JP2689513B2 - 低酸素粉末高速度工具鋼 - Google Patents
低酸素粉末高速度工具鋼Info
- Publication number
- JP2689513B2 JP2689513B2 JP21806388A JP21806388A JP2689513B2 JP 2689513 B2 JP2689513 B2 JP 2689513B2 JP 21806388 A JP21806388 A JP 21806388A JP 21806388 A JP21806388 A JP 21806388A JP 2689513 B2 JP2689513 B2 JP 2689513B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- tool steel
- speed tool
- high speed
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、粉末冶金法により作製する高速度工具鋼に
関するもので、例えば、ガスアトマイズ粉、水アトマイ
ズ粉等からなる原料粉末を熱間静水圧プレス、冷間静水
圧プレス等して得られた粉末高速度工具鋼に適用され
る。
関するもので、例えば、ガスアトマイズ粉、水アトマイ
ズ粉等からなる原料粉末を熱間静水圧プレス、冷間静水
圧プレス等して得られた粉末高速度工具鋼に適用され
る。
（従来の技術） 切削加工用工具、圧延、転造等の塑性加工用工具など
に利用される粉末高速度工具鋼が開示されている。（特
願昭61-66625号）。
に利用される粉末高速度工具鋼が開示されている。（特
願昭61-66625号）。
一般に、高速度工具鋼は、優れた高温硬さと耐摩耗性
および靱性を有しており、大別してＷ系のものとMo系の
ものが知られている。
および靱性を有しており、大別してＷ系のものとMo系の
ものが知られている。
（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の粉末高速度工具鋼は、酸素量が比較的
多く含有される等の理由から、抗折力が低下し、工具鋼
に必要な高靱性が得られないという問題があった。
多く含有される等の理由から、抗折力が低下し、工具鋼
に必要な高靱性が得られないという問題があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、粉末高速度工具鋼の含有酸素量を充分に低減
させることにより抗折力を高めた高靱性の低酸素粉末高
速度工具鋼を提供するものである。
たもので、粉末高速度工具鋼の含有酸素量を充分に低減
させることにより抗折力を高めた高靱性の低酸素粉末高
速度工具鋼を提供するものである。
（課題を解決するための手段） そのために、本発明の低酸素粉末高速度工具鋼は、化
学組成が重量％で、 C ： 0.2 〜 3.5％、 Si ： 3.0％以下、 Mn ： 2.0％以下、 Cr ： 1.0 〜20.0％、 Mo ： 0.01 〜15.0％、 W ： 1.5 〜30.0％、 V ： 0.5 〜10.0％、 Co ： 20.0％以下、 O ： 0.005％以下、 S ： 0.01％以下、 残部実質的にFe からなる組成を有することを特徴とする。
学組成が重量％で、 C ： 0.2 〜 3.5％、 Si ： 3.0％以下、 Mn ： 2.0％以下、 Cr ： 1.0 〜20.0％、 Mo ： 0.01 〜15.0％、 W ： 1.5 〜30.0％、 V ： 0.5 〜10.0％、 Co ： 20.0％以下、 O ： 0.005％以下、 S ： 0.01％以下、 残部実質的にFe からなる組成を有することを特徴とする。
本発明の粉末高速度工具鋼のそれぞれの組成限定理由
は次のとおりである。
は次のとおりである。
C: ＣはCr、Mo、Ｗ、Ｖ、Nb、Ta、Ti、Zrなどの炭化物形
成元素と結合して硬い複炭化物を生成し、工具として必
要な耐衝撃性の向上に著しい効果があり、また基地中に
固溶して所要の硬さを得るのに有効な元素であるので、
このような効果を得るために0.2％以上含有させる。し
かし、多量に添加すると耐摩耗性は増大するものの靱性
および加工性が低下するため3.5％以下とした。
成元素と結合して硬い複炭化物を生成し、工具として必
要な耐衝撃性の向上に著しい効果があり、また基地中に
固溶して所要の硬さを得るのに有効な元素であるので、
このような効果を得るために0.2％以上含有させる。し
かし、多量に添加すると耐摩耗性は増大するものの靱性
および加工性が低下するため3.5％以下とした。
Si: Siは主に脱酸剤として使用すると共に炭化物の析出反
応を促進させて炭化物の微細化をはかり、また、焼入性
を向上させると共に基地を強化して降伏点を高め、疲労
限を向上させるのに有効な元素であるが、多量に添加す
ると熱伝導性の低下による工具寿命の劣化をきたし、ま
た、熱間加工性を害すると共に靱性を劣化させるので3.
