个领域中使用各种塑料成形品。例如，塑料成形品一般使用射出成形用模具等塑料成形模具，成形为所要求的形状。但是，基于加入主要成分树脂而使成形品的强度得以提高等的观点，在塑料成形材料中，往往有添加玻璃纤维等填充材料的情形。此种添加物将使模具摩损，因而所得到的塑料成形品的尺寸精度将降低，导致模具寿命降低。另外，塑料成形材料在其混搅过程等中，因树脂的分解而产生腐蚀性气体。此种腐蚀性气体若在模具内被压缩而成为高温、高压，将造成模具腐蚀，发生所得到的塑料成形品的表面粗糙、溢料等。因而，针对塑料成形模具的材料，必须使用高硬度、耐摩损性、耐腐蚀性优异的金属材料。作为此种金属材料，例如公知SUS440C或其改良材料等马氏体(Martensite)类不锈钢。另外，例如，在专利文献1中公开一种塑料成形模具用合金，其以重量％表示，包含C0.25～1.0、Si最多为1.0、Mn最多为1.6、N0.10～0.35、Al最多为1.0、Co最多为2.8、Cr14.0～25.0、Mo0.5～3.0、Ni最多为3.9、V0.04～0.4、W最多为3.0、Nb最多为0.18、Ti最多为0.20，C与N的浓度之和至少为0.5、最多为1.2，余量由Fe与不可避免的杂质构成。专利文献1 日本专利第3438121号
技术实现思路
然而，公开在专利文献1的合金，由于制造阶段容易生成粗大的析出碳氮化物，由于所生成的粗大的析出碳氮化物与母相的硬度差异，存在雕模加工时发生加工不均匀等、精加工精度不佳的问题。另外，基于使成形品的表面形状优异化的观点，大多在塑料成形模具中进行模具内面的镜面加工，但是，公开在专利文献1中的合存在因粗大的析出碳氮化物而导致镜面加工性降低的问题。不过，在专利文献1的合金中，认为通过单纯地使C量减少，难以生成粗大的析出碳氮化物，若根据该方式进行的话，将发生耐摩损性变差的问题。因此，本专利技术目的在于，提供一种塑料成形模具用钢，不但具有充分的硬度、耐摩损性、耐腐蚀性，同时，精密加工性、镜面加工性均优异。为了解决上述问题，本专利技术的塑料成形模具用钢，其主要成分包含C0.80重量％以下；Si0.01重量％以上、低于1.40重量％；Mn0.05重量％以上、2.0重量％以下；Ni0.005重量％以上、1.00重量％以下；Cr13.0重量％以上、20.0重量％以下；Mo+1/2W0.20重量％以上、4.0重量％以下；V0.01重量％以上、1.00重量％以下；N0.36重量％以上、0.80重量％以下；O0.02重量％以下；及Al0.80重量％以下； 余量实质上由Fe与不可避免的杂质构成。由于本专利技术的塑料成形模具用钢由上述成分组成，尤其，使C的含量减少，同时使N的含量增加，因而确保了必要的硬度。因此，具有充分的硬度、耐摩损性。另外，通过使N的含量增加，氮将固溶在母相中，并且，由于所形成的碳氮化物为微细的，耐摩损性也优异。再者，通过使上述C的含量减少，在制造阶段难以生成粗大的析出碳氮化物。另外，淬火时的未固溶碳氮化物也变少，经淬火、回火所得到的微细碳氮化物将均匀分散。因此，精密加工性、镜面加工性特别优异。具体实施例方式以下，针对本专利技术的一实施方式详加说明。本专利技术的塑料成形模具用钢包含下列的元素，余量实质上由Fe与不可避免的杂质构成。将所含的元素种类、其含量予以特定的理由如下所示(1)C0.80重量％以下。C是为了确保强度、耐摩损性所必要的元素，并与Cr、Mo、W、V、Nb等形成碳化物的元素相结合而生成碳化物。另外，C还是通过在淬火时固溶在母相中，进行马氏体组织化而确保硬度所必要的元素。但是，若C的含量变得过多的话，便容易与上述形成碳化物的元素结合而析出大量的碳化物，粗大的碳化物将残留。基于防止上述现象的观点，具体而言，C的含量为0.8重量％以下，较宜为0.65重量％以下，最好为低于0.25重量％。不过，在本专利申请中，由于能够通过增多N的含量以使硬度得以提高，因而期望通过尽可能地减少C的含量，使粗大的析出碳化物的量、淬火时的未固溶碳化物的量均降低，并使经淬火、回火所得到的微细碳化物得以均匀分散。