塑料成形模具用钢制造技术

一种塑料成形模具用钢，其特征在于：以质量％计，含有０．２５～０．４５％的Ｃ、不足于０．３％的Ｓｉ、０．５～２％的Ｍｎ、０．０１～０．０５％的Ｓ、０．０２％以下的ｓｏｌ．Ａｌ、其余由Ｆｅ和杂质组成；金属组织是按面积％计１５～３０％为铁素体而其余部分为珠光体的２相组织，而且ＪＩＳ　　Ｇ　　０５５１中规定的奥氏体结晶粒度序号为３以上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于塑料的注塑成形等方面所使用的模具用钢。
技术介绍
将汽车用仪表面板和保险杠、家电用电视机和空调机的机壳等大型塑料制品注塑成形时所使用的模具，使用着JIS G 4051中规定的S 55C级的通用钢。该IS G 4051是关于日本工业标准的「机械构造用炭素钢钢材(Carbon Steel for Machine Structure Use)」的标准。对塑料成形模具所要求的特性是，良好的切削性和高导热系数等。作为切削性得到改善的钢，有如特许第3141735号公报及特开2002-12941号公报中所提出的钢。此外，作为导热系数得到提高的钢，有如特开平8-209298号公报以及特开平10-96049号公报中所公开的钢。上述特许第3141735号公报中公开的钢含有多量的硫化物，而且Si的含量在0.5％以上。特开2002-12941号公报中公开的钢，其Si含量在0.30％以上，而且金属组织为铁素体占15～40％面积的铁素体和珠光体的二相组织。此外，特开平8-209298号公报以及特开平10-96049号公报中公开的钢是使C以下的各成分的含量得以平衡，而且使金属组织为马氏体单相或马氏体与贝氏体的2相组织的钢。但是，特许第3141735号公报以及特开2002-12941号公报中所公开的钢对导热系数完全没有考虑，有导热系数低的缺点。此外，特开平8-209298号公报以及特开平10-96049号公报中所公开的钢由于金属组织为马氏体单相或马氏体与贝氏体的2相组织，因而有切削性不够好的缺点。这样，使切削性与导热系数同时并存是困难的，希望开发使此二者同时并存的廉价的模具用钢。
技术实现思路
本专利技术是有鉴于上述实际情况而做出的，其目的在于提供使切削性和导热系数并存的廉价的塑料成形模具用钢。具体而言，以提供如下性能的塑料成形模具用钢为目的，即，硬度按JIS Z 2243中所规定的HBW(10/3000)为180～210，在下述条件下的铣刀加工的切削试验中的工具最大磨耗量VBmax(mm)为0.40以下，而且100℃时的导热系数λ(W/m·℃)为45以上。切削试验的条件转速(N)2720rpm，进刀速度(F)600mm/min切入深度(Ad)5mm切入宽度(Rd)25mm切削长度(L)3m使用工具JIS B 4053中规定的P30的单刃刀具。工具最大磨耗量VBmax(mm)为工具的后隙面的最大磨耗宽度。JIS Z 2243是关于日本工业标准的「布氏硬度试验法(Method ofBrinell hardness test)」的规定。HBW(10/3000)为Z2343的表1中所示的硬度记号之一。本专利技术的要点在于下述(1)及(2)的塑料成形模具用钢。(1)以质量％计，含有0.25～0.45％的C、不足0.3％的Si、0.5～2％的Mn、0.01～0.05％的S、0.02％以下的sol.Al、其余为Fe和杂质，金属组织是按面积％计15～30％为铁素体而其余部分为珠光体的2相组织，而且JIS G 0551中规定的奥氏体结晶粒度序号为3以上的塑料成形模具用钢。(2)上述(1)中记载的成分之外，按质量％另含有0.1～0.5％的Cr及0.03以上且小于0.2％的V中的一种或两种，其余部分由Fe及杂质组成，金属组织是按面积％计15～30％为铁素体而其余部分为珠光体的2相组织，而且JIS G 0551中规定的奥氏体结晶粒度序号为3以上的塑料成形模具用钢。