0％以下とした。
応を促進させて炭化物の微細化をはかり、また、焼入性
を向上させると共に基地を強化して降伏点を高め、疲労
限を向上させるのに有効な元素であるが、多量に添加す
ると熱伝導性の低下による工具寿命の劣化をきたし、ま
た、熱間加工性を害すると共に靱性を劣化させるので3.
0％以下とした。
Mn: MnはSiと同様に脱酸剤として添加するが脱硫剤として
も作用し、鋼の清浄度を高めると共に焼入性の向上にも
寄与する元素であるが、多量に添加すると靱性や焼きも
どし軟化抵抗性が低下し、また、加工硬化能が高くなっ
て加工性や被削性を低下させるので、2.0％以下とし
た。
も作用し、鋼の清浄度を高めると共に焼入性の向上にも
寄与する元素であるが、多量に添加すると靱性や焼きも
どし軟化抵抗性が低下し、また、加工硬化能が高くなっ
て加工性や被削性を低下させるので、2.0％以下とし
た。
Cr: CrはＣと結合して複炭化物を形成し、耐摩耗性の向上
に大きく寄与する元素であり、また、基地中にも多量に
固溶して、高温強度および耐熱衝撃性を高めるとともに
耐酸化性の向上にも大きく寄与する元素であるので1.0
％以上含有させた。しかし、多量に添加しすぎると焼も
どし軟化抵抗性が低下し、また、加工性や靱性を劣化さ
せるので、20.0％以下とした。
に大きく寄与する元素であり、また、基地中にも多量に
固溶して、高温強度および耐熱衝撃性を高めるとともに
耐酸化性の向上にも大きく寄与する元素であるので1.0
％以上含有させた。しかし、多量に添加しすぎると焼も
どし軟化抵抗性が低下し、また、加工性や靱性を劣化さ
せるので、20.0％以下とした。
Mo、W: Mo、ＷはＣと結合して微細なM2C型あるいはM6C型の複
炭化物を生成しかつ基地中にも固溶して基地を強化する
ので、耐摩耗性および高温硬さを増大させるとともに、
焼もどし軟化抵抗性の向上や耐ヒートチェック性の改善
にも有効な元素である。したがって、このような効果を
得るためにはMoは0.01％以上、Ｗは1.5％以上含有させ
た。しかし、多すぎると複炭化物の量が多くなるととも
に粗大となり、塑性加工性および靱性が低下すると共に
疲労特性にも悪影響を及ぼすので、Mo15.0％以下、Ｗは
30.0％以下に限定した。
炭化物を生成しかつ基地中にも固溶して基地を強化する
ので、耐摩耗性および高温硬さを増大させるとともに、
焼もどし軟化抵抗性の向上や耐ヒートチェック性の改善
にも有効な元素である。したがって、このような効果を
得るためにはMoは0.01％以上、Ｗは1.5％以上含有させ
た。しかし、多すぎると複炭化物の量が多くなるととも
に粗大となり、塑性加工性および靱性が低下すると共に
疲労特性にも悪影響を及ぼすので、Mo15.0％以下、Ｗは
30.0％以下に限定した。
V: ＶはＣと結合して非常に硬くかつ固溶しにくいMC型炭
化物を生成し、耐摩耗性の向上や焼もどし硬さの増大に
大きく寄与し、さらには結晶粒を微細化して靱性を向上
させるのに有効な元素であり、このような効果を得るた
めに0.5％以上含有させた。しかし、多量に添加すると
硬さの大きいMC型炭化物が多くなり、耐摩耗性は向上す
るものの被削性や靱性が劣化する傾向となるので10.0％
以下とした。
化物を生成し、耐摩耗性の向上や焼もどし硬さの増大に
大きく寄与し、さらには結晶粒を微細化して靱性を向上
させるのに有効な元素であり、このような効果を得るた
めに0.5％以上含有させた。しかし、多量に添加すると
硬さの大きいMC型炭化物が多くなり、耐摩耗性は向上す
るものの被削性や靱性が劣化する傾向となるので10.0％
以下とした。
Co: Coは基地中に固溶して基地を強化し、炭化物の析出お
よび凝集を遅らせ、高温における硬さと耐力を著しく向
上させる元素である。しかし、多量に添加すると固溶に
よる内部歪が大となり靱性が低下する傾向となるため2
0.0％以下に限定した。
よび凝集を遅らせ、高温における硬さと耐力を著しく向
上させる元素である。しかし、多量に添加すると固溶に
よる内部歪が大となり靱性が低下する傾向となるため2
0.0％以下に限定した。
O: Ｏは0.005％以下とした。この理由は、合金粉末を例
えば熱間静水圧プレス成形した後の焼結体の酸素含有量
が0.005％を超えると焼結体の抗折力が著しく低下する
ためである。例えば第１図に示すように、熱間静水圧プ
レス（HIP）後の焼結体の抗折力は焼結体の含有酸素量
が低下するに従い増大することが解る。また焼結体の抗
折力は、HIP温度に応じても変化する。すなわち、焼結
体の含有酸素量を低下することにより抗折力が増大し、
高靱性の粉末高速度鋼が得られる。
えば熱間静水圧プレス成形した後の焼結体の酸素含有量
が0.005％を超えると焼結体の抗折力が著しく低下する
