本发明专利技术的目的在于提供一种退火后硬度低、容易实施冷加工（锻造、冲压）及切削加工（铣削、钻孔、端铣、研削、旋削）的冷加工工具钢。解决上述问题，本发明专利技术之冷加工工具钢，其成分以重量％而言含有０．６％≤Ｃ≤１．６０％、０．１０％≤Ｓｉ≤１．２０％、０．１０％≤Ｍｎ≤０．６０％、５．５％≤Ｃｒ≤１３．０％、０．８０％≤Ｍｏ＋０．５Ｗ≤２．１０％、０．１０％≤Ｖ≤０．４０％、０．０００２％≤Ｏ≤０．００８％、０．００１≤Ａｌ≤０．１０，其残部由Ｆｅ及不可避免的不纯物组成，变态点Ａｒ３在７５０℃以上８５０℃以下，以（Ａｒ３＋５０℃）以上１０５０℃以下的温度做保持加热的球状化退火处理后，以组织断面观察到，其相当圆径的范围在０．１μｍ以上３μｍ以下的碳化物的平均相当圆径是在０．２５μｍ以上０．８μｍ以下，上述球状化退火处理后的勃氏硬度（ＢｒｉｎｅｌｌＨａｒｄｎｅｓｓ）在ＨＢ１７９以上ＨＢ２３５以下，而且在ＪＩＳ Ｇ０５５５中规定的Ｂ系中介物以及Ｃ系中介物中，钢的清净度为（ｄＢ＋ｄＣ）６０×４００≤０．０５％，Ｋ值＝Ｃｒ（％）－６．８×Ｃ（％）时，Ｋ值为０．１以上３．５以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术有关于一种冷加工工具钢，用于冷加工中锻造、冲压加工的冷加工模具或构造组件、要求耐磨耗性的机械组件、冷锻冲压模、高张力钢板的成形模、弯曲模、冷作锻造模具、锻造模、螺杆旋转模、冲压构件、切条机刀具、标准框冲模、表计、深抽冲压、弯曲模冲压、剪切刀片、不锈钢的弯曲模、深抽模、锻造等的塑性加工工具、齿轮用冲压、橡胶构件、冲压模、顺序动作冲压模、土石供给装置的密封板、螺旋构件、水泥吹付机用旋转板、IC封装模、尺寸精度要求高的精密冲压模、实施CVD处理·PVD处理·TD处理等的表面处理所使用的上述用途的金属模具。
技术介绍
冷加工工具钢向来是JIS4404的高合金冷加工模的代表钢种的SKD11或SKD12等使用。该等冷加工工具钢是在热加工后(锻造、延压等)，从渥斯田化温度Ar3点到Ar3点+50℃的温度范围中加热而缓缓冷却的退火处理作为冷加工的软化处理。由该退火处理条件所得到的退火硬度为大约为勃式硬度HB241～HB255。又在专利文献1所揭露者为退火温度比习知的温度高而却比习知的退火硬度低。虽然低硬度化使切削加工容易，但表2中的专利技术钢的硬度为HV262～278(HB换算约250～265)，难谓低硬度。而且，若退火温度比淬火温度高而实施，即使有一般淬火回火后硬度降低的问题，但是对于淬火回火的硬度却未提及。专利文献1特开平6-322439号公报专利技术所要的解决的问题近年来，越发要求制造过程的缩短及成本降低，试图缩短构造组件、机械零件的制作时间，因此要求退火材料的切削性优良及易于进行冷加工的机械加工性优良的冷加工工具钢。但是，冷加工工具钢在其成分上，难以由退火得到低硬度。又，特别是模具或治具、机械组件的耐磨特性是必要的用途下，从其耐磨耗性的观点而言，虽然多利用包含结晶粗大的碳化物的材料，重视耐磨耗性，但是无法避免韧性降低的材料特性的劣化。另一方面，欲被提升切削性，则添加减少结晶粗大的碳化物或多量的S等的快削元素，但是会导致耐磨耗性降低。于此，结晶粗大的碳化物(一次碳化物)所指的是相当圆径约10μm以上的物体。有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种退火后硬度低、容易实施冷加工(锻造、冲压)及切削加工(铣削、钻孔、端铣、研削、旋削)的冷加工工具钢。解决问题的手段、专利技术的效果为解决上述问题，本专利技术的权利要求1所述的冷加工工具钢，其成分以重量％而言含有0.6％≤C≤1.60％、0.10％≤Si≤1.20％、0.10％≤Mn≤0.60％、5.5％≤Cr≤13.0％、0.80％≤Mo+0.5W≤2.10％、0.10％≤V≤0.40％、0.0002％≤0≤0.008％、0.001≤Al≤0.10，其残部由Fe及不可避免的不纯物组成，变态点Ar3在750℃以上850℃以下，以(Ar3+50℃)以上1050℃以下的温度做保持加热的球状化退火处理后，以组织断面观察到，其相当圆径的范围在0.1μm以上3μm以下的碳化物的平均相当圆径是在0.25μm以上0.8μm以下，上述球状化退火处理后的勃氏硬度(Brinell Hardness)在HB179以上HB235以下，而且在JIS G0555中规定的B系中介物以及C系中介物中，钢的清净度为(dB+dC)60×400≤0.05％，K值＝Cr(％)-6.8×C(％)时，K值为0.1以上3.5以下。上述本专利技术主要有以下的特征。(1)退火后的硬度降低退火后硬度由相当圆径范围为0.1μm以上3μm以下的碳化物(以下称为二次碳化物)的分布状态所决定，由于该二次碳化物的平均相当圆径在0.2μm以上0.8μm以下，表现低硬度。该平均相当圆径的范围大于二次碳化物的尺寸。