(2)Si0.01重量％以上、低于1.40重量％。Si与如后所述的Al具有同样脱氧元素的功能。然而，Al与N反应后生成AlN，使母相中的N固溶量降低，同时，由于所生成的粗大的AlN而导致精密加工性、镜面加工性降低。因而，为了抑制钢中Al的含量，较宜使用Si作为脱氧元素。具体而言，Si的含量为0.01重量％以上，较宜为0.05重量％以上，最好为0.10重量％以上。但是，若Si的含量变得过多的话，热加工性、韧性将降低。基于防止上述现象的观点，具体而言，Si的含量低于1.40重量％，较宜为0.75重量％以下，最好为0.25重量％以下。(3)Mn0.05重量％以上、2.0重量％以下。Mn作为使淬火性提升的元素而进行添加。另外，在不可避免地含S时，Mn对于抑制韧性的降低是有效的。具体而言，Mn的含量为0.05重量％以上。但是，若Mn的含量变得过多的话，热加工性将降低。因而，Mn的含量为2.0重量％以下。(4)Ni0.005重量％以上、1.00重量％以下。Ni使N的溶解量增加。具体而言，Ni的含量为0.005重量％以上。但是，若Ni的含量变得过多的话，残留奥氏体(Austenite)将增加，引起尺寸的时效变化。因而，具体而言，Ni的含量为1.00重量％以下。(5)Cr13.0重量％以上、20.0重量％以下。Cr使N的溶解量增加，同时使耐腐蚀性得以提高。另外，形成碳氮化物。具体而言，Cr的含量为13.0重量％以上。但是，若Cr的含量变得过多的话，即使进行零下处理，残留γ相也增加，硬度将降低。另外，成本也将变高。因而，具体而言，Cr的含量为20.0重量％以下。(6)Mo+1/2W0.20重量％以上、4.0重量％以下。Mo、W使N的溶解量增加。另外，使淬火性得以提高。为了得到此作用，具体而言，以Mo+1/2W表示Mo、W的含量为0.20重量％以上。但是，若Mo、W的含量变得过多的话，析出碳氮化物的生成将被加速，冲击值将降低。因而，具体而言，以Mo+1/2W表示Mo、W的含量为4.0重量％以下。(7)V0.01重量％以上、1.00重量％以下。V使N的溶解量增加。另外，形成碳氮化物，通过此阻塞效果以使结晶粒得以微细化，并使强度得以提高。具体而言，V的含量为0.01重量％以上。但是，若V的含量变得过多的话，便容易生成粗大的碳氮化物，精密加工性、镜面加工性将降低。因而，具体而言，V的含量为1.00重量％以下。(8)N0.36重量％以上、0.80重量％以下。N是填隙式元素，有助于使马氏体组织的硬度得以提高。为了得到此效果，具体而言，N的含量为0.36重量％以上。此N的含量遵循西弗茨(Sieverts)定律，可以通过加压溶解而进行添加。但是，若N的含量变得过多的话，由于凝固中的N稠化，便容易产生N造成的吹孔(以下，称为“N吹孔”。)，因加压所造成的N吹孔的抑制将变得困难。因而，具体而言，N的含量为0.80重量％以下。(9)O0.02重量％以下。O是在钢水中不可避免含有的元素。若O的含量变多，与Si、Al产生粗大的氧化物，此氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料成形模具用钢，包含：Ｃ：０．８０重量％以下、Ｓｉ：０．０１重量％以上、低于１．４０重量％；Ｍｎ：０．０５重量％以上、２．０重量％以下；Ｎｉ：０．００５重量％以上、１．００重量％以下；Ｃｒ：１３ ．０重量％以上、２０．０重量％以下；Ｍｏ＋１／２Ｗ：０．２重量％以上、４．０重量％以下；Ｖ：０．０１重量％以上、１．００重量％以下；Ｎ：０．３６重量％以上、０．８０重量％以下；Ｏ：０．０２重量％以下；及　 　Ａｌ：０．８０重量％以下；余量实质上由Ｆｅ与不可避免的杂质所构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊吹基宏，滨野修次，古贺猛，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]