ためである。例えば第１図に示すように、熱間静水圧プ
レス（HIP）後の焼結体の抗折力は焼結体の含有酸素量
が低下するに従い増大することが解る。また焼結体の抗
折力は、HIP温度に応じても変化する。すなわち、焼結
体の含有酸素量を低下することにより抗折力が増大し、
高靱性の粉末高速度鋼が得られる。
S: Ｓは0.01％以下とする。これは、Ｓが0.01％を超える
と、熱間静水圧プレス後の焼結体を鍛造あるいは圧延等
したときの鍛練比が増大しても抗折力はさほど上昇せ
ず、靱性が改善されないためである。
と、熱間静水圧プレス後の焼結体を鍛造あるいは圧延等
したときの鍛練比が増大しても抗折力はさほど上昇せ
ず、靱性が改善されないためである。
そのほか、高温特性を改善しまた耐摩耗性を向上させ
るために前記以外の炭化物形成元素の一種または二種以
上を添加するのも必要において望ましく、例えば炭化物
形成元素としてNb、Ta、Ti、Zr、Hfの一種または二種以
上を添加するのも良い。しかし、多量に添加すると巨大
炭化物が晶出すると共に、これら元素の結晶粒界への優
先析出が起って靱性を低下させるので、添加するとして
も合計で5.0％以下とする必要がある。
るために前記以外の炭化物形成元素の一種または二種以
上を添加するのも必要において望ましく、例えば炭化物
形成元素としてNb、Ta、Ti、Zr、Hfの一種または二種以
上を添加するのも良い。しかし、多量に添加すると巨大
炭化物が晶出すると共に、これら元素の結晶粒界への優
先析出が起って靱性を低下させるので、添加するとして
も合計で5.0％以下とする必要がある。
（実施例） 本発明の実施例について説明する。
本発明の低酸素粉末高速度工具鋼の合金粉末原料は、
急冷凝固されたガスアトマイズ粉を用いた。この合金粉
末は42メッシュ以下のものを用いるのが良い。これは最
終製品の密度を上昇し、高靱性にするためである。
急冷凝固されたガスアトマイズ粉を用いた。この合金粉
末は42メッシュ以下のものを用いるのが良い。これは最
終製品の密度を上昇し、高靱性にするためである。
前述した合金粉末を軟鋼製のカプセルの中に入れてカ
プセル内を真空に引いて完全に密閉する。その後カプセ
ルを静水圧プレス装置の中に挿入して高温高圧で焼結を
行なってビレットを製造する。HIP温度は1000℃〜1200
℃とした。
プセル内を真空に引いて完全に密閉する。その後カプセ
ルを静水圧プレス装置の中に挿入して高温高圧で焼結を
行なってビレットを製造する。HIP温度は1000℃〜1200
℃とした。
得られたビレットの組成は、 化学組成が重量％で、 C ： 0.2 〜 3.5％、 Si ： 3.0％以下、 Mn ： 2.0％以下、 Cr ： 1.0 〜20.0％、 Mo ： 0.01 〜15.0％、 W ： 1.5 〜30.0％、 V ： 0.5 〜10.0％、 Co ： 〜20.0％以下、 O ： 0.005％以下、 S ： 0.01％以下、 残部実質的にFe であった。
前述の熱間静水圧プレス直後の焼結体の抗折力を測定
したところ、第１図に示すような結果が得られた。第１
図中、○印はHIP温度1150℃、△印はHIP温度1050℃に設
定した。
したところ、第１図に示すような結果が得られた。第１
図中、○印はHIP温度1150℃、△印はHIP温度1050℃に設
定した。
第１図に示すように、真空又は不活性雰囲気中でアト
マイズした低酸素粉末を使用して熱間静水圧プレス後の
焼結体の含有酸素量が40ppm（0.004重量％）近傍にある
ものについては、プレスのままでの抗折力が400kgf/mm2
以上となった。これは、介在物量が少なく、炭化物粒度
が微細であるため、高靱性になったものと推定される。
また、介在物量の減少にともない切削性能も良好となる
という利点がある。
マイズした低酸素粉末を使用して熱間静水圧プレス後の
焼結体の含有酸素量が40ppm（0.004重量％）近傍にある
ものについては、プレスのままでの抗折力が400kgf/mm2
以上となった。これは、介在物量が少なく、炭化物粒度
が微細であるため、高靱性になったものと推定される。
また、介在物量の減少にともない切削性能も良好となる
という利点がある。
前述した実施例では、ガスアトマイズ粉を原料粉末と
して用いたが、本発明は、水アトマイズ粉を環元した粉
末を用いてもよいことはもちろんである。また、前述し
た熱間静水圧プレスに代えて冷間静水圧プレスを用いて
もよい。
して用いたが、本発明は、水アトマイズ粉を環元した粉
末を用いてもよいことはもちろんである。また、前述し
た熱間静水圧プレスに代えて冷間静水圧プレスを用いて
もよい。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の粉末高速度工具鋼によ