即，由于退火所产生的二次碳化物的绝对量相同，若平均相当圆径变大，比较大的二次碳化物存在而使硬度降低。相反地，若平均相当圆径变小，比较小的二次碳化物密集，使硬度变大。具体而言，藉由二次碳化物的平均相当圆径在上之范围内，可得到勃氏硬度HB179以上且HB235以下的低硬度(习知材料为勃氏硬度HB241～HB255)，切削加工及冷加工的效率可特别地提升。(2)二次碳化物的尺寸由退火条件控制二次碳化物的大小由(Ar3+50℃)以上1050℃以下的温度做保持加热的球状化退火处理而控制。详细地说，首先，加热保持于比习知的退火温度(Ar3～Ar3+50℃)高的温度(Ar3+50℃～淬火温度(1050℃))使其固溶于二次碳化物多的母材中。而且，加热保持的温度比淬火温度(1050℃)低，使淬火回火后的硬度降低。之后，固溶的二次碳化物变大而成长，以比60℃/h慢的冷却速度慢冷750℃以下(慢冷法)。其它的处理方法为650℃～变态点Ar1与变态点Ar3～1050℃的温度之间，做二次以上的反复加热冷却的「反复加热慢冷法」、在比Ar3低的温度长时间做保持的「长时间加热法」、在慢冷法的慢冷途中在一定温度下做保持的「等温变态法」等。使用任一种方法均可控制二次碳化物的大小。又，在上述球状化退火实施前，在Ar1以下的温度实施低温退火，减低退火后的硬度误差，可得到更低的硬度。而且，针对影响作为模具或治具用途所必须的耐磨耗性的粗大的结晶碳化物(一次碳化物)，即使实施上述之球状化退火处理，也不使其尺寸及个数产生大的变化。于此，变态点「Ar3」表示冷却时A3变态点(渥斯田化温度)，「r」意指冷却(refroidissement)。在球状化退火处理中，为了使二次碳化物充分地固溶于母材中，使加热保持温度比习知的温度高，而且该温度在淬火温度以下，以求足够低的变态点Ar3。换言之，变态点Ar3与淬火温度的差足够大，因此，为了使变态点Ar3为750℃～850℃必须做成分调整，若变态点Ar3变高，与一般的淬火温度(1050℃)的差会变小，退火温度无法提高而二次碳化物无法充分地固溶(与习知的退火相同)。另一方面，若Ar3降低，二次碳化物的析出、成长需要极长的时间。而且，对于退火温度而言，变态点Ar3用DTA(differential Thermal Analysis)等的装置测定，藉此决定较佳的温度(Ar3+50℃～淬火温度(1050℃))。(3)关于氧化物系中介物对被切削性的影响B系及C系(特别是氧化物系)的中介物(根据JIS G 0555)，中介物的量愈大则被切削性会愈低。该等中介物，自身的硬度相当高，远超过母材的硬度。那么，若在切削加工时与工具刀刃接触，会使工具刀刃产生碎片(chipping)而降低工具寿命。由于B系及C系的中介物愈0接近对被切削性的影响愈小，为了得到充分的被切削性，B系与C系中介物中钢的清净度(dB+dC)60×400≤0.05％是必要的。而且，上述清净度主要是使O及Al的含有量在后述的范围中。以下针对本专利技术之各数值限定理由做说明。(4)0.6％≤C≤1.60％C是在淬火时提高母材硬度所必须的元素。藉由与Cr、Mo、V等的碳化物形成元素结合而形成碳化物，使结晶粒细微化。又，藉由碳化物而提升耐磨耗性。为了使淬火回火硬度在HRC55以上，必须添加至下限以上。另一方面，过度的添加会使碳化物变多而导致任性降低，因此添加至上限以下。(5)0.10％≤Si≤1.20％ 添加Si作为脱氧元素。又，由于实施高温回火而使硬度提高，欲得到此效果添加下限以上。另一方面，过度的添本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冷加工工具钢，其特征在于，其成分以重量％而言含有０．６％≤Ｃ≤１．６０％、０．１０％≤Ｓｉ≤１．２０％、０．１０％≤Ｍｎ≤０．６０％、５．５％≤Ｃｒ≤１３．０％、０．８０％≤Ｍｏ＋０．５Ｗ≤２．１０％、０．１０％≤Ｖ≤０．４０％、０．０００２％≤Ｏ≤０．００８％、０．００１≤Ａｌ≤０．１０，其残部由Ｆｅ及不可避免的不纯物组成，变态点Ａｒ３在７５０℃以上８５０℃以下，以（Ａｒ３＋５０℃）以上１０５０℃以下的温度做保持加热的球状化退火处理后，以组织断面观察到，其相当圆径的范围在０．１μｍ以上３μｍ以下的碳化物的平均相当圆径是在０．２５μｍ以上０．８μｍ以下，上述球状化退火处理后的勃氏硬度（ＢｒｉｎｅｌｌＨａｒｄｎｅｓｓ）在ＨＢ１７９以上ＨＢ２３５以下，而且在ＪＩＳＧ０５５５中规定的Ｂ系中介物以及Ｃ系中介 物中，钢的清净度为（ｄＢ＋ｄＣ）６０×４００≤０．０５％，Ｋ值＝Ｃｒ（％）－６．８×Ｃ（％）时，Ｋ值为０．１以上３．５以下。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：清水崇行，池内康贵，藤井利光，
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]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。