JIS G 0551为日本工业标准的「钢的奥氏体结晶粒度试验方法(Methodof austenite grain determination test for steel)」中的标准。此标准对应于ISO 643(Steel-Micrographic determination of the ferriticor austenitic grain size)。本专利技术者们为了达到上述目的，以前面提到的通用钢S55C为基础进行实验，获知如下情况，完成了上述本专利技术。(a)合金元素的增量，不论何种元素均使钢的导热系数降低。因此，不论何种元素，其含量均应尽量低。其中Si的影响较大，因此Si含量需要限制在不到0.3％。图1为将后述实施例的结果，用Si含量与导热系数的关系加以整理而做出的图。由此图显然可知，Si是对导热系数有大影响的元素。(b)C、Mn以及sol.Al的含量需要分别限制在0.25～0.45％，0.5～2％以及0.02％以下。(c)切削性可通过使金属组织成为铁素体和珠光体的2相组织而得以改善。特别是当金属组织为铁素体比率占15～30面积％的铁素体·珠光体的2相组织而且JIS G 0551所规定的奥氏体结晶粒度序号为3以上时，切削性显著提高。表1是以后述实施例中提供的钢中的钢No.1作为对象，使其铁素体·珠光体组织(铁素体面积比率22％)的奥氏体有各种不同的结晶粒度序号，来进行上述条件的铣刀加工切削试验后，将工具最大磨耗量VBmax的结果列出的表。由表1可知，在奥氏体结晶粒度序号为3以上的情况中，工具最大磨耗量VBmax在0.4mm以下，能确保良好的切削性。表1 附图说明图1是表示Si含量与导热系数关系的图。图2是表示铁素体比率与工具最大磨耗量关系的图。具体实施例方式以上述方式规定了本专利技术的塑料成形模具用钢，现对其理由做详细说明。另外，若无事先特做说明，「％」即指「质量％」。1、关于化学组成C0.25-0.45％在确保钢的强度方面，C是重要的元素，最低也需要0.25％的含量。另一方面，若其含量超过0.45％，珠光体量就会增加，得不到后述的铁素体量，不可能确保所希望的切削性。因此将C含量定为0.25～0.45％。优选是0.28～0.45％，更优选是0.35～0.43％。Si不足0.3％Si可使钢的切削性能提高，从另一方面讲，也是使导热系数显著降低的元素。但是若要提高事实上取决于化学组成的导热系数，确保所希望的切削性和导热系数，如上所述，需要使Si含量不足0.3％。在仅以提高导热系数为目的的情况中，Si含量越少越好。但是过于少时，会产生难以确保切削性的情况。因而其含量优选为0.15～0.25％。Mn0.5～2％与上述C相同，Mn在确保钢的强度方面也是重要的元素，最低也需要0.5％的含量。从另一方面讲，若含量超过2％，则会导致韧性降低。因此，Mn含量定为0.5～2％。更优选的范围是0.8～1.5％，最优选的范围是1～1.3％。S0.01～0.05％在确保钢的切削性方面，S是重要的元素，最低也需要0.01％的含量。从另一方面讲，若其含量超过0.05％，韧性、延展性以及焊接性就会降低。因而S含量应为0.01-0.05％。更优选的是0.02～0.04％，最优选的是0.025～0.04％。sol.Al0.02％以下Al是做为钢的脱氧剂而添加的。再者，Al会形成AlN，是对晶粒细化有贡献的元素。为了使这些效果充分发挥，sol.Al含量最好在0.001％以上，但是过剩的Al会形成铝系氧化物，会使钢的纯净度变坏，招致发纹的问题。此外，还会使切削性和导热系数降低。因而在以提供使切削性和导热系数两者都得以提高的钢为目的的本专利技术中，Al含量越少越好；而在通过上述Si或/和Mn充分进行了脱氧的情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：濑罗知晓，海野正英，城毅，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：