れば、含有酸素量が極めて低い量であることから、抗折
力がかなり高い値を示し、高靱性となり、被研削性およ
び切削性能も極めて良好である粉末高速度工具鋼が得ら
れるという効果がある。
れば、含有酸素量が極めて低い量であることから、抗折
力がかなり高い値を示し、高靱性となり、被研削性およ
び切削性能も極めて良好である粉末高速度工具鋼が得ら
れるという効果がある。
第１図は本発明の低酸素粉末高速度工具鋼の一実施例に
おける焼結体の含有酸素量と抗折力の関係を示す図であ
る。
おける焼結体の含有酸素量と抗折力の関係を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】化学組成が重量％で、 C ： 0.2 〜 3.5％、 Si ： 〜 3.0％以下、 Mn ： 〜 2.0％以下、 Cr ： 1.0 〜20.0％、 Mo ： 0.01 〜15.0％、 W ： 1.5 〜30.0％、 V ： 0.5 〜10.0％、 Co ： 20.0％以下、 O ： 0.005％以下、 S ： 0.01％以下、 残部実質的にFe からなる組成を有することを特徴とする低酸素粉末高速
度工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21806388A JP2689513B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 低酸素粉末高速度工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21806388A JP2689513B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 低酸素粉末高速度工具鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0266139A JPH0266139A (ja) | 1990-03-06 |
| JP2689513B2 true JP2689513B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=16714067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21806388A Expired - Lifetime JP2689513B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 低酸素粉末高速度工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2689513B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090252636A1 (en) * | 2008-04-08 | 2009-10-08 | Christopherson Jr Denis B | Powdered metal alloy composition for wear and temperature resistance applications and method of producing same |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2764659B2 (ja) * | 1991-05-02 | 1998-06-11 | 武生特殊鋼材 株式会社 | 均一組織のステンレス刃物鋼 |
| SE512970C2 (sv) * | 1998-10-30 | 2000-06-12 | Erasteel Kloster Ab | Stål, användning av stålet, av stålet framställd produkt samt sätt att tillverka stålet |
| AT409389B (de) * | 2001-04-11 | 2002-07-25 | Boehler Edelstahl | Pm-schnellarbeitsstahl mit hoher warmfestigkeit |
| US9162285B2 (en) | 2008-04-08 | 2015-10-20 | Federal-Mogul Corporation | Powder metal compositions for wear and temperature resistance applications and method of producing same |
| KR20150132856A (ko) * | 2013-03-15 | 2015-11-26 | 페더럴-모걸 코오포레이숀 | 마모 및 온도 저항 어플리케이션을 위한 분말 금속 조성물 및 그 제조 방법 |
| SE541903C2 (en) * | 2017-11-22 | 2020-01-02 | Vbn Components Ab | High hardness 3d printed steel product |
| SE543594C2 (en) * | 2019-01-18 | 2021-04-06 | Vbn Components Ab | 3d printed high carbon content steel and method of preparing the same |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP21806388A patent/JP2689513B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090252636A1 (en) * | 2008-04-08 | 2009-10-08 | Christopherson Jr Denis B | Powdered metal alloy composition for wear and temperature resistance applications and method of producing same |
| US9546412B2 (en) * | 2008-04-08 | 2017-01-17 | Federal-Mogul Corporation | Powdered metal alloy composition for wear and temperature resistance applications and method of producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0266139A (ja) | 1990-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10844448B2 (en) | Powder metallurgically manufactured high speed steel | |
| EP0483668B1 (en) | High speed tool steel produced by sintering powder and method of producing same | |
| EP1024917B1 (en) | A steel and a heat treated tool thereof manufactured by an integrated powder metallurgical process and use of the steel for tools | |
| JPS6121299B2 (ja) | ||
| JP2689513B2 (ja) | 低酸素粉末高速度工具鋼 | |
| US4780139A (en) | Tool steel | |
| US5021085A (en) | High speed tool steel produced by powder metallurgy | |
| JPH02175846A (ja) | 粉末高速度工具鋼 | |
| JPH0555585B2 (ja) | ||
| JP3352889B2 (ja) | 窒化特性に優れた熱間工具鋼 | |
| JPH02182867A (ja) | 粒末工具鋼 | |
| JP2999655B2 (ja) | 高靱性粉末ハイス | |
| JPS5844734B2 (ja) | 硬質合金およびその製造方法 | |
| JP2760001B2 (ja) | 高速度工具鋼 | |
| JPH01119645A (ja) | 粉末高速度鋼 | |
| JP2746059B2 (ja) | 熱間圧延用ロール | |
| JP3361473B2 (ja) | 高耐摩耗低合金高速度工具鋼 | |
| JP3507879B2 (ja) | 冷間工具鋼 | |
| JP3760535B2 (ja) | 耐粗粒化肌焼鋼及び強度と靱性に優れた表面硬化部品並びにその製造方法 | |
| JP3188791B2 (ja) | 高合金工具鋼の軟化焼鈍方法 | |
| JP3482349B2 (ja) | 熱間加工用工具材 | |
| JPH0256419B2 (ja) | ||
| JPS6056043A (ja) | サ−メツト | |
| JPH11222655A (ja) | 粉末高速度工具鋼およびその製造方法 | |
| EP0285128B1 (en) | Manufacturing method for high hardness member |